[發(fā)明專利]盾構(gòu)機(jī)雙區(qū)式分流輸出風(fēng)冷擺線減速箱

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510880592.5
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN105387144A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳聲震
• 申請（專利權(quán)）人: 陳偉
• 主分類號(hào): F16H1/32
• 分類號(hào): F16H1/32;E21D9/093
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壓平衡盾構(gòu)機(jī)專用減速技術(shù)領(lǐng)域，是《土壓平衡盾構(gòu)機(jī)擺線減速器》ZL201110091247.5的改進(jìn)，一種盾構(gòu)機(jī)雙區(qū)式分流輸出風(fēng)冷擺線減速箱。

本發(fā)明在減速箱輸出傳動(dòng)齒輪與盾構(gòu)機(jī)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(jié)省了一筆可觀的進(jìn)口三級(jí)行星減速器的外匯支出。

背景技術(shù)

國家863“全斷面掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)”子課題《土壓平衡盾構(gòu)機(jī)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(gòu)機(jī)是當(dāng)前世界上最先進(jìn)隧道施工機(jī)械，而《減速器》則是盾構(gòu)機(jī)的核心部件，我國長期依賴進(jìn)口。土壓平衡盾構(gòu)機(jī)價(jià)格幾千萬，常年在戶外惡劣環(huán)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(gòu)機(jī)大功率減速器》采用的三級(jí)行星串聯(lián)結(jié)構(gòu)，國外產(chǎn)品的輕量化程度遠(yuǎn)高于國內(nèi)現(xiàn)有行星減速器。例如，某公司承擔(dān)的《土壓平衡盾構(gòu)機(jī)大功率減速器》國家863計(jì)劃(2007～2010)，其結(jié)構(gòu)與參數(shù)仿自國外產(chǎn)品：第一級(jí)25-20-65、第二級(jí)27-21-69、第三級(jí)24-24-72，輸出轉(zhuǎn)速n＝10.64rpm、輸出扭矩T＝76237Nm，樣機(jī)外型Φ570×900、重量1012kg，分別為NBD-560型二級(jí)行星減速器的61％與55％(見于重慶大學(xué)博士論文《基于土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的大功率減速器數(shù)值仿真分析》)。

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

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是《土壓平衡盾構(gòu)機(jī)擺線減速器》ZL201110091247.5的改進(jìn)，一種盾構(gòu)機(jī)雙區(qū)式分流輸出風(fēng)冷擺線減速箱，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(zhì)粉末，延長使用壽命及油溫傳感器實(shí)現(xiàn)油溫報(bào)警。

本發(fā)明采用單級(jí)擺線取代三級(jí)行星減速的有益效果是縮短軸向尺寸、結(jié)構(gòu)簡單、成本降低。理論依據(jù)是：《齒輪手冊》(上)8-3頁：擺線η＝0.93～0.95；朱孝錄《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)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(fā)現(xiàn)，我的發(fā)明《土壓平衡盾構(gòu)機(jī)擺線減速器》ZL201110091247.5忽視了一個(gè)最重要的《熱功率》問題，發(fā)明專利中沒有涉及解決減速器熱功率的技術(shù)方案，論文《土壓平衡盾構(gòu)行星減速器熱平衡分析及溫升控制研究》(15頁)指出：

“盾構(gòu)機(jī)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(chǎn)生的熱量不能及時(shí)耗散到周圍環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致潤滑油溫過高，使齒輪膠合失效。”

論文63頁：“土壓平衡盾構(gòu)行星減速器處于封閉空間，采用何種方法將產(chǎn)生的熱及時(shí)耗散掉，對(duì)保證盾構(gòu)機(jī)正常運(yùn)行具有重要意義。”

為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明專利的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

(技術(shù)方案一)內(nèi)圓筒為雙區(qū)式薄壁圓筒，包括嚙合區(qū)與非嚙合區(qū)，其中嚙合區(qū)從立式機(jī)座1輸入端裝進(jìn)，嚙合區(qū)法蘭圈與立式機(jī)座內(nèi)法蘭圈連接，非嚙合區(qū)置于立式機(jī)座之外，非嚙合區(qū)的圓環(huán)壁與立式機(jī)座外法蘭圈連接，立式機(jī)座內(nèi)表面與嚙合區(qū)外表面圍接成密閉的夾層，立式機(jī)座頂部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，立式機(jī)座的底部設(shè)有出風(fēng)口，嚙合區(qū)的內(nèi)徑比非嚙合區(qū)的內(nèi)徑小30mm～60mm，將盾構(gòu)機(jī)供風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)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(yuǎn)優(yōu)于外吹式；

(技術(shù)方案二)雙區(qū)式薄壁圓筒嚙合區(qū)輸出端中心孔內(nèi)用第二、三軸承支承輸出軸，嚙合區(qū)的輸入端內(nèi)孔連接針齒殼，因而嚙合區(qū)是力的作用區(qū)，雙區(qū)式薄壁圓筒的油池在嚙合區(qū)與非嚙合區(qū)內(nèi)腔交接處形成落差，落差的有益效果是，傳動(dòng)件嚙合區(qū)中混入潤滑油的鐵屑、細(xì)小雜質(zhì)會(huì)從嚙合區(qū)油池源源不斷“滑入”非嚙合區(qū)的油池中，非嚙合區(qū)輸入端連接大端蓋；

(技術(shù)方案三)雙區(qū)式薄壁圓筒的非嚙合區(qū)底部設(shè)有蝶閥，蝶閥包括閥桿與非嚙合區(qū)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(zhuǎn)動(dòng)，圓形通道的端部設(shè)有油杯，油杯內(nèi)有磁性物，轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿-圓形蝶板，可定期將混在潤滑油中的鐵質(zhì)粉末取出；

(技術(shù)方案四)非嚙合區(qū)內(nèi)設(shè)有油溫傳感器，監(jiān)管人員隨時(shí)了解減速箱油溫變化；

(技術(shù)方案五)傳動(dòng)齒輪與兩側(cè)分流齒輪嚙合，分流齒輪與回轉(zhuǎn)刀盤大型內(nèi)齒圈嚙合。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案的理論依據(jù)如下：