[发明专利]一种采煤机永磁半直驱截割传动系统保护装置及方法

说明书

一种采煤机永磁半直驱截割传动系统保护装置及方法，属于采煤机截割部减振保护技术领域，包括驱动齿轮、传动轴、外罩、液压缸、轴承、档位轴辐板、档位轴、弹簧、弹簧安装座、耳板、扭矩传感器、动力输出轴轴承、动力输出轴、上位机。当扭矩传感器采集的信号传递到上位机时，上位机控制液压缸伸缩来调节档位轴的位置，从而改变档位轴上辐条与耳板接触数目，进而调整保护装置的自身刚度，并借助弹簧吸收负载冲击，保护永磁同步电机。解决了采煤机永磁半直驱截割传动系统永磁驱动电机受冲击容易失磁，导致驱动电机动力不足装置无法运行的问题，从而保证了采煤机永磁半直驱截割传动系统平稳运行，延长了使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种传动系统保护装置及方法，尤其是一种适用于永磁驱动电机与传动齿轮之间的采煤机永磁半直驱截割传动系统保护装置及方法，属采煤机截割部减振保护技术领域。

背景技术

目前，用于采煤机永磁半直驱截割传动系统的永磁同步电机，其动力输出轴直接与传动齿轮连接最终将动力传输到截割滚筒，完成动力传输。但是，针对采煤机永磁半直驱截割传动系统所处特殊工况，其工作过程中负载变化范围较大，在强冲击、大波动载荷作用下永磁同步电机转子系统容易产生剧烈振动，进而引发永磁同步电机失磁退磁，导致永磁同步电机动力输出不足甚至无法运行，采煤设备寿命缩短甚至直接损毁，频繁更换费时费力，提高了采煤成本，直接影响了采煤机的采煤效率，甚至会出现煤矿安全事故，这对智能化安全采煤造成了严重制约。因此，设计发明一种可以根据负载冲击大小改变自身刚度进而缓冲吸收末端冲击引起的机械振动的保护装置对保护永磁驱动电机以及采煤机安全平稳作业具有重要意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现存采煤机永磁半直驱截割传动系统无法适应大负载变化而带来的本身结构破坏，影响电机寿命问题，提供一种采煤机永磁半直驱截割传动系统保护装置及方法，以解决采煤机永磁半直驱截割传动系统的永磁驱动电机受冲击容易失磁，导致驱动电机动力不足，装置无法运行的问题，从而保证采煤机永磁半直驱截割传动系统平稳运行，延长其使用寿命。

技术方案：本发明的一种采煤机永磁半直驱截割传动系统保护装置，包括驱动齿轮、传动轴、动力输出轴和上位机，所述的动力输出轴与传动轴之间设有一中间保护装置，所述的中间保护装置包括外罩、液压缸、轴承、档位轴辐板、档位轴、弹簧安装座、耳板、弹簧、端盖、复位弹簧和动力输出轴轴承；所述动力输出轴轴承、复位弹簧和档位轴依次套装在动力输出轴上，端盖固定在动力输出轴轴承上，所述的液压缸缸体固定在外罩内的中部，液压缸活塞杆经轴承套装连接在档位轴内，所述的传动轴设在外罩外端中部，动力输出轴、液压缸和传动轴同在一轴线上；所述的档位轴上间隔依次设有空档、两辐板档位和四辐板档位的三个档位；位于前部的两辐板档位的两个辐板成180°分布对称设在档位轴上，位于前部的四辐板档位的四个辐板成90°分布对称设在档位轴上，每个辐板的端部均设有滑槽，与档位轴中部相对位置处的外罩内壁上设有成90°分布的四个直角弹簧安装座，四个直角弹簧安装座之间设有在同一平面上的四组弹簧，四组弹簧的中部均设有一耳板，每组弹簧为两个，两两相对，两个弹簧一端固定在耳板上，另一端固定在直角弹簧安装座上，每个耳板面向档位轴一侧上均设有与辐板滑动配合的滑道，液压缸上设有与上位机相连的行程控制器，通过上位机控制液压缸的活塞杆伸缩以及在复位弹簧的作用下实现档位的切换，改变中间保护装置的总体刚度，从而实现采煤机永磁半直驱截割传动系统的保护。

所述的传动轴焊接固定在外罩上，传动轴与驱动齿轮以键连接形式连接。

所述的传动轴上设有与上位机相连的力矩传感器。

所述弹簧的刚度为180-220N/mm。

所述档位轴上的四辐板档位与两辐板档位的轴向距离为8～12cm，两辐板档位与后部空挡位的轴向距离为8～12cm。

一种利用上所述采煤机永磁半直驱截割传动系统的保护方法，包括以下步骤：