[實(shí)用新型]一種永磁電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆箱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821669135.7
• 申請(qǐng)日: 2018-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209358344U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊韜仁;張小剛;曹為;高愛(ài)紅;楊敬偉;張曉鹍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東邦邁智能科技有限公司
• 主分類號(hào): H02K5/20
• 分類號(hào): H02K5/20;H02K9/19;H02K11/25;E21B3/02;E21B4/04;E21B21/00
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

一種永磁電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆箱，屬于礦山開(kāi)采機(jī)械設(shè)備，它包括三相永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是三相永磁同步電動(dòng)機(jī)與鉆箱集成于一體；所述三相永磁同步電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸左端通過(guò)深溝球軸承與機(jī)座連接，轉(zhuǎn)軸左端設(shè)置軸封、鉆套；轉(zhuǎn)軸右端通過(guò)角接觸球軸承與機(jī)座連接，轉(zhuǎn)軸右端的端蓋設(shè)有冷卻水道，冷卻水道與電機(jī)機(jī)座四角的冷卻水道相通，冷卻水道通過(guò)旋轉(zhuǎn)密封與轉(zhuǎn)軸連接，形成完整的水路系統(tǒng)；冷卻水經(jīng)冷卻水道進(jìn)入電機(jī)轉(zhuǎn)軸內(nèi)腔，并通過(guò)鉆套與鉆桿，從鉆頭處噴出。本實(shí)用新型解決了電機(jī)冷卻散熱問(wèn)題，同時(shí)解決了濕式鉆孔問(wèn)題，簡(jiǎn)化了供水連接管路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山開(kāi)采機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，主要用于煤礦錨桿鉆機(jī)或鉆探鉆機(jī)，具體涉及一種永磁電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)鉆箱，IPC分類屬于E21B3/00、E21B4/04、E21B21/14。

背景技術(shù)

現(xiàn)在的煤礦鉆孔設(shè)備廣泛依賴于單體氣動(dòng)或液壓鉆機(jī)，其鉆箱一般為氣動(dòng)馬達(dá)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，存在作業(yè)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)環(huán)境惡劣等問(wèn)題。

近年來(lái)機(jī)載式液壓鉆機(jī)的逐步推廣，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)效率有所提高，但是受限于液壓系統(tǒng)壓力及液壓馬達(dá)特性的制約，不易滿足高轉(zhuǎn)速小扭矩鉆孔、低轉(zhuǎn)速大扭矩緊固錨桿兩種工況的轉(zhuǎn)換。此外，液壓系統(tǒng)本身的特性也決定了其在自動(dòng)化、智能化、甚至網(wǎng)絡(luò)化控制方向上難以有較大的突破。

發(fā)明內(nèi)容

為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)滿足高轉(zhuǎn)速小扭矩鉆孔、低轉(zhuǎn)速大扭矩緊固錨桿兩種工況的轉(zhuǎn)換，本發(fā)明提供采用直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，且電氣特性能夠滿足自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展需求的一種永磁電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆箱。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種永磁電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆箱，包括三相永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是三相永磁同步電動(dòng)機(jī)與鉆箱集成于一體；所述三相永磁同步電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸左端通過(guò)深溝球軸承與機(jī)座連接，轉(zhuǎn)軸左端設(shè)置軸封、鉆套；

轉(zhuǎn)軸右端通過(guò)角接觸球軸承與機(jī)座連接，轉(zhuǎn)軸右端的端蓋設(shè)有冷卻水道，冷卻水道與電機(jī)機(jī)座四角的冷卻水道相通，且將水路通過(guò)旋轉(zhuǎn)密封與轉(zhuǎn)軸連接，形成完整的水路系統(tǒng)；冷卻水經(jīng)冷卻水道進(jìn)入電機(jī)轉(zhuǎn)軸內(nèi)腔，再進(jìn)入鉆套、鉆桿，從鉆頭處噴出。

定子的三相繞組內(nèi)均設(shè)有溫控開(kāi)關(guān)和Pt100鉑熱電阻。

本發(fā)明的工作原理：（本發(fā)明利用永磁電動(dòng)機(jī)低速大轉(zhuǎn)矩和便于調(diào)速的特性，參照鉆箱特性對(duì)永磁電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，使兩者的工作特性趨于一致，采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)（DTC）進(jìn)行變頻控制，進(jìn)一步使得永磁電動(dòng)機(jī)工作時(shí)提供和鉆箱鉆進(jìn)時(shí)同樣的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，達(dá)到鉆箱的效果。同時(shí)，將永磁電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)為水冷卻散熱結(jié)構(gòu)是完全考慮鉆箱工作時(shí)除塵的工況，將兩者合二為一，設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)機(jī)座結(jié)構(gòu)，既滿足電動(dòng)機(jī)水冷卻的需求，有滿足鉆箱的除塵需求。此外，對(duì)電機(jī)出軸的機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使其滿足安裝鉆桿或錨桿等工況的需求，從而形成一種永磁電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆箱）

本發(fā)明電機(jī)機(jī)座四角空間設(shè)計(jì)成冷卻水道用于電動(dòng)機(jī)冷卻。提高了機(jī)座熱傳導(dǎo)效率；溫控開(kāi)關(guān)和Pt100鉑熱電阻，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)繞組內(nèi)部溫度，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的雙重溫度保護(hù)；電機(jī)冷卻水經(jīng)由冷卻水道進(jìn)入電機(jī)轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，通過(guò)鉆套與鉆桿連接，從鉆頭處噴出，解決了電機(jī)冷卻散熱問(wèn)題，同時(shí)解決了濕式鉆孔問(wèn)題，簡(jiǎn)化了供水連接管路。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明中轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明中定子的結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1-鉆套 2-轉(zhuǎn)軸 3-軸封 4-深溝球軸承 5-機(jī)座 6-轉(zhuǎn)子 7-定子 8-角接觸球軸承 9-冷卻水道 10-端蓋 11-接線端子 12-接線腔蓋 13-引入裝置 14-水管接頭。

具體實(shí)施方式