一种永磁电动机直接驱动的钻箱制造技术

一种永磁电动机直接驱动的钻箱，属于矿山开采机械设备，它包括三相永磁同步电动机，其特征是三相永磁同步电动机与钻箱集成于一体；所述三相永磁同步电动机包括转子、定子、转轴，转轴左端通过深沟球轴承与机座连接，转轴左端设置轴封、钻套；转轴右端通过角接触球轴承与机座连接，转轴右端的端盖设有冷却水道，冷却水道与电机机座四角的冷却水道相通，冷却水道通过旋转密封与转轴连接，形成完整的水路系统；冷却水经冷却水道进入电机转轴内腔，并通过钻套与钻杆，从钻头处喷出。本实用新型专利技术解决了电机冷却散热问题，同时解决了湿式钻孔问题，简化了供水连接管路。

A Drilling Box Driven by Permanent Magnet Motor

【技术实现步骤摘要】
一种永磁电动机直接驱动的钻箱
本专利技术涉及矿山开采机械设备领域，主要用于煤矿锚杆钻机或钻探钻机，具体涉及一种永磁电动机直接驱动钻箱，IPC分类属于E21B3/00、E21B4/04、E21B21/14。
技术介绍
现在的煤矿钻孔设备广泛依赖于单体气动或液压钻机，其钻箱一般为气动马达或液压马达驱动，存在作业效率低、劳动强度大、生产环境恶劣等问题。近年来机载式液压钻机的逐步推广，操作人员的劳动强度和作业效率有所提高，但是受限于液压系统压力及液压马达特性的制约，不易满足高转速小扭矩钻孔、低转速大扭矩紧固锚杆两种工况的转换。此外，液压系统本身的特性也决定了其在自动化、智能化、甚至网络化控制方向上难以有较大的突破。
技术实现思路
为了降低劳动强度，同时满足高转速小扭矩钻孔、低转速大扭矩紧固锚杆两种工况的转换，本专利技术提供采用直接转矩控制（DTC）技术进行精准控制，实现大转矩输出，且电气特性能够满足自动化和网络化的发展需求的一种永磁电动机直接驱动的钻箱。本专利技术技术方案：一种永磁电动机直接驱动的钻箱，包括三相永磁同步电动机，其特征是三相永磁同步电动机与钻箱集成于一体；所述三相永磁同步电动机包括转子、定子、转轴，转轴左端通过深沟球轴承与机座连接，转轴左端设置轴封、钻套；转轴右端通过角接触球轴承与机座连接，转轴右端的端盖设有冷却水道，冷却水道与电机机座四角的冷却水道相通，且将水路通过旋转密封与转轴连接，形成完整的水路系统；冷却水经冷却水道进入电机转轴内腔，再进入钻套、钻杆，从钻头处喷出。定子的三相绕组内均设有温控开关和Pt100铂热电阻。本专利技术的工作原理：（本专利技术利用永磁电动机低速大转矩和便于调速的特性，参照钻箱特性对永磁电动机的参数进行精确设计，使两者的工作特性趋于一致，采用直接转矩控制技术（DTC）进行变频控制，进一步使得永磁电动机工作时提供和钻箱钻进时同样的转速和转矩，达到钻箱的效果。同时，将永磁电动机设计为水冷却散热结构是完全考虑钻箱工作时除尘的工况，将两者合二为一，设计电动机机座结构，既满足电动机水冷却的需求，有满足钻箱的除尘需求。此外，对电机出轴的机构进行重新设计，使其满足安装钻杆或锚杆等工况的需求，从而形成一种永磁电动机直接驱动的钻箱）本专利技术电机机座四角空间设计成冷却水道用于电动机冷却。提高了机座热传导效率；温控开关和Pt100铂热电阻，实时监测电机绕组内部温度，实现电动机的双重温度保护；电机冷却水经由冷却水道进入电机转轴内部，通过钻套与钻杆连接，从钻头处喷出，解决了电机冷却散热问题，同时解决了湿式钻孔问题，简化了供水连接管路。附图说明图1是本专利技术的结构图。图2是本专利技术中转子的结构图。图3是本专利技术中定子的结构图。图中，1-钻套2-转轴3-轴封4-深沟球轴承5-机座6-转子7-定子8-角接触球轴承9-冷却水道10-端盖11-接线端子12-接线腔盖13-引入装置14-水管接头。具体实施方式图2、图3所示，本专利技术三相永磁同步电动机的转子6、定子7设计极对数为10对（极数为20个），槽数为24个。图1所示，三相永磁同步电动机与钻箱集成于一体；将三相永磁同步电动机进行特定的设计，使其转速、转矩电气参数与钻箱工作时参数完全一致，采用直接转矩控制技术（DTC）进行变频控制，进一步使得永磁电动机工作时提供和钻箱钻进时同样的转速和转矩，达到钻箱的效果。同时，将永磁电动机设计为水冷却散热结构是完全考虑钻箱工作时除尘的工况，将两者合二为一，设计电动机机座结构，既满足电动机水冷却的需求，有满足钻箱的除尘需求。此外，对电机出轴的机构进行重新设计，使其满足安装钻杆或锚杆等工况的需求，从而形成一种永磁电动机直接驱动的钻箱。三相永磁同步电动机包括转子6、定子7、转轴2，转轴2左端通过深沟球轴承4与机座5连接，转轴2左端设置轴封3、钻套1。电机的机座5四角均设置冷却水道9。四角的冷却水道相互相通。转轴2右端通过角接触球轴承8与机座5连接，转轴2右端的端盖10设有冷却水道9，冷却水道9与电机机座四角的冷却水道相通，位于转轴3尾部的旋转密封与冷却水道9连接并与转轴2连接（旋转密封位于转轴3与冷却水道9之间），形成完整的水路系统（转轴2轴心为中空的，冷却水穿过轴心）；冷却水经冷却水道9进入转轴轴心内腔，再进入钻套、钻杆，从钻头处喷出（钻套与钻杆连接，钻杆连接钻头）。钻套、钻杆、钻头均为中空结构，钻套、钻杆、钻头的中空腔相通，钻套、钻杆、钻头的中空腔用于冷却水通过。定子的三相绕组内均设有温控开关和Pt100铂热电阻。接线端子11安装在机座的接线端子安装板上。水管接头14与电机的机座5四角的冷却水道9相连通。钻箱本体所集成的三相永磁同步电动机机座5结构按照GB3836-2010系列标准进行设计，满足煤矿电气防爆要求。转轴2、机座5、端盖10、接线端子11、接线腔盖12、引入装置13及其相互间的配合满足隔爆型电动机的要求。钻箱工作时处于立式，转轴2朝上，除尘水经由钻套1、钻杆喷出，所以设计轴封3进行防水，外部再增加防水护罩，确保三相永磁同步电动机运行过程中腔内不会进水。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁电动机直接驱动的钻箱，包括三相永磁同步电动机，其特征是三相永磁同步电动机与钻箱集成于一体；所述三相永磁同步电动机包括转子、定子、转轴，转轴左端通过深沟球轴承与机座连接，转轴左端设置轴封、钻套；转轴右端通过角接触球轴承与机座连接，转轴右端的端盖设有冷却水道，冷却水道与电机机座四角的冷却水道相通，冷却水道通过旋转密封与转轴连接，形成完整的水路系统；冷却水经冷却水道进入电机转轴内腔，并通过钻套与钻杆，从钻头处喷出；定子的三相绕组内均设有温控开关和Pt100铂热电阻。

【技术特征摘要】
1.一种永磁电动机直接驱动的钻箱，包括三相永磁同步电动机，其特征是三相永磁同步电动机与钻箱集成于一体；所述三相永磁同步电动机包括转子、定子、转轴，转轴左端通过深沟球轴承与机座连接，转轴左端设置轴封、钻套；转轴右端通过角接触球轴承与机座连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨韬仁，张小刚，曹为，高爱红，杨敬伟，张晓鹍，
申请(专利权)人：山东邦迈智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37