[发明专利]一种采煤机截割部自适应调速传动装置

说明书

本发明涉及一种采煤机截割部自适应调速传动装置，包括依次传动连接的输入源、差动轮系、换挡结构和减速结构；输入源包括多个与差动轮系的齿圈传动连接的电机以及与差动轮系的太阳轮传动连接的变频电机；减速结构由传动比不同且共用一个双侧板行星架的两个行星轮系组成；换挡结构以铁磁形状记忆合金弹簧的磁感生应变驱动换挡，并设于双侧板行星架内；本发明中，差动轮系对动力进行耦合，避免单个电机功率过大,传动链过长的问题，变频电机与差动轮系的太阳轮传动连接，提高了传动装置的调速范围；通过换挡结构可实现差动轮系与减速结构中任一行星轮系传动连接，进一步减速调速，提高了变载情况下调速的稳定性，且传动装置具有更大的调速范围。

技术领域

本发明属于采煤机动力传输的技术领域，具体涉及一种采煤机截割部自适应调速传动装置。

背景技术

目前，采煤机截割部的传动装置一般由电机、惰轮传动链和行星减速机构组成，由于采煤效率、块煤大小均与滚筒转速有关，大部分采煤机截割部通过惰轮传动链将电机的转速降到30～50r/min区间内的某一相对固定值，以保证稳定的生产作业。现有许多专利对传动装置有所涉及，如CN101769155B公开了一种盾构机双驱行星调速系统，通过差动轮系实现多工况、大功率的范围调速，拓宽了盾构机的调速范围，但调速范围依然较小；如CN104500062B公开了一种采煤机短程截割动力传动装置，通过多个电机同步输入，解决了常规采煤机截割部单个电机的功率过大、传动链过长的问题，但多个电机同时耦合在一个行星轮系中，遇到突变载荷时，多个电机的同步特性容易受到较大影响；如CN111927927A公开了一种液压主动换挡的行星减速器，通过将行星轮系和液压换挡技术结合进行变档，凭借机械结构进行主动换挡减速，解决了重型机械变转矩调速问题，但主动变档调速的操作难度较高，且因人工操作而存在一定滞后性；如CN112682489A公开了一种电动汽车纵向驱动自适应同步自动调速系统，通过将滑动摩擦离合器和同步器进行结合，以实现自适应同步调速，但难以适用于采煤机这类对负载和体积都有较高要求的设备。

发明人对采煤机牵引-截割动力系统的设计进行了大量研究，发现针对采煤机截割部短程调速的研究还相对较少，特别是多电机、多煤层种类、不同负载转矩下滚筒的调速问题。目前，多种采煤机截割部的传动装置中，采用单一差动轮系的传动装置，其调速范围较小，且调速效果极度依赖调速电机，无法保证变载情况下速度的稳定性；采用多电机与行星轮系耦合的传动装置，难以应对采煤过程中载荷突变的情况；而现有的主动变档和无级调速机构难以适应采煤机大功率、载荷多变的工作过程。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种采煤机截割部自适应调速传动装置，避免现有传动装置存在的调速范围小、变载调速稳定性差和无法自动换挡调速的问题，取得提高采煤机截割部工作的可靠性、效率和负载能力的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种采煤机截割部自适应调速传动装置，包括差动轮系，所述差动轮系的太阳轮传动连接有变频电机，所述变频电机电连接有变频器，差动轮系的齿圈为内外齿圈，所述齿圈的外齿传动连接有多个电机，差动轮系的行星架传动连接有减速结构；

所述减速结构包括两个传动比不同的行星轮系，两个行星轮系同轴且共用一个双侧板行星架，所述双侧板行星架内具有位于两个行星轮系之间的隔板，所述隔板上贯穿设有与行星轮系的太阳轮同轴的安装孔；两个行星轮系的太阳轮相对的一侧均具有延伸至所述安装孔内的环状凸台，所述环状凸台与安装孔同轴，环状凸台的外径小于安装孔的直径，环状凸台具有外花键；

所述双侧板行星架的一端设有与安装孔同轴的传动主轴，所述传动主轴的一端与差动轮系的行星架传动连接，传动主轴的另一端活动穿过一个行星轮系的太阳轮并延伸至安装孔内，传动主轴与对应侧的行星轮系的太阳轮可相对转动，另一个行星轮系的太阳轮与双侧板行星架转动连接；双侧板行星架的另一端用于传动连接滚筒；