行星架和太阳轮复合体及制备方法、二级行星减速机构与流程

1.本发明涉及采煤机双级行星减速器用行星架和太阳轮复合体焊接结构及制备方法，属于挖掘设备技术领域。

背景技术：

2.近年来，我国煤炭年产量不断创出历史新高，为获得良好的经济效益，各使用单位均提出了高产高效的生产需求，但是采煤工作面复杂多变，经常伴随着夹矸、构造、断层等，采煤机经常需要截割坚硬的矸石。
3.采煤机摇臂行星头一般采用双级行星减速机构来满足采煤机性能要求，每级行星减速机构都包含太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈四个部件。其中，行星架与太阳轮分别是单独的部件，行星架结构复杂，采用铸造及调质形式，太阳轮为了提高强度采用锻造形式，两者通过花键副连接传递动力。由于采煤机工况恶劣，冲击负荷大，行星架与太阳轮连接的花键副齿面经常发生点蚀或者高频磨损齿面失效。

技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种采煤机的行星架和太阳轮复合体结构，比全锻造一体式结构大大节省成本，避免了采用行星架与太阳轮花键副啮合齿面经常发生点蚀或者高频磨损齿面失效的问题，也大大提高了可靠性。
5.本发明提供一种行星架和太阳轮复合体，包括类行星架和类太阳轮，其中，类行星架的边缘处安装有肋板，肋板与行星减速机构中的行星架的数量一致，肋板的顶部有圆柱销；类太阳轮包括大端面，与肋板顶面贴合，类太阳的端部有圆柱销孔；圆柱销插入到圆柱销孔。
6.进一步的，肋板的顶部开有第一焊接破口，圆柱销的端部开有第二焊接破口。
7.进一步的，肋板顶面作为轴向限位面，类太阳轮的大端面与类行星架中的肋板顶面贴合；圆柱销根部作为径向定位面，圆柱销孔与圆柱销数量相同、并径向配合。
8.进一步的，类行星架包括3或4个肋板。
9.一种制备方法，其应用于上述行星架和太阳轮复合体，类行星架和类太阳分别通过铸造类行星架与锻造类太阳轮的形式焊接在一起，成为复合体。
10.进一步的，类行星架采用铸钢材料铸造后正火，依次经过粗加工、半精加工、调质处理和待焊接工艺。类太阳轮的毛坯采用电闸重熔钢，依次经过正火、粗加工、半精加工、滚齿、轮齿渗碳、淬火和低温回火工艺；然后将类行星架与类太阳轮依次经过焊接、去应力回火、磨齿、喷丸和精加工工艺。
11.进一步的，在焊接类行星架和类太阳轮时，采用焊前预热方式进行气体保护焊接。
12.采用铸造类行星架与锻造类太阳轮的形式焊接在一起，既能保证行星架和太阳轮复合体的强度，又避免采用一体化的锻造形式带来的加工成本和加工时间的增加。
13.一种二级行星减速机构，包括一级太阳轮、一级行星轮轴、一级行星轮、一级内齿
圈、承载轴承、壳体、二级行星轮、二级行星轮轴、二级内齿圈和二级行星架，其特征在于，还包括上述的行星架和太阳轮复合体，一级行星轮通过一级行星轮轴插入到行星架和太阳轮复合体的轴孔，一级内齿圈与壳体相对固定；二级行星轮通过二级行星轮轴插入到二级行星架中的第二轴孔，二级内齿圈与壳体相对固定。
14.进一步的，一级行星轮与一级太阳轮和一级内齿圈啮合传动，经过第一级行星减速，并把动力传递给行星架太阳轮复合体；二级行星轮与类太阳轮和二级内齿圈啮合，经过第二级行星减速器减速，通过二级行星架把动力传递给采煤机的摇臂滚筒。
15.进一步的，采煤机中的滚筒在截割物料时承受的径向和轴向载荷由所述承载轴承承受，承载轴承的内圈套在所述二级行星架上。
16.综上所述，行星架和太阳轮复合体采用焊接结构及工艺，与直接锻造的分体式相比，不仅提高了经济性，还能保证可靠性。此外，减少了双级行星减速器的零件数量，为采煤机双级行星减速器提供了一种新的结构；第三，减小了双级行星减速器的尺寸，满足了空间紧凑的设计要求同时减小了尺寸，便于在空间紧凑部件中使用。
附图说明
17.图1是本发明的一个行星架和太阳轮复合体的结构示意图。
18.图2是图1的a-a剖视图。
19.图3是本发明的类行星架结构示意图。
20.图4是本发明的行星架和太阳轮复合体的生产工艺流程图。
21.图5是采用本发明的行星架和太阳轮复合体的二级行星减速器的结构示意图。
22.元件标号说明
23.100-行星架和太阳轮复合体
24.1-类行星架
25.11
–
肋板
26.12-圆柱销
27.13
–
第一焊接破口
28.14
–
肋板顶面
29.15
–
圆柱销根部
30.16
–
第二焊接破口
31.17
–
行星轮轴孔
32.2-类太阳轮
33.21-类太阳轮的端部
34.22-圆柱销孔
35.23-类太阳轮的大端面
36.200-二级行星减速机构
37.02-一级太阳轮
38.03-一级行星轮轴
39.04-一级行星轮
40.05-一级内齿圈
41.06-承载轴承
42.07-壳体
43.08-二级行星轮
44.09-二级行星轮轴
45.010-二级内齿圈
46.011-二级行星架
47.h1
–
第一轴孔
48.h2
–
第二轴孔
49.a-行星架和太阳轮复合体与二级行星架之间的空隙
具体实施方式
50.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
51.请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
52.图1是本发明的一个行星架和太阳轮复合体的结构示意图。图2是图1的a-a剖视图。图3是本发明的类行星架结构示意图。
53.如图2所示，本发明公开了一种行星架和太阳轮复合体100，包括类行星架1和类太阳轮2。如图2及图3所示，类行星架1包括若干肋板11，肋板11与行星减速机构中的行星架的数量一致，肋板11顶部开有第一焊接破口13，肋板顶面14作为轴向限位面，肋板11的顶部有圆柱销12，圆柱销12的端部开有第二焊接破口16，圆柱销根部15作为径向定位面。类太阳轮2的大端面23与类行星架1中的肋板顶面14贴合，端部21有圆柱销孔22，圆柱销孔22与圆柱销12数量相同、并径向配合。
54.在优选的实施例中，类行星架1有3或4个肋板11。
55.图4显示了本发明的行星架和太阳轮复合体的制备方法。
56.如图4所示，类行星架1采用铸钢材料铸造，依次经过正火热处理、粗加工、半精加工、调质处理，使之硬度达到280-320hb。类太阳轮2毛坯采用电闸重熔钢锻造，依次经正火、粗加工、半精加工，然后对齿轮部分依次进行滚齿加工、轮齿渗碳、淬火、低温回火，使得轮齿表面硬度达到58-62hrc。然后，将类行星架1的圆柱销12插入到类太阳轮2的圆柱销孔22，肋板顶面14作为轴向限位面，与类太阳轮的大端面23贴合。
57.接着，采用焊前预热方式进行气体保护焊接，从而形成行星架和太阳轮复合体1。然后，对行星架和太阳轮复合体1去应力回火，再对齿面磨齿、整体喷丸，最后对行星架和太阳轮复合体中的行星轮轴孔17进行精加工，获得高精度尺寸。
58.行星架和太阳轮复合体1在类行星架1的顶部由于第一焊接破口13和第二焊接破
口16断开分成了两部分，并采用铸造类行星架与锻造类太阳轮的形式焊接在一起，既能保证行星架和太阳轮复合体的强度，又避免采用一体化的锻造形式带来的加工成本和加工时间的增加。
59.图5显示了本发明的二级行星减速机构的示意图
60.如图5所示，一种二级行星减速机构200包括行星架和太阳轮复合体100、一级太阳轮02、一级行星轮轴03、一级行星轮04、一级内齿圈05、承载轴承06、壳体07、二级行星轮08、二级行星轮轴09、二级内齿圈010和二级行星架011。其中，一级行星轮04装入行星架和太阳轮复合体100中，并通过一级行星轮轴03插入到行星架和太阳轮复合体100的第一轴孔h1，第一内齿圈05与壳体07相对固定不动。一级行星轮04作为动力源输入同时与一级太阳轮02和一级内齿圈05啮合传动。经过一级2k-h行星减速，并把动力传递给行星架太阳轮复合体100。
61.行星架太阳轮复合体100中的类太阳轮2与二级行星轮08啮合，二级行星轮08通过二级行星轮轴09插入到二级行星架011中的第二轴孔h2，二级内齿圈010与壳体07也是相对固定，二级行星轮08同时与行星架和太阳轮复合体100中的类太阳轮012和二级内齿圈010啮合。二级行星架011前后有承载轴承06，承受巨大的径向载荷和轴向载荷。经过第二级2k-h行星减速器减速，通过二级行星架011传递输出动力，从而带动采煤机摇臂滚筒旋转截割物料。
62.采煤机中的滚筒在截割物料时承受的径向和轴向载荷由承载轴承06承受，承载轴承06的内圈套在二级行星架011上。行星架和太阳轮复合体100与二级行星架011之间的空隙a，a处的空间紧凑，采用行星架和太阳轮复合体100后，留给承载轴承06处二级行星架011作为轴承座的空间大，设计裕度大，可靠性高，避免滚筒截割物料时冲击载荷大，强度低导致出现断裂。采用行星架—太阳轮复合体100结构相对的减少空间尺寸，又保证了部件的可靠性。
63.行星架和太阳轮复合体采用焊接结构及工艺，与直接锻造的分体式相比，不仅提高了经济性，同时比采用两个零件，避免了行星架与太阳轮连接花键副的失效，保证了可靠性。此外，减少了双级行星减速器的零件数量，为采煤机双级行星减速器提供了一种新的结构；第三，减小了双级行星减速器的尺寸，满足了空间紧凑的设计要求同时减小了尺寸，便于在空间紧凑部件中使用。
64.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种行星架和太阳轮复合体，其特征在于，包括类行星架和类太阳轮，其中，类行星架的边缘处安装有肋板，所述肋板与行星减速机构中的行星架的数量一致，所述肋板的顶部有圆柱销；所述类太阳轮包括大端面，与所述肋板顶面贴合，所述类太阳的端部有圆柱销孔；所述圆柱销插入到所述圆柱销孔。2.如权利要求1所述的行星架和太阳轮复合体，其特征在于，所述肋板的顶部开有第一焊接破口，所述圆柱销的端部开有第二焊接破口。3.如权利要求1所述的行星架和太阳轮复合体，其特征在于，还包括，肋板顶面作为轴向限位面，所述类太阳轮的大端面与所述类行星架中的肋板顶面贴合；圆柱销根部作为径向定位面，所述圆柱销孔与所述圆柱销数量相同、并径向配合。4.如权利要求1所述的行星架和太阳轮复合体，其特征在于，所述类行星架包括3或4个所述肋板。5.一种制备方法，其应用于权利要求1至4任一项所述的行星架和太阳轮复合体，其特征在于，所述类行星架和类太阳分别通过铸造类行星架与锻造类太阳轮的形式焊接在一起，成为复合体。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述类行星架采用铸钢材料铸造后正火，依次经过粗加工、半精加工、调质处理和待焊接工艺；所述类太阳轮的毛坯采用电闸重熔钢，依次经过正火、粗加工、半精加工、滚齿、轮齿渗碳、淬火和低温回火工艺；然后将类行星架与类太阳轮依次经过焊接、去应力回火、磨齿、喷丸和精加工工艺。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在焊接所述类行星架和所述类太阳轮时，采用焊前预热方式进行气体保护焊接。8.一种二级行星减速机构，包括一级太阳轮、一级行星轮轴、一级行星轮、一级内齿圈、承载轴承、壳体、二级行星轮、二级行星轮轴、二级内齿圈和二级行星架，其特征在于，还包括如权利要求1至4任一项所述的行星架和太阳轮复合体，所述一级行星轮通过所述一级行星轮轴插入到所述行星架和太阳轮复合体的轴孔，所述一级内齿圈与所述壳体相对固定；所述二级行星轮通过所述二级行星轮轴插入到二级行星架中的第二轴孔，所述二级内齿圈与所述壳体相对固定。9.如权利要求8所述的一种二级行星减速机构，其特征在于，所述一级行星轮与所述一级太阳轮和所述一级内齿圈啮合传动，经过第一级行星减速，并把动力传递给所述行星架太阳轮复合体；所述二级行星轮与所述类太阳轮和所述二级内齿圈啮合，经过第二级行星减速器减速，通过二级行星架把动力传递给采煤机的摇臂滚筒。10.如权利要求8所述的一种二级行星减速机构，其特征在于，采煤机中的滚筒在截割物料时承受的径向和轴向载荷由所述承载轴承承受，所述承载轴承的内圈套在所述二级行星架上。

技术总结

本发明提供一种行星架和太阳轮复合体，包括类行星架和类太阳轮，其中，类行星架的边缘处安装有肋板，肋板与行星减速机构中的行星架的数量一致，肋板的顶部有圆柱销；类太阳轮包括大端面，与肋板顶面贴合，类太阳的端部有圆柱销孔；圆柱销插入到圆柱销孔。肋板的顶部开有第一焊接破口，圆柱销的端部开有第二焊接破口。肋板顶面作为轴向限位面，类太阳轮的大端面与类行星架中的肋板顶面贴合；圆柱销根部作为径向定位面，圆柱销孔与圆柱销数量相同、并径向配合。行星架和太阳轮复合体采用焊接结构及工艺，与直接锻造的分体式相比，不仅提高了经济性，还能保证可靠性。还能保证可靠性。还能保证可靠性。