煤礦坑道勘探鑽機的液壓離合換擋變速箱的製作方法

2023-09-23 04:49:45

專利名稱：煤礦坑道勘探鑽機的液壓離合換擋變速箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤礦坑道勘探鑽機的液壓離合換擋變速箱。
背景技術：
煤礦坑道的勘探，鑽機面對不同地質層，必須選用不同轉速進行地質鑽探，達到地質勘探的要求，本發明的技術設計是專用於煤礦坑道勘探鑽機的液壓離合換擋變速箱。現有技術的鑽機變速箱是依靠手動操作，調節傳動不同檔位齒輪和雙聯滑動齒輪的嚙合，達到鑽機變換轉速的目的；但在實際的操作過程中，齒與齒槽相對位置的錯位，在沒有完成換擋時，因齒輪因旋轉會將嚙合動作造成的衝擊，使換檔齒輪嚙合具有一定的困難，檔位齒輪也會因受到的衝擊造成磨損或損壞；在使用過程中往往需要對操作人員要求有一定的操作經驗，方可順利的掛檔。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術存在的缺陷，提供一種結構簡單合理、換擋方便簡單、對齒輪衝擊性小的煤礦坑道勘探鑽機的液壓離合換擋變速箱。本發明解決上述問題所採用的技術方案是該煤礦坑道勘探鑽機的液壓離合換擋變速箱，包括電機、箱體組件、傳動裝置、離合裝置和液壓控制裝置，其特徵在於
所述的傳動裝置包括輸入軸、中間軸、輸出軸、主動齒輪組、離合齒輪組、輸出齒輪、倒檔惰輪和傳動齒輪，輸入軸、中間軸和輸出軸轉動安裝在箱體組件上，主動齒輪組包括第一檔齒輪、第二檔齒輪、第三檔齒輪和倒檔齒輪，離合齒輪組包括第一檔離合齒輪、第二檔離合齒輪、第三檔離合齒輪和倒檔離合齒輪，第一檔齒輪和倒檔齒輪固定安裝在輸入軸上，第二檔離合齒輪和第三檔離合齒輪轉動安裝在輸入軸上，第二檔齒輪和第三檔齒輪固定安裝在中間軸上，第一檔離合齒輪和倒檔離合齒輪轉動安裝在中間軸上，第一檔齒輪、第二檔齒輪、第三檔齒輪分別與第一檔離合齒輪、第二檔離合齒輪、第三檔離合齒輪嚙合，倒檔惰輪轉動安裝在箱體組件上，傳動齒輪固定在輸出軸上，倒檔齒輪與倒檔惰輪嚙合，倒檔惰輪與倒檔離合齒輪嚙合，輸出齒輪與傳動齒輪嚙合；採用這種結構式使得傳動的齒輪之間保持嚙合狀態，避免了換擋時齒輪的齒之間錯位導致的對齒的衝擊。所述的離合裝置包括第一檔離合器、第二檔離合器、第三檔離合器和倒檔離合器；
所述的液壓控制裝置包括齒輪泵、換向閥，換向閥通過液壓通道組連接第一檔離合器、 第二檔離合器、第三檔離合器和倒檔離合器。通過換向閥控制各個離合器動作實現在不同的檔位變換。本發明所述的，第二檔離合器和第三檔離合器固定在輸入軸上，第一檔離合器和倒檔離合器固定在中間軸上，第一檔離合器、第二檔離合器、第三檔離合器和倒檔離合器都設置有主動摩擦片和被動摩擦片，被動摩擦片與第一檔離合齒輪、第二檔離合齒輪、第三檔離合齒輪、倒檔離合齒輪卡接，主動摩擦片和被動摩擦片在離合器的帶動下接觸，實現換擋時的動力傳輸，第一檔離合器、第二檔離合器、第三檔離合器和倒檔離合器都設置有油缸外體、活塞和離合器外殼，油缸外體固定在輸入軸和中間軸上，活塞設置在油缸外體內，離合器外殼卡接在輸入軸和中間軸上，主動摩擦片卡接於離合器外殼上，通過活塞推動主動摩擦片壓緊被動摩擦片，從而使得離合齒輪組的齒輪可以和所在軸一起轉動。本發明所述的液壓通道組包括開設第二液壓通道、第三液壓通道、第一液壓通道和倒檔液壓通道，第二液壓通道和第三液壓通道開設在輸入軸內，第一液壓通道和倒檔液壓通道開設在中間軸內，第一液壓通道、第二液壓通道、第三液壓通道和倒檔液壓通道分別連接第一檔離合器、第二檔離合器、第三檔離合器和倒檔離合器。設置在輸入軸和中間軸上的液壓通道組，結構簡單、牢固、密封性好。本發明所述的第一液壓通道通過開設在箱體組件上的第一油道和開設在中間軸上的第一油槽通入液壓油，所述的第二液壓通道通過開設在箱體組件上的第二油道和開設在輸入軸上的第二油槽通入液壓油，所述的第三液壓通道通過開設在箱體組件上的第三油道和開設在輸入軸上的第三油槽通入液壓油，所述的倒檔液壓通道通過開設在箱體組件上的倒檔油道和開設在中間軸上的第四油槽通入液壓油，第一油槽、第二油槽、第三油槽、第四油槽的兩邊設置有密封圈密封。本發明所述的第一檔離合齒輪、第二檔離合齒輪、第三檔離合齒輪、倒檔離合齒輪和活塞之間都設置有壓簧。壓簧可以實現換擋時活塞的復位。本發明還設置有齒輪泵同步運行裝置，所述的齒輪泵同步運行裝置包括固定安裝在箱體組件上的取力惰輪和驅動齒輪泵的取力齒輪，所述的齒輪泵固定在箱體組件上，倒檔離合齒輪與取力惰輪嚙合，取力惰輪與取力齒輪嚙合。本發明所述的液壓控制裝置在齒輪泵和換向閥之間還設置有減壓閥和切斷閥。減壓閥穩定了離合器內主動摩擦片和被動摩擦片在換擋衝擊下液壓油的工作壓力。本發明所述的輸入軸和中間軸開有通向壓簧和軸承的潤滑油道，潤滑油道外接減壓閥。減壓閥將超壓油送入潤滑油道，實現變速箱內動力活動潤滑傳遞。本發明所述的箱體組件上設置有油位鏡。通過油位鏡可見油箱內油位的高低。本發明所述的第一檔離合器的油缸外體和倒檔離合器的油缸外體為一體式結構， 所述的第一檔離合器的離合器外殼和倒檔離合器的離合器外殼為一體式結構，所述的第二檔離合器的油缸外體和第三檔離合器的油缸外體為一體式結構，所述的第二檔離合器的離合器外殼和第三檔離合器的離合器外殼為一體式結構。本發明與現有技術相比具有以下優點結構簡單合理、換擋時對齒輪的衝擊性小、 操作簡單、系統穩定性好。


圖1為本實施例的結構示意圖。圖2為本實施例的液壓控制裝置的安裝結構示意圖。圖3為本實施例的結構示意圖剖視結構示意圖。。圖4為本發明實施例的液壓控制裝置原理示意圖。圖5為圖3中A處的放大結構示意圖。。圖6為圖3中B處的放大結構示意圖。
圖7為本實施例齒輪泵同步運行裝置的原理示意圖。圖8為本實施例第二輸入軸端部的結構示意圖。圖9為本實施例第一檔離合齒輪和被動摩擦片卡接的原理示意圖。圖10為本實施例第一檔主動摩擦片和第一檔離合器外殼卡接的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。參見圖1 圖10，本實施例包括電機1、箱體組件、離合裝置、液壓控制裝置和齒輪泵同步運行裝置。箱體組件設包括主箱體2、連接套3、副箱體4、連接盤5、固定蓋49。傳動裝置設包括輸入軸、中間軸、輸出軸6、主動齒輪組、離合齒輪組、輸出齒輪7、倒檔惰輪8和傳動齒輪9，主動齒輪組包括第一檔齒輪10、第二檔齒輪11、第三檔齒輪12和倒檔齒輪13， 離合齒輪組包括第一檔離合齒輪14、第二檔離合齒輪15、第三檔離合齒輪16和倒檔離合齒輪17，輸入軸包括第一輸入軸18和第二輸入軸19，中間軸包括第一中間軸20和第二中間軸21。離合裝置包括第一檔離合器I、第二檔離合器II、第三檔離合器III、倒檔離合器IV。 第一檔離合器I包括第一油缸外體22、第一活塞23、第一檔離合器I外殼M，第一主動摩擦片25和第一被動摩擦片26，第二檔離合器II包括第二油缸外體27、第二活塞觀、第二檔離合器外殼四、第二主動摩擦片30和第二被動摩擦片31。第三檔離合器III包括第三油缸外體32、第三活塞33、第三檔離合器III外殼34、第三主動摩擦片35和第三被動摩擦片36， 倒檔離合器IV包括倒檔油缸外體37、倒檔活塞38、倒檔離合器IV外殼39、倒檔主動摩擦片 40和倒檔被動摩擦片41。液壓控制裝置包括齒輪泵42、濾油器43、減壓閥44、切斷閥45、 壓力表46、換向閥47、油位鏡48、液壓通道組，液壓通道組包括第一液壓通道50、第二液壓通道51、第三液壓通道52、倒檔液壓通道53。齒輪泵同步運行裝置包括取力惰輪軸M、取力惰輪陽、取力齒輪56。連接關係是電機1和連接套3用螺栓擰緊固定，齒輪泵42和油位鏡48固定在主箱體2上，減壓閥44、切斷閥45、換向閥47壓力表46與主箱體2焊接固定，主箱體2固定有第二潤滑油接口 58和第一潤滑油接口 57，切斷閥45固定有第三檔液壓接口 61、第二檔液壓接口 60、第一檔液壓接口 59和倒檔液壓接口 62，連接盤5開有第二潤滑油進口 68、倒檔液壓進口 66和第一檔液壓進口 63，副箱體4開有第三檔液壓進口 65、第二檔液壓進口 64 和第一潤滑油進口 67，第一檔液壓接口 59與第一檔液壓進口 63用油管連接，第二檔液壓接口 60與第二檔液壓進口 64用油管連接，第三檔液壓接口 61與第三檔液壓進口 65用油管連接，倒檔液壓接口 62與倒檔液壓進口 66用油管連接，第一潤滑油接口 57與第一潤滑油進口 67用油管連接，第二潤滑油接口 58與第二潤滑油進口 68用油管連接。電機1的電機軸和第一輸入軸18的一端固定，第一輸入軸18通過軸承轉動安裝在主箱體2上，倒檔齒輪13和第一檔齒輪10固定在第一輸入軸18上。第二輸入軸19和第一輸入軸18的另一端卡接固定並通過軸承轉動安裝在主箱體 2上，第二輸入軸19開有第二液壓通道51和第三液壓通道52和第一潤滑油道74，設有密封頭將第二液壓通道51的一端和第三液壓通道52的一端密封，第二輸入軸19開有第二油槽77、第三油槽78和密封圈卡槽80，密封圈卡槽80卡有密封圈，第二油缸外體27套入第二輸入軸19並與第二輸入軸19焊接固定，第二活塞觀的內圈和外圈卡入密封圈後套入第二輸入軸19，設有第二壓簧82套入第二輸入軸19，第二檔離合齒輪15和第二被動摩擦片31 卡接，密封圈和第二主動摩擦片30卡入第二檔離合器外殼四，第二檔離合齒輪15通過軸承轉動安裝在第二輸入軸19上，第二壓簧82位於第二活塞觀和第二檔離合齒輪15之間，第二離合器外殼四和卡接在第二輸入軸19上(第二離合器外殼四內壁設有凹槽與第二輸入軸19外圓的凸齒卡接，第二離合器外殼四受卡接裝配的影響徑向方向相對第二輸入軸19 靜止，但軸向方向仍可相對活動)，共設置有四塊第二主動摩擦片30和五塊第二被動摩擦片 31且分隔排列。第三檔離合齒輪16、第三壓簧83、第三檔離合器III的安裝方法與第二檔離合器II相同。固定蓋49套入第二輸入軸19後用螺栓與主箱體2擰緊固定，固定蓋49開有第二油道71、第三油道、第一潤滑油道74。第一潤滑通道通過第一潤滑油道74與第一潤滑油進口 67連接，第二液壓通道51和第三液壓通道52分別與第二油道71和第三油道連接， 第二油道71和第三油道分別與第二檔液壓進口 64和第三檔液壓進口 65連接，第一潤滑油道74通向第二離合器齒輪軸承86、第三離合器齒輪軸承87、第二壓簧82和第三壓簧83。第一中間軸20通過軸承轉動安裝在主箱體2上，第一中間軸20開有第一液壓通道50、倒檔液壓通道53和第二潤滑油道75，設有密封頭將第一液壓通道50的一端和倒檔液壓通道53的一端密封，第一中間軸20開有第一油槽76、倒檔油槽79和密封圈卡槽80， 密封圈卡槽80卡有密封圈，第一油缸外體22套入第一中間軸20並與第一中間軸20焊接固定，第一活塞23的內圈和外圈卡入密封圈後套入第一中間軸20，第一壓簧81套入第一中間軸20，第一檔離合器I齒輪和第一被動摩擦片沈卡接，第一檔離合器I齒輪通過軸承轉動安裝在第一中間軸20上，第一壓簧81位於第第一活塞23和第一檔離合器I齒輪之間， 密封圈和第一主動摩擦片25卡入第一離合器外殼，第一離合器外殼M和卡接在第一中間軸21上，第一離合器外殼M內壁設有凹槽與第一中間軸21外圓的凸齒卡接，第一離合器外殼對受卡接裝配的影響徑向方向相對第一中間軸21靜止，但軸向方向仍可相對活動。共設置有四塊第一主動摩擦片25和五塊第一被動摩擦片沈且分隔排列。倒檔離合齒輪17、 倒檔壓簧84、倒檔離合器IV的安裝方法與第一檔離合器I相同。連接盤5套入第一中間軸 20後用螺栓與主箱體2擰緊固定，第二潤滑油道75與第二潤滑油進口 68連接，第一液壓通道50和倒檔液壓通道53分別與第一油道70和倒檔油道73連接，第一油道70和倒檔油道 73分別與第一檔液壓進口 63和倒檔液壓進口 66連接，第二潤滑油道75通向，通向第一離合器齒輪軸承69、倒檔離合器齒輪軸承85、第一壓簧81和倒檔壓簧84。第二中間軸21和第一中間軸20固定連接，第二中間軸21轉動安裝在主箱體2上， 第二檔齒輪11、第三檔齒輪12、輸出齒輪7固定在第二中間軸21上。輸出軸6轉動安裝在副箱體4上，輸出齒輪7固定在輸出軸6上。第一檔離合齒輪14與第一檔齒輪10嚙合，第二檔離合齒輪15與第二檔齒輪11 嚙合，第三檔齒輪12與第三檔離合齒輪16嚙合，輸出齒輪7和傳動齒輪9嚙合，倒檔惰輪軸固定在主箱體2上，倒檔惰輪8通過軸承轉動安裝在倒檔惰輪軸上，倒檔惰輪8與倒檔齒輪13、倒檔離合齒輪17嚙合。取力惰輪軸M固定在主箱體2上，取力惰輪55通過軸承轉動安裝在取力惰輪軸 54上，取力惰輪55與倒檔離合齒輪17嚙合，取力齒輪56和齒輪泵42的齒輪泵42軸固定連接，取力齒輪56與取力惰輪55嚙合。本實施例所述的第一檔離合器I的油缸外體和倒檔離合器IV的油缸外體為一體式結構，所述的第一檔離合器I的離合器外殼和倒檔離合器IV的離合器外殼為一體式結構，所述的第二檔離合器II的油缸外體和第三檔離合器的油缸外體為一體式結構，所述的第二檔離合器II的離合器外殼和第三檔離合器III的離合器外殼為一體式結構。工作過程原理
在換向閥47換擋時，油壓會瞬間降低，換擋結束後油壓再恢復到工作壓力，減壓閥44 保證離合器內主動摩擦片和被動摩擦片的換擋衝擊下液壓油的工作壓力，在減壓閥44的穩壓控制下，限制了最高工作油壓的同時，將超壓油從第二潤滑油接口 58和第一潤滑油接口 57分別送入第二潤滑油道75和第一潤滑油道74，實現變速箱內動力活動潤滑傳遞。如果變速箱在運行中發生故障，只要關閉切斷閥45，液壓油切斷，離合器內主動摩擦片和被動摩擦片脫開，停止動力傳遞，切斷閥45起到保護變速箱的作用。整個變速箱為封閉式油箱，通過油位鏡48可見油箱內油位的高低。電機1帶動齒輪泵42傳遞液壓動力，使液壓油從油箱中吸出進入濾油器43，液壓油從濾油器43流入減壓閥44，再進入切斷閥45，又從切斷閥45進入換向閥47，通過換向閥47控制液壓油方向，使液壓油進入不同檔油路，換向閥47設計有空檔、倒檔、第一檔、第二檔、第三檔，共檔五個檔。當換向閥47控制在空檔時，液壓油被切斷，所有主動摩擦片和被動摩擦片全部保持分離的狀態，電機1隻帶動第一輸入軸18和第二輸入軸19轉動，此時為空擋。 當換向閥47控制換擋到第一檔時，液壓油從第一檔液壓接口 59進入第一檔液壓進口 63，通過第一油道7049進入第一液壓通道50，從而推動第一活塞23，使得第一主動摩擦片25和第一被動摩擦片沈受軸向作用互相壓緊，從而帶動中間軸轉動，進而帶動輸出軸 6實現第一檔動力傳輸。當換向閥47控制換擋到第二檔、第三檔和倒檔的工作過程和第一檔原理相同，故不再敘述。彈簧在換擋過程中，能夠使得活塞迅速復位，實現主動摩擦片和被動摩擦片快速分離。在電機1工作過程中，倒檔齒輪13、倒檔惰輪8、倒檔離合齒輪17、取力惰輪55為常旋轉狀態，只要電機1工作齒輪泵42就工作，實現單機帶動齒輪泵42同步運行。雖然本發明已以實施例公開如上，但其並非用以限定本發明的保護範圍，任何熟悉該項技術的技術人員，在不脫離本發明的構思和範圍內所作的更動與潤飾，均應屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種煤礦坑道勘探鑽機的液壓離合換擋變速箱，包括電機、箱體組件、傳動裝置、離合裝置和液壓控制裝置，其特徵在於所述的傳動裝置包括輸入軸、中間軸、輸出軸、主動齒輪組、離合齒輪組、輸出齒輪、倒檔惰輪和傳動齒輪，輸入軸、中間軸和輸出軸轉動安裝在箱體組件上，主動齒輪組包括第一檔齒輪、第二檔齒輪、第三檔齒輪和倒檔齒輪，離合齒輪組包括第一檔離合齒輪、第二檔離合齒輪、第三檔離合齒輪和倒檔離合齒輪，第一檔齒輪和倒檔齒輪固定安裝在輸入軸上，第二檔離合齒輪和第三檔離合齒輪轉動安裝在輸入軸上，第二檔齒輪和第三檔齒輪固定安裝在中間軸上，第一檔離合齒輪和倒檔離合齒輪轉動安裝在中間軸上，第一檔齒輪、第二檔齒輪、第三檔齒輪分別與第一檔離合齒輪、第二檔離合齒輪、第三檔離合齒輪嚙合，倒檔惰輪轉動安裝在箱體組件上，傳動齒輪固定在輸出軸上，倒檔齒輪與倒檔惰輪嚙合，倒檔惰輪與倒檔離合齒輪嚙合，輸出齒輪與傳動齒輪嚙合；所述的離合裝置包括第一檔離合器、第二檔離合器、第三檔離合器和倒檔離合器；所述的液壓控制裝置包括齒輪泵、換向閥，換向閥通過液壓通道組連接第一檔離合器、 第二檔離合器、第三檔離合器、倒檔離合器。
2.根據權利要求1所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於所述的第二檔離合器和第三檔離合器固定在輸入軸上，第一檔離合器和倒檔離合器固定在中間軸上，第一檔離合器、第二檔離合器、第三檔離合器和倒檔離合器都設置有主動摩擦片和被動摩擦片，被動摩擦片與第一檔離合齒輪、第二檔離合齒輪、第三檔離合齒輪、倒檔離合齒輪卡接，第一檔離合器、第二檔離合器、第三檔離合器和倒檔離合器都設置有油缸外體、活塞和離合器外殼， 油缸外體固定在輸入軸和中間軸上，活塞設置在油缸外體內，離合器外殼卡接在輸入軸和中間軸上，主動摩擦片卡接於離合器外殼上。
3.根據權利要求1或2所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於所述的液壓通道組包括開設第二液壓通道、第三液壓通道、第一液壓通道和倒檔液壓通道，第二液壓通道和第三液壓通道開設在輸入軸內，第一液壓通道和倒檔液壓通道開設在中間軸內，第一液壓通道、第二液壓通道、第三液壓通道和倒檔液壓通道分別連接第一檔離合器、第二檔離合器、 第三檔離合器和倒檔離合器。
4.根據權利要求3所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於所述的第一液壓通道通過開設在箱體組件上的第一油道和開設在中間軸上的第一油槽通入液壓油，所述的第二液壓通道通過開設在箱體組件上的第二油道和開設在輸入軸上的第二油槽通入液壓油，所述的第三液壓通道通過開設在箱體組件上的第三油道和開設在輸入軸上的第三油槽通入液壓油，所述的倒檔液壓通道通過開設在箱體組件上的倒檔油道和開設在中間軸上的第四油槽通入液壓油，第一油槽、第二油槽、第三油槽、第四油槽的兩邊設置有密封圈密封。
5.根據權利要求1或2所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於所述的第一檔離合齒輪、第二檔離合齒輪、第三檔離合齒輪、倒檔離合齒輪和活塞之間都設置有壓簧。
6.根據權利要求1或2所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於還設置有齒輪泵同步運行裝置，所述的齒輪泵同步運行裝置包括固定安裝在箱體組件上的取力惰輪和驅動齒輪泵的取力齒輪，所述的齒輪泵固定在箱體組件上，倒檔離合齒輪與取力惰輪嚙合，取力惰輪與取力齒輪嚙合。
7.根據權利要求1或2所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於所述的液壓控制裝置在齒輪泵和換向閥之間還設置有減壓閥和切斷閥。
8.根據權利要求7所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於所述的輸入軸和中間軸開有通向壓簧和軸承的潤滑油道，潤滑油道外接減壓閥。
9.根據權利要求1或2所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於所述的箱體組件上設置有油位鏡。
10.根據權利要求2所述的液壓離合換擋變速箱，其特徵在於所述的第一檔離合器的油缸外體和倒檔離合器的油缸外體為一體式結構，所述的第一檔離合器的離合器外殼和倒檔離合器的離合器外殼為一體式結構，所述的第二檔離合器的油缸外體和第三檔離合器的油缸外體為一體式結構，所述的第二檔離合器的離合器外殼和第三檔離合器的離合器外殼為一體式結構。
全文摘要
本發明公開了一種煤礦坑道勘探鑽機的液壓離合換擋變速箱，包括電機、箱體組件、傳動裝置、離合裝置和液壓控制裝置，通過液壓控制裝置的換向閥控制液壓油方向，使液壓油進入不同檔油路，不同檔油路控制離合裝置中的離合器動作，實現換擋。本發明與現有技術相比具有以下優點結構簡單合理、換擋時對齒輪的衝擊性小、操作簡單、系統穩定性好。
文檔編號F16H47/00GK102537268SQ20121001042
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者徐鴻祥, 鄭龍 申請人:杭州祥龍鑽探設備有限公司