[發明專利]土壓平衡盾構機雙區式風冷少齒差減速箱

在審

• 申請號: 201510872401.0
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105443731A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 吳聲震
• 申請（專利權）人: 陳偉
• 主分類號: F16H57/02
• 分類號: F16H57/02;F16H57/021;F16H57/027;F16H57/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及土壓平衡盾構機專用減速技術領域，是《土壓平衡盾構機擺線減速器》ZL201110091247.5的改進，一種土壓平衡盾構機雙區式風冷少齒差減速箱。

背景技術

國家863“全斷面掘進機關鍵技術”子課題《土壓平衡盾構機大功率減速器》，長期以來掌握在德國海瑞克、維爾特、美國羅賓斯和日本三菱等公司手中。

土壓平衡盾構機是當前世界上最先進隧道施工機械，而《減速器》則是盾構機的核心部件，我國長期依賴進口。土壓平衡盾構機價格幾千萬，常年在戶外惡劣環境中工作，因此與之配套減速器的最大困難在于必須使用可靠、壽命長及高度輕量化(小體積、大扭矩)。

國外《土壓平衡盾構機大功率減速器》采用的三級行星串聯結構，國外產品的輕量化程度遠高于國內現有行星減速器。例如，某公司承擔的《土壓平衡盾構機大功率減速器》國家863計劃(2007～2010)，其結構與參數仿自國外產品：第一級25-20-65、第二級27-21-69、第三級24-24-72，輸出轉速n＝10.64rpm、輸出扭矩T＝76237Nm，樣機外型Φ570×900、重量1012kg，分別為NBD-560型二級行星減速器的61％與55％(見于重慶大學博士論文《基于土壓平衡盾構機的大功率減速器數值仿真分析》)。

本發明人的發明專利《土壓平衡盾構機擺線減速器》ZL201110091247.5比之國家863項目《用于土壓平衡盾構機的大功率三級行星減速器》(200810231114.1)，其有益效果是：軸向尺寸比三級行星減速器縮短45～55％、制造成本低。

發明內容

本發明是《土壓平衡盾構機擺線減速器》ZL201110091247.5的改進，一種土壓平衡盾構機風冷少齒差減速箱，其目的是為了：提高熱功率、可定期清除潤滑油中的鐵質粉末，延長使用壽命及采用油溫傳感器實現油溫報警。

單級擺線減速可以取代三級減速，理論依據：

《齒輪手冊》(上)8-3頁：擺線η＝0.93～0.95；朱孝錄《齒輪傳動設計手冊》6頁、《齒輪手冊》上1-12頁：擺線效率η＝0.9～0.98≈0.94；其價值在于：結構簡單、成本降低。

研究發現，我的發明《土壓平衡盾構機擺線減速器》ZL201110091247.5忽視了一個最重要的《熱功率》問題，發明專利中沒有涉及解決減速器熱功率的技術方案，論文《土壓平衡盾構行星減速器熱平衡分析及溫升控制研究》(15頁)指出：

“盾構機行星減速器傳遞功率大，體積小，且在封閉的地下施工，散熱條件差，若產生的熱量不能及時耗散到周圍環境中，會導致潤滑油溫過高，使齒輪膠合失效?！?/p>

論文63頁：“土壓平衡盾構行星減速器處于封閉空間，采用何種方法將產生的熱及時耗散掉，對保證盾構機正常運行具有重要意義?！?!-- SIPO -->

為了實現發明專利的目的，本發明采用如下技術方案：

本發明采用如下技術方案：

(技術方案一)內圓筒為雙區式薄壁圓筒，包括嚙合區與非嚙合區，其中嚙合區從立式機座1輸入端裝進，嚙合區法蘭圈與立式機座內法蘭圈連接，非嚙合區置于立式機座之外，非嚙合區的圓環壁與立式機座外法蘭圈連接，立式機座內表面與嚙合區外表面圍接成密閉的夾層，立式機座頂部設有進風口，立式機座的底部設有出風口，嚙合區的內徑比非嚙合區的內徑小30mm～60mm，將盾構機供風系統的風引入箱體密閉夾層，密閉夾層冷卻容量大，提高熱功率的效果遠優于外吹式；

(技術方案二)雙區式薄壁圓筒嚙合區輸出端中心孔內用第二、三軸承支承輸出軸，嚙合區的輸入端內孔連接內齒圈，因而嚙合區是力的作用區，雙區式薄壁圓筒的油池在嚙合區與非嚙合區內腔交接處形成落差，落差的有益效果是，傳動件嚙合區中混入潤滑油的鐵屑、細小雜質會從嚙合區油池源源不斷“滑入”非嚙合區的油池中，非嚙合區輸入端連接大端蓋；

(技術方案三)雙區式薄壁圓筒的非嚙合區底部設有蝶閥，蝶閥包括閥桿與非嚙合區底部的圓形通道，閥桿上連接的圓形蝶板可在圓形通道中轉動，圓形通道的端部設有油杯，油杯內有磁性物，轉動閥桿-圓形蝶板，可定期將混在潤滑油中的鐵質粉末取出；

(技術方案四)雙區式薄壁圓筒的非嚙合區內設有油溫傳感器，監管人員隨時了解減速箱油溫變化。

本發明所采用的技術方案的理論依據如下：

(A)博士論文《土壓平衡盾構行星減速器熱平衡分析及溫升控制研究》為風冷卻提高熱功率提供了理論依據。論文指出：