一种采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统，包括截割电机、液压传动系统、齿轮传动系统、截割滚筒、控制器、数据采集装置和处理器；所述截割电机的动力经液压传动系统、齿轮传动系统后输入截割滚筒；还公开了一种截割传动系统的控制方法；本发明专利技术采用液压传动系统传递功率，实现了短程传动，能避免因重载摇臂变形产生破坏，可靠性高；其能分别对牵引速度和截割滚筒转速进行调节，可使截割滚筒按合理切削厚度进行切割，发挥出整机最大的截割功效的能力；其采用的液压传动系统相对传统电机—齿轮传动系统而言有着更为理想的抗冲击性能；其采用的多泵多马达系统可在某个元件失效时降功率继续工作，能避免停工损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采煤机
，特别涉及一种采煤机的截割传动系统及控制方法。
技术介绍
目前，采煤机截割传动系统所应用的原理都是电机带动机械齿轮传动，放大传输转矩，实现采煤截割，现有采煤机存在以下主要缺点： 一、现有采煤机截割部的传动结构对采煤机的摇臂提出了非常高的要求，使得摇臂不但结构复杂、加工难度大、生产成本高，而且最重要的一点是摇臂在重载工况下的受力变形会带来齿轮传动系统破坏，从而导致其可靠性降低。 二、现有采煤机主要是通过调节牵引速度来使截割功率保持在设定功率附近，而截割滚筒的转速不能调节。实际工作过程中要使截割滚筒在截割过程中按合理切削厚度进行切割，发挥整机最大的截割功效的能力，则牵引速度与截割滚筒转速需要保持一定的关系，所以截割滚筒的转速需要根据牵引速度大小进行调节。 三、采煤机受载情况比较恶劣，常伴有强冲击和振动，现有采煤机截割传动系统的抗冲击能力不理想，长期在强冲击和振动工况下工作传动部件容易损坏。 四、采煤机某个传动部件损坏后即失去采煤能力，导致停工，使得采煤企业蒙受巨大的损失。 因此现有采煤机截割传动系统面临重载摇臂变形，截割滚筒不能调速，抗冲击能力不理想和部件损坏导致停工的问题，要从根本上解决这些问题，需要设计一种新型截割传动系统。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统及控制方法，以解决现有采煤机截割部传动系统易在重载工况摇臂变形情况下损坏、截割滚筒不能调速、抗冲击能力不理想和部件损坏导致停工等问题。 本专利技术采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统，包括截割电机、液压传动系统、齿轮传动系统、截割滚筒、控制器、数据采集装置和处理器； 所述截割电机的动力输入液压传动系统，所述液压传动系统的动力输入齿轮传动系统，所述齿轮传动系统的动力输入截割滚筒； 所述数据采集装置包括检测截割滚筒转速的滚筒转速传感器,检测液压传动系统工作压力的压力传感器和检测采煤机牵引速度的速度传感器； 所述处理器与控制器电连接，且处理器还与滚筒转速传感器、压力传感器和速度传感器电连接； 所述处理器用于：根据所述压力传感器检测到的液压传动系统工作压力值和所述滚筒转速传感器检测到的截割滚筒转速值，计算出采煤机截割部实际输出功率值，并判断截割部实际输出功率值是否在设定功率附近；根据速度传感器检测到的牵引速度值和牵引速度与截割滚筒转速最佳对应关系计算出最佳截割滚筒转速值，并判断滚筒转速传感器检测到的截割滚筒转速值是否接近计算出的最佳截割滚筒转速值； 所述控制器用于根据所述处理器的判断结果控制所述牵引速度和所述截割滚筒的速度。 进一步，所述液压传动系统包括主回路和辅助回路；所述主回路包括由泵组、定量马达组和控制阀组组成的闭式回路；所述辅助回路包括热交换回路和补油回路，所述热交换回路由背压阀、冷却器和背压单向阀串联组成，所述主回路的部分高温油液经背压阀、冷却器、背压单向阀回流至油箱；补油回路由补油电机、补油电机驱动的补油泵、油箱、设置在补油泵入口的粗过滤器、设置在补油泵出口的精过滤器、串联设置在补油回路中的补油单向阀以及溢流阀组成。 进一步，所述齿轮传动系统包括动力耦合机构、第一级行星轮系和第二级行星轮系；所述动力耦合机构包括一个中间齿轮和若干个与中间齿轮外啮合的周边齿轮；所述第一级行星轮系的太阳轮与中间齿轮同轴固定连接，所述第一级行星轮系的行星架和第二级行星轮系的太阳轮固定连接，所述第二级行星轮系的行星架与截割滚筒连接，所述第一级行星轮系和第二行星轮系的齿圈固定设置；所述定量马达组的各定量马达的动力输出端分别与各周边齿轮同轴固定连接。 进一步，所述采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统还包括辅助电机、检测辅助电机电流的检测器和检测定量马达转速的马达转速传感器，所述齿轮传动系统包括动力耦合机构、第一级行星轮系和第二级行星轮系，所述动力耦合机构包括一个行星轮系、若干与行星轮系的齿圈外啮合的周边齿轮和用于制动动力耦合机构齿圈的制动器； 所述动力耦合机构的太阳轮和辅助电机的转子同轴固定连接，所述动力耦合机构的各周边齿轮和定量马达组的各定量马达的动力输出端同轴固定连接；所述动力耦合机构的行星架与第一级行星轮系的太阳轮固定连接，所述第一级行星轮系的行星架和第二级行星轮系的太阳轮固定连接，所述第二级行星轮系的行星架与截割滚筒连接，所述第一级行星轮系和第二行星轮系的齿圈固定设置； 所述处理器还用于：在液压传动系统正常工作时，根据马达转速传感器检测到的转速值和压力传感器检测到的压力值计算出液压传动系统实际功率，根据检测器检测到的电流值计算出辅助电机实际功率，并进一步计算出截割部实际输出功率值； 所述处理器还用于：在液压传动系统失效时，根据检测器的检测值计算出辅助电机的实际功率，并判断辅助电机的实际功率是否在设定功率附近；所述控制器还用于在液压传动系统失效时向截割电机发出关闭信号，并根据处理器的判断结果控制辅助电机以设定功率运行。 进一步，所述采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统还包括助力马达、设置在精过滤器与补油单向阀之间的蓄能器，设置在蓄能器与补油单向阀之间的定压减压阀、设置在连接助力马达与蓄能器油路上的开关阀和根据蓄能器中压力控制补油电机的压力继电器；所述助力马达的动力输出端与中间齿轮同轴固定连接。 进一步，所述泵组为变量泵组； 进一步，所述采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统还包括用于控制截割电机转速的变频器，所述泵组为定量泵组。 进一步，所述控制阀组包括控制泵组中各泵出口油路的若干两位三通液控换向阀、控制定量马达组中各定量马达进口油路的若干两位三通液控换向阀和控制各两位三通液控换向阀的两位四通电磁换向阀；所述两位四通电磁换向阀与所述控制器电连接。 进一步，所述控制泵组中各泵出口油路的两位三通液控换向阀和控制定量马达组中各定量马达进口油路的两位三通液控换向阀为滑阀或插装阀。 本专利技术一种采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统的控制方法，包括以下步骤： 第一步：通过数据采集装置采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统，其特征在于：包括截割电机、液压传动系统、齿轮传动系统、截割滚筒、控制器、数据采集装置和处理器；所述截割电机的动力输入液压传动系统，所述液压传动系统的动力输入齿轮传动系统，所述齿轮传动系统的动力输入截割滚筒；所述数据采集装置包括检测截割滚筒转速的滚筒转速传感器,检测液压传动系统工作压力的压力传感器和检测采煤机牵引速度的速度传感器；所述处理器与控制器电连接，且处理器还与滚筒转速传感器、压力传感器和速度传感器电连接；所述处理器用于：根据所述压力传感器检测到的液压传动系统工作压力值和所述滚筒转速传感器检测到的截割滚筒转速值，计算出采煤机截割部实际输出功率值，并判断截割部实际输出功率值是否在设定功率附近；根据速度传感器检测到的牵引速度值和牵引速度与截割滚筒转速最佳对应关系计算出最佳截割滚筒转速值，并判断滚筒转速传感器检测到的截割滚筒转速值是否接近计算出的最佳截割滚筒转速值；所述控制器用于根据所述处理器的判断结果控制所述牵引速度和所述截割滚筒的速度。

【技术特征摘要】
1.一种采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统，其特征在于：包括截割
电机、液压传动系统、齿轮传动系统、截割滚筒、控制器、数据采集装置和
处理器；
所述截割电机的动力输入液压传动系统，所述液压传动系统的动力输入
齿轮传动系统，所述齿轮传动系统的动力输入截割滚筒；
所述数据采集装置包括检测截割滚筒转速的滚筒转速传感器,检测液压
传动系统工作压力的压力传感器和检测采煤机牵引速度的速度传感器；
所述处理器与控制器电连接，且处理器还与滚筒转速传感器、压力传感
器和速度传感器电连接；
所述处理器用于：根据所述压力传感器检测到的液压传动系统工作压力
值和所述滚筒转速传感器检测到的截割滚筒转速值，计算出采煤机截割部实
际输出功率值，并判断截割部实际输出功率值是否在设定功率附近；根据速
度传感器检测到的牵引速度值和牵引速度与截割滚筒转速最佳对应关系计算
出最佳截割滚筒转速值，并判断滚筒转速传感器检测到的截割滚筒转速值是
否接近计算出的最佳截割滚筒转速值；
所述控制器用于根据所述处理器的判断结果控制所述牵引速度和所述截
割滚筒的速度。
2.根据权利要求1所述的采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统，其特
征在于：所述液压传动系统包括主回路和辅助回路；所述主回路包括由泵组、
定量马达组和控制阀组组成的闭式回路；所述辅助回路包括热交换回路和补
油回路，所述热交换回路由背压阀、冷却器和背压单向阀串联组成，所述主
回路的部分高温油液经背压阀、冷却器、背压单向阀回流至油箱；补油回路
由补油电机、补油电机驱动的补油泵、油箱、设置在补油泵入口的粗过滤器、
设置在补油泵出口的精过滤器、串联设置在补油回路中的补油单向阀以及溢
流阀组成。
3.根据权利要求1所述的采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统，其特
征在于：所述齿轮传动系统包括动力耦合机构、第一级行星轮系和第二级行
星轮系；所述动力耦合机构包括一个中间齿轮和若干个与中间齿轮外啮合的
周边齿轮；所述第一级行星轮系的太阳轮与中间齿轮同轴固定连接，所述第
一级行星轮系的行星架和第二级行星轮系的太阳轮固定连接，所述第二级行
星轮系的行星架与截割滚筒连接，所述第一级行星轮系和第二行星轮系的齿
圈固定设置；所述定量马达组的各定量马达的动力输出端分别与各周边齿轮
同轴固定连接。
4.根据权利要求1所述的采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统，其特
征在于：还包括辅助电机、检测辅助电机电流的检测器和检测定量马达转速
的马达转速传感器，所述齿轮传动系统包括动力耦合机构、第一级行星轮系
和第二级行星轮系，所述动力耦合机构包括一个行星轮系、若干与行星轮系
的齿圈外啮合的周边齿轮和用于制动动力耦合机构齿圈的制动器；
所述动力耦合机构的太阳轮和辅助电机的转子同轴固定连接，所述动力
耦合机构的各周边齿轮和定量马达组的各定量马达的动力输出端同轴固定连
接；所述动力耦合机构的行星架与第一级行星轮系的太阳轮固定连接，所述
第一级行星轮系的行星架和第二级行星轮系的太阳轮固定连接，所述第二级
行星轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，邹佳航，秦大同，孙冬野，胡明辉，胡建军，刘振军，刘永刚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85