阅读说明：本技术 一种单驱动液压径向柱塞式传动滚筒 (Single-drive hydraulic radial plunger type transmission roller ) 是由 陆兴华 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种单驱动液压径向柱塞式传动滚筒,包括轴段上设有偏心圆柱轴段的滚筒轴,且筒体内对应偏心圆柱轴段的位置设有包括空心活塞座盘、推杆、活塞的液压驱动滚筒驱动装置,利用高压油腔内的工作压力油通过活塞作用于推杆,而因偏心圆柱轴段的偏心设置造成的推杆的反作用力方向与活塞的移动方向之间存在夹角,进而使工作压力油通过活塞作用于推杆的作用力分解成两部分,一部分与推杆提供的反作用力抵消、另一部分对空心活塞座盘产生旋转力矩,实现驱动筒体进行旋转,不需设置额外的传动装置安装空间、且便于安装与维护,能够降低生产成本和配套设施的维护成本,特别适用于高瓦斯矿井或者传动装置没有布置空间的带式输送机。(The invention discloses a single-drive hydraulic radial plunger-type transmission roller, which comprises a roller shaft, wherein an eccentric cylindrical shaft section is arranged on a shaft section of the roller shaft, a hydraulic drive roller driving device comprising a hollow piston seat disc, a push rod and a piston is arranged at a position corresponding to the eccentric cylindrical shaft section in the roller body, working pressure oil in a high-pressure oil cavity acts on the push rod through the piston, an included angle exists between the direction of a reaction force of the push rod and the moving direction of the piston, which is caused by the eccentric arrangement of the eccentric cylindrical shaft section, so that the acting force of the working pressure oil acting on the push rod through the piston is decomposed into two parts, one part counteracts with the reaction force provided by the push rod, the other part generates a rotating moment on the hollow piston seat disc, the driving roller body rotates, an additional transmission device installation space is not required to be arranged, the installation and the maintenance are convenient, the production cost and, the belt conveyor is particularly suitable for high gas mines or belt conveyors with no space for arrangement of a transmission device.)

一种单驱动液压径向柱塞式传动滚筒

技术领域

本发明涉及一种带式输送机用传动滚筒，具体是一种适用于矿山井下、地面、港口码头等场所带式输送机的单驱动液压径向柱塞式传动滚筒，属于带式输送机技术领域。

背景技术

带式输送机又称胶带输送机，广泛应用于机械、电子、烟草、注塑、邮电、印刷、食品等各行各业。带式输送机按其输送能力可分为重型带式输送机如矿用带式输送机，轻型带式输送机如用在电子塑料、食品轻工、化工医药等行业。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成，它可以将物料从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程，既可以进行碎散物料的输送、也可以进行成件物品的输送，除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合形成有节奏的流水作业运输线。

带式输送机的牵引力是通过传动滚筒与输送带之间的摩擦力来传递的，因此必须将胶带用张紧装置张紧使胶带在传筒滚筒分离处具有一定的初张力。传统的带式输送机的传动装置通常是采用电动机通过减速器带动传动滚筒的方式，而且为了减轻重量、降低传动装置的负载，传统的传动滚筒通常是在保证强度的前提下制作成中空的筒型结构。这种传统的带式输送机传动装置需要安装在传动滚筒的侧面位置，针对重型带式输送机如矿用带式输送机，体积巨大的驱动电机和减速器不仅需额外占用安装空间、针对空间较狭小的煤矿井下运煤巷道需额外掘出传动装置的安装检修空间，而且安装过程中需保证减速器输出轴与传动滚筒的同轴安装、安装调试较复杂；另外，由于煤矿井下作业的防爆特殊性，特别针对高瓦斯矿井，传统的矿用带式输送机传动装置所使用的驱动电机均需采用防爆电机，不仅造成生产成本的增加、而且也造成配套设施维护成本的增加(大功率防爆电机的使用要求提高电压等级)。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种单驱动液压径向柱塞式传动滚筒，采用液压驱动方式，不需设置额外的传动装置安装空间、且便于安装与维护，能够降低生产成本和配套设施的维护成本，特别适用于高瓦斯矿井或者传动装置没有布置空间的带式输送机。

为实现上述目的，本单驱动液压径向柱塞式传动滚筒包括筒体、辐板Ⅰ、辐板Ⅱ、滚筒轴；筒体的外表面敷有橡胶层，辐板Ⅰ和辐板Ⅱ左右对称固定设置在筒体的内部，辐板Ⅰ和辐板Ⅱ的中心位置均固定设有轴承座，轴承座内部设有轴承、外部设有轴承端盖，轴承端盖内还设有防尘密封，轴承端盖固定安装在轴承座上，筒体通过辐板Ⅰ、辐板Ⅱ和轴承座滚动配合架设安装在滚筒轴上，滚筒轴两端通过与其固定连接的支撑座架设安装在带式输送机的机架上；滚筒轴位于辐板Ⅰ和辐板Ⅱ之间的轴段上还相邻设有偏心圆柱轴段和进油配流轴段，偏心圆柱轴段与滚筒轴偏心设置，进油配流轴段与滚筒轴同轴设置，偏心圆柱轴段的偏心轴中心和滚筒轴的轴中心之间的连线是整个筒体的垂直中分线，进油配流轴段的外柱面上设有进油配流凹槽，进油配流凹槽整体围绕进油配流轴段的轴心线走向呈半圆形凹槽结构、且进油配流凹槽位于整个筒体垂直中分线的一侧；

单驱动液压径向柱塞式传动滚筒还包括设置在筒体内部的、对应偏心圆柱轴段设置的滚筒驱动装置，滚筒驱动装置包括出油配流法兰、空心活塞座盘、推杆、活塞；

出油配流法兰与滚筒轴同轴设置、且出油配流法兰相对于进油配流轴段相邻设置在偏心圆柱轴段的另一侧，出油配流法兰轴向定位固定安装在滚筒轴上，出油配流法兰的外柱面上设有出油配流凹槽，出油配流凹槽围绕进油配流轴段的轴心线走向呈半圆形凹槽结构、且出油配流凹槽位于整个筒体垂直中分线的另一侧，进油配流凹槽和出油配流凹槽相对于整个筒体的垂直中分线空间对称设置；

空心活塞座盘轴向定位、并周向滑动配合套接架设安装在出油配流法兰和进油配流轴段的外柱面上，且空心活塞座盘与出油配流法兰和进油配流轴段的外柱面之间密封安装连接，空心活塞座盘的外圆周面通过定位传动键与筒体的内表面固定连接，空心活塞座盘内对应偏心圆柱轴段外柱面的位置设有多个活塞腔，活塞腔沿空心活塞座盘的径向方向设置、且多个活塞腔沿空心活塞座盘周向方向均布设置，每个活塞腔的顶部均分别设有分进油口和分出油口，分进油口通过分进油通道与进油配流凹槽连通连接，分出油口通过分出油通道与出油配流凹槽连通连接；

与活塞腔的内径尺寸配合的活塞滑移配合设置在活塞腔内；

推杆的顶端通过铰接销铰接安装在活塞的底端面上，推杆的底端是包括弧形底面的滑靴结构，推杆的弧形底面与偏心圆柱轴段的外柱面弧度配合、并贴合在偏心圆柱轴段的外柱面上；

滚筒轴的轴端上设有沿滚筒轴轴向方向设置的总进油口、总进油通道、总出油口、总出油通道，总出油通道与出油配流凹槽连通连接，总进油通道与进油配流凹槽连通连接。

作为本发明的进一步改进方案，空心活塞座盘内的活塞腔的数量是三个以上的奇数个数。

作为本发明的进一步改进方案，活塞与活塞腔内壁之间设有配合设置的导向槽和导向键，导向槽和导向键沿活塞腔的轴向方向设置。

作为本发明的进一步改进方案，空心活塞座盘的活塞腔是贯穿空心活塞座盘的通孔结构，且活塞腔的顶端设有密封固定安装的活塞密封盖。

作为本发明的进一步改进方案，活塞位于行程上极限位置时，活塞处于对分进油口和分出油口进行封堵的状态。

作为本发明的进一步改进方案，总出油通道通过出油管接头Ⅰ、出油管、出油管接头Ⅱ与出油配流凹槽连通连接，出油管接头Ⅰ和出油管接头Ⅱ均沿滚筒轴的径向方向设置；总进油通道通过进油管接弯头、进油管、进油管接头与进油配流凹槽连通连接，进油管接弯头的一端沿滚筒轴的径向方向设置，进油管接头沿滚筒轴的轴向方向设置。

作为本发明的优选方案，分进油通道和分出油通道是设置在空心活塞座盘内部的通道结构。

作为本发明的进一步改进方案，相邻的两个空心活塞座盘的活塞腔之间设有镂空的减重工艺孔。

作为本发明的进一步改进方案，定位传动键是沿筒体的轴向方向具有滑移间隙的滑键结构。

作为本发明的进一步改进方案，总进油口和总进油通道设置在对应进油配流轴段一侧的滚筒轴的轴段上，总出油口和总出油通道设置在对应出油配流法兰一侧的滚筒轴的轴段上。

与现有技术相比，本单驱动液压径向柱塞式传动滚筒由于滚筒轴位于辐板Ⅰ和辐板Ⅱ之间的轴段上设有偏心圆柱轴段，且筒体内对应偏心圆柱轴段的位置设有包括空心活塞座盘、推杆、活塞的液压驱动滚筒驱动装置，利用高压油腔内的工作压力油通过活塞作用于推杆，而因偏心圆柱轴段的偏心设置造成的推杆的反作用力方向与活塞的移动方向之间存在夹角，进而使工作压力油通过活塞作用于推杆的作用力分解成两部分，一部分与推杆提供的反作用力抵消、另一部分对空心活塞座盘产生旋转力矩，空心活塞座盘通过定位传动键将旋转力矩作用于筒体，实现驱动筒体进行连续旋转，筒体旋转过程中空心活塞座盘、辐板Ⅰ、辐板Ⅱ、轴承端盖、轴承座、轴承的外圈跟随旋转，而滚筒轴、出油配流法兰定位套、出油配流法兰、空心活塞座盘定位套、轴承的内圈处于静止状态；设置在筒体内部的滚筒驱动装置一方面可以充分利用筒体的内部空间，另一方面采用自滚筒轴轴向进出工作压力油的方式，因此不需设置额外的传动装置安装空间、且便于安装与维护，能够降低生产成本和配套设施的维护成本，特别适用于高瓦斯矿井或者传动装置没有布置空间的带式输送机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是图1的C-C剖视图；

图5是图1的D-D剖视图；

图6是图2的E-E剖视图；

图7是图1中F向视图；

图8是本发明推杆通过偏心圆柱轴段的外柱面提供沿偏心圆柱轴段的轴心径向方向的反作用力结构示意图。

图中：1、橡胶层；2、筒体；3、辐板安装螺栓；4、辐板Ⅰ；5、轴承；6、支撑座；7、滚筒轴定位键；8、总出油口；9、滚筒轴；10、防尘密封；11、轴承端盖；12、轴承座；13、出油配流法兰定位套；14、出油配流法兰安装键；15、出油配流法兰；16、出油配流法兰密封；17、出油配流凹槽；18、分出油通道；19、分出油口；20、空心活塞座盘压环；21、空心活塞座盘定位套；22、活塞密封盖安装螺栓；23、活塞密封盖；24、活塞；25、铰接销；26、活塞密封盖密封；27、分进油口；28、空心活塞座盘；29、推杆；30、分进油通道；31、进油配流轴段密封；32、进油配流凹槽；33、进油配流轴段；34、辐板Ⅱ；37、轴承端盖螺栓；38、总进油口；39、进油管接弯头；40、定位传动键；41、偏心圆柱轴段；42、导向键；43、高压油腔；44、低压油腔；45、进油管；46、进油管接头；47、出油管接头Ⅰ；48、出油管；49、出油管接头Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以图1的左右方向为左右方向进行描述)。

如图1、图2所示，本单驱动液压径向柱塞式传动滚筒包括筒体2、辐板Ⅰ4、辐板Ⅱ34、滚筒轴9；筒体2的外表面敷有橡胶层1，辐板Ⅰ4和辐板Ⅱ34左右对称固定设置在筒体2的内部，辐板Ⅰ4和/或辐板Ⅱ34通过辐板安装螺栓3固定安装在筒体2的内部，辐板Ⅰ4和辐板Ⅱ34的中心位置均固定设有轴承座12，轴承座12内部设有轴承5、外部设有轴承端盖11，轴承端盖11内还设有防尘密封10，轴承端盖11通过轴承端盖螺栓37固定安装在轴承座12上，筒体2通过辐板Ⅰ4、辐板Ⅱ34和轴承座12滚动配合架设安装在滚筒轴9上，滚筒轴9两端通过与其固定连接的支撑座6架设安装在带式输送机的机架上，如图7所示，滚筒轴9与支撑座6之间通过滚筒轴定位键7进行固定连接，滚筒轴9位于辐板Ⅰ4和辐板Ⅱ34之间的轴段上还相邻设有偏心圆柱轴段41和进油配流轴段33，偏心圆柱轴段41与滚筒轴9偏心设置，进油配流轴段33与滚筒轴9同轴设置，进油配流轴段33的外柱面上设有进油配流凹槽32，如图5所示，进油配流凹槽32围绕进油配流轴段33的轴心线走向呈180°设置，即进油配流凹槽32整体呈半圆形凹槽结构，偏心圆柱轴段41的偏心轴中心和滚筒轴9的轴中心之间的连线是整个筒体2的垂直中分线，进油配流凹槽32位于整个筒体2垂直中分线的一侧。

本单驱动液压径向柱塞式传动滚筒还包括设置在筒体2内部的、对应偏心圆柱轴段41设置的滚筒驱动装置，滚筒驱动装置包括出油配流法兰15、空心活塞座盘28、推杆29、活塞24；

出油配流法兰15与滚筒轴9同轴设置、且出油配流法兰15相对于进油配流轴段33相邻设置在偏心圆柱轴段41的另一侧，出油配流法兰15通过出油配流法兰定位套13和出油配流法兰安装键14轴向定位固定安装在滚筒轴9上，出油配流法兰15的外柱面上设有出油配流凹槽17，如图4所示，出油配流凹槽17围绕进油配流轴段33的轴心线走向呈-180°设置，即出油配流凹槽17对应进油配流凹槽32的反走向方向设置，且出油配流凹槽17位于整个筒体2垂直中分线的另一侧，即进油配流凹槽32和出油配流凹槽17相对于整个筒体2的垂直中分线空间对称设置；

空心活塞座盘28通过空心活塞座盘压环20和空心活塞座盘定位套21轴向定位、并周向滑动配合套接架设安装在出油配流法兰15和进油配流轴段33的外柱面上，且空心活塞座盘28与出油配流法兰15和进油配流轴段33的外柱面之间通过出油配流法兰密封16和进油配流轴段密封31密封安装连接，空心活塞座盘28的外圆周面通过定位传动键40与筒体2的内表面固定连接，空心活塞座盘28内对应偏心圆柱轴段41外柱面的位置设有多个活塞腔，活塞腔沿空心活塞座盘28的径向方向设置、且多个活塞腔沿空心活塞座盘28周向方向均布设置，每个活塞腔的顶部均分别设有分进油口27和分出油口19，分进油口27通过分进油通道30与进油配流凹槽32连通连接，分出油口19通过分出油通道18与出油配流凹槽17连通连接；

与活塞腔的内径尺寸配合的活塞24滑移配合设置在活塞腔内；

推杆29的顶端通过铰接销25铰接安装在活塞24的底端面上，推杆29的底端是包括弧形底面的滑靴结构，推杆29的弧形底面与偏心圆柱轴段41的外柱面弧度配合、并贴合在偏心圆柱轴段41的外柱面上，如图2所示，推杆29与偏心圆柱轴段41的外柱面之间的相互作用力的方向是沿偏心圆柱轴段中轴线51与铰接销25的中轴线的连线方向。

滚筒轴9的轴端上设有沿滚筒轴9轴向方向设置的总进油口38、总进油通道、总出油口8、总出油通道，总出油通道与出油配流凹槽17连通连接，总进油通道与进油配流凹槽32连通连接。

本单驱动液压径向柱塞式传动滚筒安装在带式输送机上使用时，将总进油口38和总出油口8分别通过液压管路及液压控制阀与液压泵站连接即可。工作压力油从如图3所示的总进油口38经总进油通道进入进油配流凹槽32后，分流并经各个分进油通道30进入各个活塞腔，如图2所示，偏心圆柱轴段41的偏心轴中心和滚筒轴9的轴中心之间的连线是整个筒体2的垂直中分线，由于进油配流轴段33上的进油配流轴段33的配流作用，位于筒体2垂直中分线后方的所有活塞24(即图2中垂直中分线右侧的所有活塞24)的上腔均与高压液压介质连通，形成高压油腔43，由于出油配流法兰15上的出油配流凹槽17的配流作用，位于筒体2垂直中分线前方的所有活塞24(即图2中垂直中分线左侧的所有活塞24)的上腔均分别通过分出油口19、分出油通道18经出油配流凹槽17、总出油通道与总出油口8连通，形成低压油腔44，低压油腔44内的液压油在活塞24的挤压下回流至液压泵站的液压油箱，各个高压油腔43内的活塞24作用于推杆29的作用力的方向经过滚筒轴9的轴心，而推杆29通过偏心圆柱轴段41的外柱面提供沿偏心圆柱轴段41的轴心径向方向的反作用力，即如图8所示的F1、F2、F3，由于偏心圆柱轴段41的偏心设置，工作压力油通过活塞24作用于推杆29的作用力分解成两部分，一部分与推杆29提供的反作用力抵消、另一部分对空心活塞座盘28产生旋转力矩，空心活塞座盘28通过定位传动键40将旋转力矩作用于筒体2，实现筒体2沿如图2箭头所示的顺时针方向发生旋转。筒体2旋转过程中空心活塞座盘28、辐板Ⅰ4、辐板Ⅱ34、轴承端盖11、轴承座12、轴承5的外圈跟随旋转；而滚筒轴9、出油配流法兰定位套13、出油配流法兰15、空心活塞座盘定位套21、轴承5的内圈处于静止状态；每个活塞腔越过位于偏心圆柱轴段41偏心大端位置的整个筒体2垂直中分线后即变为高压油腔43，每个活塞腔越过位于偏心圆柱轴段41偏心小端位置的整个筒体2垂直中分线后即变为低压油腔44，工作液压油循环流动，实现滚筒2的连续转动。

为了保证活塞腔的工作效率，作为本发明的进一步改进方案，空心活塞座盘28内的活塞腔的数量是三个以上的奇数个数。偏心圆柱轴段41的偏心轴中心和滚筒轴9的轴中心之间的连线是整个筒体2的垂直中分线，活塞腔在经过整个筒体2的垂直中分线时，推杆29与偏心圆柱轴段41的外柱面之间的相互作用力的方向处于与整个筒体2的垂直中分线共线状态，此时由于没有偏心量、因此压力油无法提供空心活塞座盘28的旋转力矩，若采用偶数个活塞腔，则会出现同时有两个活塞腔经过整个筒体2的垂直中分线，而奇数个活塞腔的设置可以使筒体2在旋转过程中只有一个活塞腔的中轴线经过整个筒体2的垂直中分线、而其他的活塞腔的高压油腔43内的压力油提供空心活塞座盘28的旋转力矩，从而实现减少推杆29与偏心圆柱轴段41的外柱面之间的相互作用力的方向处于与整个筒体2的垂直中分线共线状态的活塞腔的数量、实现筒体2的稳固持续旋转。

为了保证活塞24准确沿活塞腔的轴向方向滑移移动，防止因活塞24的周向位移造成推杆29的扭转、进而造成滑靴卡死，作为本发明的进一步改进方案，如图2所示，活塞24与活塞腔内壁之间设有配合设置的导向槽和导向键42，导向槽和导向键42沿活塞腔的轴向方向设置。

为了便于在空心活塞座盘28上加工活塞腔，作为本发明的进一步改进方案，如图1、图2所示，活塞腔是贯穿空心活塞座盘28的通孔结构，且活塞腔的顶端设有通过活塞密封盖安装螺栓22和活塞密封盖密封26密封固定安装的活塞密封盖23。

为了减少功耗、使工作压力油有效被分配至高压油腔43，作为本发明的进一步改进方案，如图2所示，活塞24位于行程上极限位置时，活塞24处于对分进油口27和分出油口19进行封堵的状态，即，筒体2旋转过程中，活塞腔旋转至位于偏心圆柱轴段41偏心大端的位置时，此时活塞24位于行程上极限位置，由于没有偏心量、因此工作压力油无法提供空心活塞座盘28的旋转力矩，而活塞24处于对分进油口27和分出油口19进行封堵的状态，则工作压力油无法进入该活塞腔、而被分配至高压油腔43，从而实现减少功耗。

为了便于总出油通道的加工、充分利用筒体2的内部空间而便于总出油通道与出油配流凹槽17的连接安装，为了便于总进油通道的加工、充分利用筒体2的内部空间而便于总进油通道与进油配流凹槽32的连接安装，如图3所示，作为本发明的进一步改进方案，总出油通道通过出油管接头Ⅰ47、出油管48、出油管接头Ⅱ49与出油配流凹槽17连通连接，出油管接头Ⅰ47和出油管接头Ⅱ49均沿滚筒轴9的径向方向设置；总进油通道通过进油管接弯头39、进油管45、进油管接头46与进油配流凹槽32连通连接，进油管接弯头39的一端沿滚筒轴9的径向方向设置，进油管接头46沿滚筒轴9的轴向方向设置。

分进油通道30和分出油通道18可以采用软管结构、也可以采用设置在空心活塞座盘28内部的通道结构，由于后者可以减少液压油泄漏的概率，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，如图1、图6所示，分进油通道30和分出油通道18是设置在空心活塞座盘28内部的通道结构。

为了减轻重量、降低功耗，作为本发明的进一步改进方案，如图2所示，相邻的两个空心活塞座盘28的活塞腔之间设有镂空的减重工艺孔。

为了能够实现补偿序轴承5在筒体2回转过程中因间隙引起筒体2的各种位移，使得空心活塞座盘28回转过程中不受到由此引起的附加载荷，作为本发明的进一步改进方案，定位传动键40是沿筒体2的轴向方向具有滑移间隙的滑键结构。

为了保证滚筒轴9的整体支撑强度，作为本发明的进一步改进方案，如图3所示，总进油口38和总进油通道设置在对应进油配流轴段33一侧的滚筒轴9的轴段上，总出油口8和总出油通道设置在对应出油配流法兰15一侧的滚筒轴9的轴段上。

本单驱动液压径向柱塞式传动滚筒由于滚筒轴9位于辐板Ⅰ4和辐板Ⅱ34之间的轴段上设有偏心圆柱轴段41，且筒体2内对应偏心圆柱轴段41的位置设有包括空心活塞座盘28、推杆29、活塞24的液压驱动滚筒驱动装置，利用高压油腔43内的工作压力油通过活塞24作用于推杆29，而因偏心圆柱轴段41的偏心设置造成的推杆29的反作用力方向与活塞24的移动方向之间存在夹角，进而使工作压力油通过活塞24作用于推杆29的作用力分解成两部分，一部分与推杆29提供的反作用力抵消、另一部分对空心活塞座盘28产生旋转力矩，空心活塞座盘28通过定位传动键40将旋转力矩作用于筒体2，实现驱动筒体2进行连续旋转，筒体2旋转过程中空心活塞座盘28、辐板Ⅰ4、辐板Ⅱ34、轴承端盖11、轴承座12、轴承5的外圈跟随旋转，而滚筒轴9、出油配流法兰定位套13、出油配流法兰15、空心活塞座盘定位套21、轴承5的内圈处于静止状态；设置在筒体2内部的滚筒驱动装置一方面可以充分利用筒体2的内部空间，另一方面采用自滚筒轴9轴向进出工作压力油的方式，因此不需设置额外的传动装置安装空间、且便于安装与维护，能够降低生产成本和配套设施的维护成本，特别适用于高瓦斯矿井或者传动装置没有布置空间的带式输送机。