[發明專利]盾構機雙區式分流輸出風冷內擺線減速箱

在審

• 申請號: 201510880460.2
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105387141A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 吳聲震
• 申請（專利權）人: 陳偉
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;E21D9/093
• 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，一種盾構機雙區式分流輸出風冷內擺線減速箱。

本發明在減速箱輸出傳動齒輪與盾構機刀盤大齒圈之間引入了兩只分流齒輪，使減速箱承載力提高一倍，因而可減半裝配，節省了一筆可觀的進口三級行星減速器的外匯支出。

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，一種盾構機雙區式分流輸出風冷內擺線減速箱，其目的是：可減半裝配減速箱；提高熱功率；可定期清除潤滑油中的鐵質粉末，延長使用壽命及油溫傳感器實現油溫報警。

本發明采用單級擺線取代三級行星減速的有益效果是縮短軸向尺寸、結構簡單、成本降低。理論依據是：《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。

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。”

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。”

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擺線齒圈，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，其有益效果是，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)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；

(技術方案五)傳動齒輪與兩側分流齒輪嚙合，分流齒輪與回轉刀盤大型內齒圈嚙合。本發明所采用的技術方案的理論依據如下：