[實(shí)用新型]一種機(jī)電液復(fù)合式隧道掘進(jìn)機(jī)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220677746.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN202971771U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏靜;涂文平;孫偉;王慶國(guó);丁鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16H3/72
• 分類號(hào): F16H3/72;E21D9/08
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所 21208
• 代理人: 徐淑東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)械設(shè)別領(lǐng)域，特別是一種隧道掘進(jìn)機(jī)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隧道掘進(jìn)機(jī)是隧道掘進(jìn)施工中的主要施工機(jī)械，由于隧道掘進(jìn)施工具有安全、可靠、環(huán)境影響小、勞動(dòng)強(qiáng)度低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在城市軌道、水利、市政工程、礦山、公路、鐵路隧道等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。由于隧道掘進(jìn)機(jī)經(jīng)常在復(fù)雜、惡劣的工作環(huán)境下施工，所以對(duì)隧道掘進(jìn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)要求較高，要求其能夠經(jīng)受住重載荷和大沖擊，并且具備大功率、低速大扭矩輸出等功能；而這些要求對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的材質(zhì)、制造和加工相應(yīng)的要求也較高。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為隧道掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分，對(duì)于隧道掘進(jìn)的性能有重要影響。現(xiàn)有技術(shù)中，隧道掘進(jìn)機(jī)為適應(yīng)不同的工作環(huán)境，需要實(shí)現(xiàn)多種輸出狀態(tài)以及具有低速、大扭矩等特點(diǎn)。普遍的方法是，為了應(yīng)對(duì)工作過程中刀盤遇到土石阻力矩突然增大甚至塌陷等情況，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常工作時(shí)較低功率運(yùn)行，脫困情況下采用較大的驅(qū)動(dòng)功率運(yùn)行，采用多個(gè)變速系統(tǒng)和多個(gè)動(dòng)力輸入共同驅(qū)動(dòng)刀盤，而為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)大的傳動(dòng)比，常常采用多級(jí)行星減速器。

中國(guó)專利文件CN?101413566A提出一種盾構(gòu)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三級(jí)行星減速器，該減速器由輸入行星輪齒輪副、中間行星齒輪副和輸出行星齒輪副組成，輸入行星輪齒輪副由太陽(yáng)輪輸入，行星架輸出，帶動(dòng)中間行星齒輪副的太陽(yáng)輪，同樣是中間級(jí)的行星架輸出帶動(dòng)輸出級(jí)的太陽(yáng)輪，最后由輸出級(jí)的行星架輸出動(dòng)力。這種減速器實(shí)際工作時(shí)電機(jī)處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，不能充分利用電機(jī)功率。中國(guó)專利文件CN?101769155A提出一種盾構(gòu)機(jī)雙驅(qū)動(dòng)行星變速傳動(dòng)系統(tǒng)，具有雙輸入單輸出的特點(diǎn)，由輸入差動(dòng)結(jié)構(gòu)和輸出的封閉結(jié)構(gòu)組成，雖然保證了電機(jī)額定功率工作以及脫困等問題，但是在傳統(tǒng)形式上添加的輔助機(jī)械傳動(dòng)裝置存在著滯后、沖擊以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、增大體積等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的是針對(duì)現(xiàn)有隧道掘進(jìn)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的不足，采用電機(jī)、液壓馬達(dá)雙輸入差動(dòng)結(jié)構(gòu)以及兩級(jí)行星齒輪副傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)。正常工作時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓馬達(dá)制動(dòng)，電機(jī)額定功率輸出，當(dāng)出現(xiàn)土石阻力矩過大甚至塌陷時(shí)，電機(jī)、液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)隧道掘進(jìn)機(jī)脫困，在保證電機(jī)額定功率輸出的同時(shí)，液壓馬達(dá)可以快速、平穩(wěn)的輸出較大的扭矩，液壓馬達(dá)還具有體積小、功率重量比大、便于布局、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型保證了隧道掘進(jìn)機(jī)在惡劣環(huán)境下正常工作并實(shí)現(xiàn)低速、大扭矩輸出。

一種機(jī)電液復(fù)合式隧道掘進(jìn)機(jī)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括動(dòng)力裝置、動(dòng)力輸入機(jī)構(gòu)和變速傳動(dòng)系統(tǒng)。

所述動(dòng)力裝置為雙輸入動(dòng)力裝置，包括動(dòng)力輸入組件電機(jī)和動(dòng)力輸入組件液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的輸出端設(shè)置制動(dòng)裝置。

所述動(dòng)力輸入機(jī)構(gòu)為差動(dòng)式行星輪系包括：輸入級(jí)太陽(yáng)輪軸、輸入級(jí)行星輪、輸入軸、雙列圓柱滾子軸承、輸入級(jí)齒圈、輸入外齒輪、行星架，所述輸入級(jí)齒圈設(shè)有內(nèi)齒和外齒，輸入級(jí)太陽(yáng)輪軸與輸入級(jí)行星輪外嚙合，輸入級(jí)行星輪和輸入級(jí)齒圈的內(nèi)齒嚙合，輸入外齒輪與輸入級(jí)齒圈的外齒嚙合，雙列圓柱滾子軸承與行星輪支承軸軸向固定，行星輪支承軸與行星架軸孔過盈配合連接。

所述動(dòng)力輸入組件電機(jī)通過聯(lián)軸器連接輸入級(jí)太陽(yáng)輪軸；液壓馬達(dá)通過聯(lián)軸器連接輸入軸。

所述變速傳動(dòng)系統(tǒng)還包括動(dòng)力傳遞及輸出機(jī)構(gòu)，差動(dòng)式行星輪系的行星架連接下一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力輸入軸。

所述動(dòng)力傳遞及輸出機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力傳遞的中間級(jí)和動(dòng)力輸出的輸出級(jí)，所述動(dòng)力傳遞的行星齒輪副中間級(jí)包括球軸承、行星架、行星輪支承軸、中間級(jí)行星輪、中間級(jí)齒圈、中間級(jí)太陽(yáng)輪軸，中間級(jí)太陽(yáng)輪齒輪軸與在圓周平均分布的三個(gè)中間級(jí)行星輪嚙合，中間級(jí)行星輪與中間級(jí)齒圈內(nèi)嚙合；中間級(jí)太陽(yáng)輪軸將動(dòng)力傳遞給中間級(jí)行星輪，中間級(jí)行星輪驅(qū)動(dòng)連接行星架轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述動(dòng)力輸出的輸出級(jí)包括輸出級(jí)齒圈行星輪支承軸、輸出級(jí)行星輪、輸出級(jí)太陽(yáng)輪軸、輸出級(jí)行星架；輸出級(jí)太陽(yáng)輪軸與在圓周平均分布的三個(gè)輸出級(jí)行星輪嚙合，輸出級(jí)行星輪與輸出級(jí)齒圈內(nèi)嚙合，輸出級(jí)行星輪帶動(dòng)行星架轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述每臺(tái)減速器由1臺(tái)電機(jī)和至少一個(gè)液壓馬達(dá)共同驅(qū)動(dòng)。

有益效果：一、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力輸入采用了電機(jī)、液壓馬達(dá)雙驅(qū)動(dòng)差動(dòng)輸入的形式，通過改變電機(jī)及液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)形式，可以得到兩種輸出工況，能夠保證隧道掘進(jìn)機(jī)正常工作及脫困；二、相較于機(jī)械傳動(dòng)形式，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)快速、平穩(wěn)，并且比較容易獲得大的扭矩，還具有體積小、功率重量比大、便于布局、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為機(jī)電液復(fù)合式隧道掘進(jìn)機(jī)減速器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為機(jī)電液復(fù)合式隧道掘進(jìn)機(jī)減速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖；