專利名稱：機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，特別涉及一種采用永磁同步電動機(jī)直接驅(qū)動機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，是一個電氣一體、典型的機(jī)械設(shè)備。擔(dān)負(fù)著提升鏟斗，配合推壓機(jī)構(gòu)完成挖掘物料的重要任務(wù)，是機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的主要核心部件。目前，機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，主要采用的電動機(jī)拖動系統(tǒng)可以分為以下
三類1、發(fā)電機(jī)組-直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)直流電動機(jī)的機(jī)械特性為直線，調(diào)速性能比較好，工作較可靠。發(fā)電機(jī)組-直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)，提升電動機(jī)為他勵式直流電動機(jī)，由直流發(fā)電機(jī)對其直接供電，通過改變直流發(fā)電機(jī)的勵磁大小，來改變直流電動機(jī)電樞兩端的電壓，從而改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到機(jī)械式挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)的調(diào)速目的。司機(jī)操作主令控制器，主令控制器信號在電子觸發(fā)器中和一個反饋信號相比較(反饋信號正比于發(fā)電機(jī)的輸出)，自動地調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出來得到所要求的動作。電子觸發(fā)器將主令控制器的信號與正比于發(fā)電機(jī)輸出電壓的反饋信號進(jìn)行比較，將其差值來控制可控硅勵磁裝置的輸出。勵磁裝置的輸出又決定發(fā)電機(jī)的激磁，從而控制著發(fā)電機(jī)的電壓以驅(qū)動電動機(jī)。由于負(fù)荷所引起發(fā)電機(jī)電壓的任何變化都反映到電子觸發(fā)器，使之自動調(diào)整可控硅勵磁裝置的輸出來維持所需要的發(fā)電機(jī)輸出。當(dāng)主令控制器給出最大信號時，發(fā)電機(jī)將輸出調(diào)定的最大電壓，電壓負(fù)反饋信號通過電子觸發(fā)器與給定信號相比較，二者的差值作用于半控橋調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓接近恒壓輸出，使電動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下迅速發(fā)出較大的轉(zhuǎn)矩，以滿足負(fù)載的要求。發(fā)電機(jī)組-直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)的特點(diǎn)是過載能力強(qiáng)，所需要的設(shè)備均為常規(guī)定型產(chǎn)品，供貨較為容易，技術(shù)要求低，對系統(tǒng)以外的電網(wǎng)不會造成有害的影響。缺點(diǎn)是效率低，平均只有75%左右；調(diào)速范圍由于剩磁影響不能過大，設(shè)備復(fù)雜。2、晶閘管整流裝置供電的直流拖動系統(tǒng)自20世紀(jì)70年代初到90年代，在20多年的時間里，伴隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，晶間管整流裝置供電的直流拖動系統(tǒng)得到迅速發(fā)展和普及，這是機(jī)械式礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)電力拖動的又一個階段。這種調(diào)速方法一般以調(diào)壓為主，調(diào)磁為輔。這種系統(tǒng)相對發(fā)電機(jī)組-直流電動機(jī)系統(tǒng)來說較為節(jié)電，需要大容量的動態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置，以改善可控硅直流調(diào)速功率因素低的問題；相同的是，直流電動機(jī)的故障率依然很高，沒有得到徹底的改善。3、變頻器調(diào)速的拖動系統(tǒng)70年代初，德國人F dlaschke提出了“異步電機(jī)磁場定向的控制原理”奠定了矢量控制的基礎(chǔ)，經(jīng)過40年的發(fā)展，矢量控制理論已經(jīng)成熟且它仍然是交流電機(jī)最先進(jìn)的控制理論，矢量型變頻器由于采用了絕緣柵雙極晶體管IGBT，性能更加穩(wěn)定。1994年西門子公司推出了新一代高性能、全數(shù)字式矢量型變頻器，使得交流電機(jī)的控制可以像直流電機(jī)那樣對轉(zhuǎn)矩電流分量和勵磁電流分量分別進(jìn)行控制。全數(shù)字矢量型變頻器是目前最成熟、 最理想的電機(jī)控制裝置。變頻調(diào)速傳動是現(xiàn)代電氣傳動的主要發(fā)展方向。它在實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、方便維修及節(jié)能等方面，都有著其它調(diào)速方式難以蓖美之處。工業(yè)發(fā)達(dá)國家已逐步用交流電機(jī)變頻調(diào)速取代直流電機(jī)調(diào)速。它以工藝先進(jìn)，通用性強(qiáng)、靈活性好、靈敏度高、響應(yīng)快、適配性佳、保護(hù)功能全、可靠性高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)而受到鋼鐵、有色冶金、石油、化工、紡織、電力、機(jī)械、建材、輕工、醫(yī)藥、卷煙、造紙等行業(yè)傳動領(lǐng)域的極大歡迎，并被廣泛應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，大功率元件技術(shù)的成熟，國內(nèi)外已在露天開采設(shè)備如拉鏟、單斗挖掘機(jī)等設(shè)備上使用交流變頻調(diào)速技術(shù)，它除了具有卓越的調(diào)速性能外，還有非常顯著的節(jié)電效果，是礦山設(shè)備技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想設(shè)備。變頻調(diào)速系統(tǒng)有如下特點(diǎn)(1)節(jié)能效果顯著，整機(jī)更加整潔，便于維護(hù)。(2)調(diào)速范圍寬、精度高， 系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定長期的低速運(yùn)行，改善了定位的準(zhǔn)確性。( 內(nèi)部設(shè)置轉(zhuǎn)矩及電流調(diào)節(jié)器，智能化電動機(jī)控制，速度給定無超調(diào)，動態(tài)速降小，特別適用于挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)等負(fù)載波動較大的場合。(4)采用鼠籠型電動機(jī)，維護(hù)簡單方便。軟起動和制動，減小了機(jī)械沖擊，延長傳動機(jī)構(gòu)壽命。( 全數(shù)字系統(tǒng)，參數(shù)設(shè)定靈活方便，保證不會發(fā)生漂移。(6)目前，由于變頻調(diào)速系統(tǒng)價格較高，使整臺設(shè)備的制造成本居高不下。上述三種機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)用電機(jī)及拖動系統(tǒng)，都存在著一些我們不希望存在的缺點(diǎn)和問題。例如減速機(jī)的存在，導(dǎo)致整個傳動系統(tǒng)的傳動效率大為降低，并且存在著維護(hù)困難大的諸多問題。由于減速機(jī)輸入端連接一個高速運(yùn)行的三相異步電動機(jī)， 運(yùn)行時其軸承噪聲大，齒輪傳動不可避免的存在著機(jī)械磨損，隨著運(yùn)行時間的增加，磨損使運(yùn)動部件之間間隙變大，導(dǎo)致噪聲加劇、傳動效率下降。在機(jī)械傳動裝置中，減速機(jī)傳動系統(tǒng)雖然具有降低轉(zhuǎn)速和增大扭矩的優(yōu)點(diǎn)，但是其效率低，耗損能量，運(yùn)行噪音大等缺點(diǎn)是無法克服的。一般而言，傳動效率在68% 88%之間，約有20% 30%的電能以熱損耗形式被浪費(fèi)掉。減速機(jī)的磨損和傳動滑移過程中產(chǎn)生的油氣和油污也會對環(huán)境造成直接污染。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，解決現(xiàn)有機(jī)械式礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)拖動系統(tǒng)效率低、維護(hù)困難、可靠性低的問題。本實用新型的任務(wù)是采用下述措施實現(xiàn)的一種機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，包括所述提升機(jī)構(gòu)的卷筒，所述卷筒的轉(zhuǎn)軸直接安裝在左軸承和右軸承上，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器直接與永磁同步電動機(jī)連接，所述永磁同步電動機(jī)通過供電電纜直接與變頻器相連。所述永磁同步電動機(jī)由殼體、定子繞組、定子鐵芯、永磁體和轉(zhuǎn)子組成，所述轉(zhuǎn)子上安放所述永磁體，所述永磁體外設(shè)置所述定子鐵芯，所述定子鐵芯安裝在所述殼體上，所述定子繞組分布在所述定子鐵芯上，所述殼體固定在所述提升機(jī)構(gòu)的機(jī)座上。所述永磁同步電動機(jī)為單驅(qū)動，驅(qū)動所述永磁同步電動機(jī)的變頻器為1個。所述永磁同步電動機(jī)為雙驅(qū)動，驅(qū)動所述永磁同步電動機(jī)的變頻器為2個。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、采用永磁同步電動機(jī)直接驅(qū)動機(jī)械式礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)，提高系統(tǒng)工作效率，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，結(jié)構(gòu)簡單，降低維護(hù)難度和成本。2、變頻器直接與永磁同步電動機(jī)相連，實現(xiàn)永磁同步電動機(jī)變頻啟動和運(yùn)行，節(jié)能和調(diào)速效果會更好。3、采用永磁同步電動機(jī)，它與勵磁同步電機(jī)相比，大大降低了轉(zhuǎn)子的質(zhì)量和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，為生產(chǎn)和安裝帶來了很多便利。4、永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子直接安裝在機(jī)械式礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)的卷筒上，結(jié)構(gòu)更簡單、實用，提高整個系統(tǒng)的效率。5、采用永磁同步電動機(jī)直接驅(qū)動機(jī)械式礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)，電機(jī)傳動方式可以為單驅(qū)動(一端)，也可以為雙驅(qū)動(兩端)。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖通過較佳實施例對本實用新型作詳細(xì)說明。
具體實施方式
如圖1所示，一種機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，包括所述提升機(jī)構(gòu)的卷筒7，所述卷筒7的轉(zhuǎn)軸6直接安裝在左軸承9和右軸承8上，所述轉(zhuǎn)軸6通過聯(lián)軸器13直接與永磁同步電動機(jī)連接，所述永磁同步電動機(jī)通過供電電纜11直接與變頻器12相連。所述永磁同步電動機(jī)由殼體1、定子繞組2、定子鐵芯3、永磁體4和轉(zhuǎn)子5組成，所述轉(zhuǎn)子5上安放所述永磁體4，所述永磁體4外設(shè)置所述定子鐵芯3，所述定子鐵芯3安裝在所述殼體1上，所述定子繞組2分布在所述定子鐵芯3上，所述殼體1固定在所述提升機(jī)構(gòu)的機(jī)座10上。所述永磁同步電動機(jī)為單驅(qū)動，驅(qū)動所述永磁同步電動機(jī)的變頻器12為1個。所述永磁同步電動機(jī)為雙驅(qū)動，驅(qū)動所述永磁同步電動機(jī)的變頻器12為2個。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1、無減速機(jī)部件，此結(jié)構(gòu)更簡單、實用，提高整個系統(tǒng)的效率；2、永磁同步電動機(jī)運(yùn)行更加可靠；3、采用變頻器控制，功率因數(shù)高，可達(dá)到1，極大地節(jié)省了電能；4、采用變頻器控制，機(jī)構(gòu)動態(tài)性能好，系統(tǒng)能夠在四象限平滑過渡運(yùn)行和無級調(diào)速；5、機(jī)械特性好，啟動轉(zhuǎn)矩大；6、調(diào)速范圍寬。變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)是機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的必然發(fā)展方向。本實用新型傳動系統(tǒng)能實現(xiàn)低速運(yùn)行，輸出較大的轉(zhuǎn)矩，直接驅(qū)動負(fù)載工作，大幅度降低運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)工作效率，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，結(jié)構(gòu)簡單，降低維護(hù)難度和成本。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，包括所述提升機(jī)構(gòu)的卷筒(7)，所述卷筒(7) 的轉(zhuǎn)軸(6)直接安裝在左軸承(9)和右軸承(8)上，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸(6)通過聯(lián)軸器 (13)直接與永磁同步電動機(jī)連接，所述永磁同步電動機(jī)通過供電電纜(11)直接與變頻器 (12)相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的提升機(jī)構(gòu)，其特征在于所述永磁同步電動機(jī)由殼體(1)、定子繞組O)、定子鐵芯(3)、永磁體(4)和轉(zhuǎn)子( 組成，所述轉(zhuǎn)子( 上安放所述永磁體 G)，所述永磁體(4)外設(shè)置所述定子鐵芯(3)，所述定子鐵芯(3)安裝在所述殼體(1)上， 所述定子繞組( 分布在所述定子鐵芯C3)上，所述殼體(1)固定在所述提升機(jī)構(gòu)的機(jī)座 (10)上。
3.按照權(quán)利要求1所述的提升機(jī)構(gòu)，其特征在于所述永磁同步電動機(jī)為單驅(qū)動，驅(qū)動所述永磁同步電動機(jī)的變頻器(1 為1個。
4.按照權(quán)利要求1所述的提升機(jī)構(gòu)，其特征在于所述永磁同步電動機(jī)為雙驅(qū)動，驅(qū)動所述永磁同步電動機(jī)的變頻器(1 為2個。
專利摘要機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，涉及機(jī)械式礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)。本實用新型解決現(xiàn)有機(jī)械式礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)拖動系統(tǒng)效率低、維護(hù)困難、可靠性低的問題。本實用新型包括所述提升機(jī)構(gòu)的卷筒，所述卷筒的轉(zhuǎn)軸直接安裝在左軸承和右軸承上，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器直接與永磁同步電動機(jī)連接，所述永磁同步電動機(jī)通過供電電纜直接與變頻器相連。本實用新型用于機(jī)械式礦用挖掘機(jī)，能實現(xiàn)低速運(yùn)行，輸出較大的轉(zhuǎn)矩，直接驅(qū)動負(fù)載工作，大幅度降低運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)工作效率，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，結(jié)構(gòu)簡單，降低維護(hù)難度和成本。
文檔編號E02F3/58GK202265847SQ20112038491
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者喬建強(qiáng), 劉曉星, 姚振南 申請人:太原重工股份有限公司