多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置的製作方法

2023-05-08 19:21:11 3

專利名稱：多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置。
背景技術：
礦用工程機械行走系統除工作制動系統外還需具有停車制動系統和獨立於工作制動系統的緊急制動系統，且要求緊急制動系統採用液壓釋放彈簧制動工作形式的溼式制動器。目前，礦用工程機械行走系統的輪邊驅動主要採用低速液壓驅動和高速液壓驅動兩種方式。低速液壓驅動方式由低速液壓馬達直接驅動工程輪胎；高速液壓驅動方式由高速液壓馬達結合輪邊減速器驅動工程輪胎。兩者相比，低速液壓驅動結構緊湊，通過液壓制動方式實現工作制動，一般帶有可用於停車制動和緊急制動的制動器，但因其制動器與馬達液壓油路並不獨立，因此制動器用於緊急制動將嚴重縮短制動器及馬達壽命，且低速驅動結構上不便於另外布置獨立的制動器；高速液壓驅動通過液壓制動實現工作制動，輪邊減速機自帶的制動器僅可用於停車制動，另外設置獨立的制動器可以實現緊急制動的功能， 但布置困難，且獨立制動器的安裝將會影響輪邊減速器特別是其內部軸承的使用壽命。為滿足使用要求，礦用工程機械行走系統應該具有工作制動系統、停車制動系統和獨立於工作制動系統的緊急制動系統；為簡化結構礦用工程機械行走系統由應儘量減少零部件數量，簡化安裝方式；為提高壽命，礦用工程機械行走系統各制動系統的安裝和使用應不影響其他零部件的壽命。上述兩種傳動方式各自有其優點和缺點，沒有一種能獨立地全面滿足礦用工程機械行走系統的要求。但兩者有很好的互補性，低速液壓驅動結構簡單安裝方便， 而高速液壓驅動制動器和馬達使用壽命較長。

發明內容
本發明的目的在於克服現有礦用工程機械行走系統輪邊驅動方案的不足，提供一種結合低速液壓驅動和高速液壓驅動優點和功能的多功能礦用機械輪邊行走驅動裝置，使得礦用工程機械行走系統即能滿足工作制動要求和停車制動要求，也能勝任緊急制動要求，同時結構緊湊安裝方便並具有高的使用壽命，從而提高整機的制動性能，簡化結構設計、降低成本。本發明提出的多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置，包括高速馬達1、機架2、 車輪3和多功能輪邊減速器4，其中所述多功能輪邊減速器4包括低速端制動組件5、固定法蘭6、高速端制動組件7、二級行星輪系8和旋轉輸出法蘭9，高速馬達1採用插入方式與多功能輪邊減速器4連接；機架2與多功能輪邊減速器的固定法蘭6相連，起支撐作用；車輪3和所述多功能輪邊減速器4的旋轉輸出法蘭9相連，輸出動力與速度；
所述低速端制動組件5包括低速端制動片固定安裝座12、低速端制動片組13、低速端導向塊14、固定法蘭螺紋緊固件15、低速端制動活塞16、低速端唇形密封17、低速端制動彈簧18、低速端制動密封圈組19、低速端制動油口 30和低速端導向塊密封圈組31，低速端制動片固定安裝座12、低速端導向塊14通過固定法蘭螺紋緊固件15連接，低速端制動片組13位於旋轉輸出法蘭9和低速端制動片固定安裝座12之間，低速端制動活塞16與低速端導向塊14及低速端制動片組13同心安裝，低速端唇形密封17位於固定安裝座12和低速端制動片組13之間，低速端制動彈簧18位於低速端制動活塞16遠離低速端制動片組13 一側的彈簧腔內，低速端制動密封圈組19位於低速端制動活塞16的內圓和外圓環上，低速端制動油口 30位於低速端制動片固定安裝座12與低速端導向塊14之間，高速馬達1採用插入方式與低速端制動組件5連接，車輪3與低速端制動組件5採用法蘭相連；
所述高速端制動組件7包括高速端制動彈簧21、孔用擋圈22、高速端彈簧擋塊23、高速端制動片旋轉安裝座24、馬達安裝擋圈25、高速端制動片組沈、高速端制動活塞27、低速端制動密封圈組觀和高速端制動油口 29，高速端制動片組沈位於高速端制動片旋轉安裝座 24的外花鍵上，高速端制動活塞27與高速端制動片組沈同心安裝，高速端制動彈簧21安裝在高速端制動活塞27上的彈簧腔內，孔用擋圈22及高速端彈簧擋塊23與高速端制動活塞27同心安裝，位於靠近高速馬達1 一側，馬達安裝擋圈25安裝在高速端制動片旋轉安裝座M內圓溝槽上；低速端制動密封圈組28位於高速端制動活塞27外圓環上，高速端制動油口四位於高速端制動活塞27和固定法蘭6之間，高速馬達1採用插入方式與高速端制動組件7連接，車輪3與高速端制動組件7採用法蘭相連；
所述二級行星輪系8包括輸入軸35、太陽輪36、行星架38、行星輪軸39、第一級行星輪 40、第一內齒圈41、行星輪定位銷42、第二級行星輪43、第二內齒圈44和旋轉輸出法蘭螺紋緊固件45，第一內齒圈41和第二內齒圈44通過法蘭螺紋緊固件45固接，第一內齒圈41 及第二內齒圈44和輸入軸35同心安裝，太陽輪36與輸入軸35同心安裝，第一級行星輪40 分別與第一內齒圈41的內齒及輸入軸35的外齒嚙合，第二級行星輪43分別與第二內齒圈44的內齒及太陽輪36的外齒嚙合，行星架38和第一級行星輪40同軸安裝在行星輪軸 39上，行星架38及行星輪軸39通過行星輪定位銷42實現周向固接，高速馬達1採用插入方式與二級行星輪系8連接，以輸出動力，車輪3與二級行星輪系8採用法蘭相連。本發明中，所述多功能輪邊減速器4還包括浮動密封20、固定結構密封圈組31、旋轉輸出法蘭定位銷32、旋轉結構密封圈組33、潤滑油口 34、後端蓋37和套筒46，其中浮動密封20位於固定法蘭6和旋轉輸出法蘭9的浮動密封腔內，旋轉輸出法蘭定位銷32位於第二內齒圈44和旋轉輸出法蘭9的銷孔內，旋轉結構密封圈組33位於第二內齒圈44和旋轉輸出法蘭9之間及第一內齒圈41和第二內齒圈44之間，後端蓋37位於遠離高速馬達1 的最外側，潤滑油口 34位於後端蓋37上，套筒46與固定法蘭6同心安裝。本發明中，所述多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置，根據高速馬達1、低速端制動組件5、高速端制動組件7和二級行星輪系8的不同工作狀態組合，可適應不同的工況， 包括驅動行走工況、工作制動工況、停車制動工況和緊急制動工況。(1)驅動行走工況
礦用工程機械行走時，輪邊驅動裝置需要輸出扭矩和轉速。因此，通過向高速端制動油口四和低速端制動油口 30通入壓力油，使高速端制動組件7和低速端制動組件5同時處於打開狀態，高速馬達1的輸入通過所述驅動裝置中兩級行星齒輪系8輸出到車輪3，驅動裝置輸出驅動力矩。(2)工作制動工況
所述多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置是通過液壓制動來實現工作制動的。工作制動時，分別向高速端制動油口四和低速端制動油口 30通入壓力油，使高速端制動組件7 和低速端制動組件5同時處於打開狀態，高速馬達1的A、B 口堵死，通過與二級行星輪系8 的組合實現工作制動。(3)停車制動工況
礦用工程機械停車制動時，希望輪邊驅動裝置提供儘可能大的靜態制動力矩。因此，通過將高速端制動油口四所接油路洩壓，使高速端制動組件7處於關閉狀態，車輛處於停車制動狀態；也可以同時將低速端制動油口 30所接油路洩壓，使低速端制動組件5處於關閉狀態，用於輔助停車制動。(4)緊急制動工況
礦用工程機械行走系統需要有獨立於工作制動系統的緊急制動系統，緊急制動系統應能夠迅速反應並有足夠的散熱能力以達到礦用工程機械防爆的要求。因此，通過將低速端制動油口 30所接油路洩壓，同時保持高速端制動油口四中通入高壓油，使低速端制動器組件5處於關閉狀態，而高速端制動器組件處7於打開狀態，車輛處於緊急制動狀態。此時， 高速端制動器組件7處於打開狀態，不會產生較大溫升亦不影響其使用壽命；而低速端制動器組件5處於關閉狀態，提供緊急制動力矩；但因為低速端制動組件的散熱空間大，散熱能力強，同樣不會產生較大溫升或影響其使用壽命。與現有相比，本發明的多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置結合了低速液壓驅動和高速液壓驅動優點，結構簡單緊湊，既能同時滿足驅動行走、工作制動、停車制動和緊急制動的功能又能保證較長的使用壽命。在優化礦用工程機械驅動系統性能的同時簡化了結構、降低了成本。


圖1為本發明的結構圖示。圖中標號1為高速馬達，2為機架，3為車輪，4為多功能輪邊減速器，5為低速端制動組件，6為固定法蘭，7為高速端制動組件，8為二級行星輪系，9為旋轉輸出法蘭，10為第一軸承，11為第二軸承，12為低速端制動片固定安裝座，13為低速端制動片組，14為低速端導向塊，15為固定法蘭螺紋緊固件，16為低速端制動活塞，17為低速端唇形密封，18為低速端制動彈簧，19為低速端制動密封圈組，20為浮動密封，21為高速端制動彈簧，22為孔用擋圈，23為高速端彈簧擋塊，M為高速端制動片旋轉安裝座，25為馬達安裝擋圈，沈為高速端制動片組，27為高速端制動活塞，28為低速端制動密封圈組，29為高速端制動油口，30為低速端制動油口，31為低速端導向塊密封圈組，32為旋轉輸出法蘭定位銷，33為旋轉結構密封圈組，34為潤滑油口，35為輸入軸，36為太陽輪，37為後端蓋，38為行星架，39為行星輪軸，40為第一級行星輪，41為第一內齒圈，42為行星輪定位銷，43為第二級行星輪，44為第二內齒圈，45為旋轉輸出法蘭螺紋緊固件，46為套筒。
具體實施例方式下面通過實施例進一步說明本發明。實施例1 如圖1所示，一種多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置，包括高速馬達1、機架2、車輪3和多功能輪邊減速器4。其中所述多功能輪邊減速器4功能組件包括低速端制動組件5、固定法蘭6、高速端制動組件7、二級行星輪系8、旋轉輸出法蘭9、第一軸承 10和第二軸承11。其中所述低速端制動組件5包括低速端制動片固定安裝座12、低速端制動片組 13、低速端導向塊14、固定法蘭螺紋緊固件15、低速端制動活塞16、低速端唇形密封17、低速端制動彈簧18、低速端制動密封圈組19、低速端制動油口 30、低速端導向塊密封圈組31 ； 對於低速端制動組件，旋轉輸出法蘭9起著低速端制動片旋轉安裝座的作用。作用在低速端制動活塞16上的力包括低速端制動油口 30提供的液壓力和低速端制動彈簧18提供的彈簧力，當液壓力大於彈簧力時，低速端制動活塞16向左側運動，低速端制動片組13被放鬆，從而使低速端制動組件5處於打開狀態；反之，低速端制動活塞16向右側運動，低速端制動片組13被壓緊，低速端制動組件5處於制動狀態。其中所述高速端制動組件7包括高速端制動彈簧21、孔用擋圈22、高速端彈簧擋塊23、高速端制動片旋轉安裝座24、馬達安裝擋圈25、高速端制動片組沈、高速端制動活塞 27、低速端制動密封圈組觀、高速端制動油口四；對於高速制動組件，固定法蘭5起著高速端制動片固定安裝座的作用。作用在高速端制動活塞27上的力包括高速端制動油口四提供的液壓力和高速端制動彈簧21提供的彈簧力，當液壓力大於彈簧力時，高速端制動活塞 27向左側運動，高速端制動片組沈被放鬆，從而使高速端制動組件7處於打開狀態；反之， 高速端制動片組26被壓緊，高速端制動活塞27向右側運動，高速端制動組件7處於制動狀態。其中所述二級行星輪系8包括輸入軸35、太陽輪36、行星架38、行星輪軸39、第一級行星輪40、第一內齒圈41、行星輪定位銷42、第二級行星輪43、第二內齒圈44、旋轉輸出法蘭螺紋緊固件45。所述多功能輪邊減速器的其他主要附件還包括浮動密封20、固定結構密封圈組31、旋轉輸出法蘭定位銷32、旋轉結構密封圈組33、潤滑油口 34、後端蓋37和套筒46。其中高速馬達1為液壓驅動元件，經過高速端制動組件7的離合切換，同二級行星輪系8共同完成驅動行走和工作制動；
機架2起支撐作用； 車輪3輸出動力及轉速；
二級行星輪系8是降低轉速，增加轉矩的主要部件；
第一軸承10和第二軸承12分別位於固定法蘭6和旋轉輸出法蘭9內，保證固定法蘭 6和旋轉輸出法蘭9之間的旋轉運動；並承受全部外負載； 高速端制動組件7用於實現停車制動； 低速端制動系統5用於實現緊急制動，並可以輔助停車制動。一種多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置，根據高速馬達1與多功能輪邊減速器4中的二級行星輪系8、高速端制動組件7和低速端制動組件5的不同工作狀態組合，可適應不同的工況，包括驅動行走工況、工作制動工況、停車制動工況和緊急制動工況。(1)驅動行走工況
驅動行走時，高速端制動油口四中通入高壓油，高速端制動活塞27向左側移動，放鬆高速端制動片組26，從而使高速端制動組件7處於打開狀態；同時低速端制動油口 30中通入高壓油，低速端制動活塞16向左側移動，放鬆高速端制動片組沈，從而使高速端制動組件7處於打開狀態；同時高速馬達1通過二級行星輪系8輸出動力。(2)工作制動工況
所述多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置是通過液壓制動來實現工作制動的。工作制動時，向高速端制動油口四和低速端制動油口 30通入壓力油，使高速端制動組件7和低速端制動組件5同時處於打開狀態，將高速馬達1的A、B 口堵死，並通過與二級行星輪系8 的組合實現工作制動。(3)停車制動工況
停車制動時，高速端制動油口四卸荷，高速端制動彈簧26推動高速端制動活塞27，壓緊高速端制動片組26，從而使高速端制動組件7處於關閉狀態，實現停車制動；可以選側同時將低速端制動油口 30卸荷，低速端制動彈簧18推動低速端制動活塞16，壓緊低速端制動片組13，從而使高速端制動組件5處於關閉狀態，輔助停車制動。(4)緊急制動工況
緊急制動時，高速端制動油口四通入高壓油推動高速端制動活塞27，放鬆高速端制動片組沈，從而使高速端制動組件7處於打開狀態；同時低速端制動油口 30卸荷，低速端制動彈簧18推動低速端制動活塞16，壓緊低速端制動片組13，從而使低速端制動組件5處於關閉狀態，驅動系統處於緊急制動狀態。
權利要求
1.一種多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置，包括高速馬達(1)、機架O)、車輪(3) 和多功能輪邊減速器G)，其特徵在於所述多功能輪邊減速器(4)包括低速端制動組件 (5)、固定法蘭(6)、高速端制動組件(7)、二級行星輪系(8)和旋轉輸出法蘭(9)，高速馬達 (1)採用插入方式與多功能輪邊減速器(4)連接；機架( 與多功能輪邊減速器的固定法蘭(6)相連，起支撐作用；車輪C3)和所述多功能輪邊減速器的旋轉輸出法蘭(9)相連，輸出動力與速度；所述低速端制動組件( 包括低速端制動片固定安裝座(12)、低速端制動片組(13)、 低速端導向塊(14)、固定法蘭螺紋緊固件(15)、低速端制動活塞(16)、低速端唇形密封 (17)、低速端制動彈簧(18)、低速端制動密封圈組(19)、低速端制動油口(30)和低速端導向塊密封圈組(31)，低速端制動片固定安裝座(12)、低速端導向塊(14)通過固定法蘭螺紋緊固件(1 連接，低速端制動片組(1 位於旋轉輸出法蘭(9)和低速端制動片固定安裝座(12)之間，低速端制動活塞(16)與低速端導向塊(14)及低速端制動片組(13)同心安裝，低速端唇形密封(17)位於固定安裝座(1 和低速端制動片組(1 之間，低速端制動彈簧(18)位於低速端制動活塞(16)遠離低速端制動片組(1 一側的彈簧腔內，低速端制動密封圈組(19)位於低速端制動活塞(16)的內圓和外圓環上，低速端制動油口(30)位於低速端制動片固定安裝座(12)與低速端導向塊(14)之間，高速馬達(1)採用插入方式與低速端制動組件( 連接，車輪( 與低速端制動組件( 採用法蘭相連；所述高速端制動組件(7)包括高速端制動彈簧(21)、孔用擋圈(22)、高速端彈簧擋塊 (23)、高速端制動片旋轉安裝座(M)、馬達安裝擋圈(25)、高速端制動片組(沈)、高速端制動活塞(27)、低速端制動密封圈組08)和高速端制動油口( )，高速端制動片組06) 位於高速端制動片旋轉安裝座04)的外花鍵上，高速端制動活塞07)與高速端制動片組 (26)同心安裝，高速端制動彈簧安裝在高速端制動活塞(XT)上的彈簧腔內，孔用擋圈0 及高速端彈簧擋塊與高速端制動活塞(XT)同心安裝，位於靠近高速馬達(1) 一側，馬達安裝擋圈(2 安裝在高速端制動片旋轉安裝座04)內圓溝槽上；低速端制動密封圈組08)位於高速端制動活塞、2 )外圓環上，高速端制動油口 09)位於高速端制動活塞咖和固定法蘭(6)之間，高速馬達(1)採用插入方式與高速端制動組件(7)連接，車輪( 與高速端制動組件(7)採用法蘭相連；所述二級行星輪系(8)包括輸入軸(35)、太陽輪(36)、行星架(38)、行星輪軸(39)、 第一級行星輪(40)、第一內齒圈(41)、行星輪定位銷(42)、第二級行星輪(43)、第二內齒圈 (44)和旋轉輸出法蘭螺紋緊固件(45)，第一內齒圈和第二內齒圈04)通過法蘭螺紋緊固件G5)固接，第一內齒圈Gl)及第二內齒圈G4)和輸入軸(35)同心安裝，太陽輪 (36)與輸入軸(35)同心安裝，第一級行星輪GO)分別與第一內齒圈Gl)的內齒及輸入軸 (35)的外齒嚙合，第二級行星輪G3)分別與第二內齒圈04)的內齒及太陽輪(36)的外齒嚙合，行星架(38)和第一級行星輪GO)同軸安裝在行星輪軸(39)上，行星架(38)及行星輪軸(39)通過行星輪定位銷0 實現周向固接，高速馬達(1)採用插入方式與二級行星輪系(8)連接，以輸出動力，車輪C3)與二級行星輪系(8)採用法蘭相連。
2.根據權利要求1所述的多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置，其特徵在於所述多功能輪邊減速器(4)還包括浮動密封(20)、固定結構密封圈組(31)、旋轉輸出法蘭定位銷 (32)、旋轉結構密封圈組(33)、潤滑油口(34)、後端蓋(37)和套筒(46)，其中浮動密封(20)位於固定法蘭(6)和旋轉輸出法蘭(9)的浮動密封腔內，旋轉輸出法蘭定位銷(32)位於第二內齒圈G4)和旋轉輸出法蘭(9)的銷孔內，旋轉結構密封圈組(33)位於第二內齒圈G4)和旋轉輸出法蘭(9)之間及第一內齒圈Gl)和第二內齒圈G4)之間，後端蓋(37) 位於遠離高速馬達(1)的最外側，潤滑油口(34)位於後端蓋(37)上，套筒06)與固定法蘭(6)同心安裝。
3.根據權利要求1所述的多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置，其特徵在於根據高速馬達(1)、低速端制動組件(5)、高速端制動組件(7)和二級行星輪系(8)的不同工作狀態組合，可適應不同的工況，包括驅動行走工況、工作制動工況、停車制動工況和緊急制動工況，其中(1)驅動行走工況通過向高速端制動油口 09)和低速端制動油口(30)通入壓力油，使高速端制動組件 (7)和低速端制動組件( 同時處於打開狀態，高速馬達(1)的輸入通過所述驅動裝置中兩級行星齒輪系(8)輸出到車輪(3)，驅動裝置輸出驅動力矩；(2)工作制動工況分別向高速端制動油口 09)和低速端制動油口(30)通入壓力油，使高速端制動組件 (7)和低速端制動組件(5)同時處於打開狀態，高速馬達(1)的出口堵死，通過與二級行星輪系(8)的組合實現工作制動；(3)停車制動工況將高速端制動油口 09)所接油路洩壓，使高速端制動組件(7)處於關閉狀態，車輛處於停車制動狀態；或同時將低速端制動油口(30)所接油路洩壓，使低速端制動組件(5)處於關閉狀態；(4)緊急制動工況將低速端制動油口(30)所接油路洩壓，同時保持高速端制動油口 09)中通入高壓油， 使低速端制動器組件(5)處於關閉狀態，高速端制動器組件處(7)處於打開狀態，車輛處於緊急制動狀態。
全文摘要
本發明涉及一種多功能礦用工程機械輪邊行走驅動裝置，包括機架、車輪、高速馬達和多功能輪邊減速器等。多功能輪邊減速器內置有高速端常閉液壓制動組件和低速端常閉液壓制動組件，高速端常閉液壓制動組件用於停車制動，低速端常閉液壓制動組件用於緊急制動，可以輔助停車制動。高速馬達採用插入方式與多功能輪邊減速器連接；機架與多功能輪邊減速器的固定法蘭相連，起支撐作用；車輪和多功能輪邊減速器的旋轉輸出法蘭相連，輸出動力與速度。該裝置可適應包括驅動行走工況、工作制動工況、停車制動工況和緊急制動工況。該裝置結合了低速液壓驅動和高速液壓驅動的各自優點，使得工程機械行走系統在滿足驅動行走工況和工作制動工況的基礎上，既能適應停車制動工況，也能勝任緊急制動工況，同時實現了輪邊減速機與緊急制動系統的一體化，從而簡化了系統結構，提高了使用壽命。
文檔編號B60K17/10GK102514480SQ20111043658
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者劉宗群, 卞永明, 徐新明, 朱利靜, 李生博, 秦利升, 蔣佳, 鄭飛, 金曉林 申請人:上海同新機電控制技術有限公司