[發明專利]土壓平衡盾構機分流輸出式水冷擺線減速箱

在審

• 申請號: 201510909791.4
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105546049A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 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;F16H57/04;F16H57/023;E21D9/08
• 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分流輸出式水冷擺線減速箱。

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，節省了一筆可觀的三級行星減速器外匯支出。

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，一種土壓平衡盾構 機分流輸出式水冷擺線減速箱，其目的是：可減半裝配減速箱；提高熱功率及可定期清除潤 滑油中的鐵質粉末，延長使用壽命。

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)內圓筒輸入端與大端蓋連接一體，立式機座的兩側法蘭圈分別與內圓筒外 法蘭圈及大端蓋圓環面連接緊固，從而圍接成密閉的夾層，立式機座頂部設有進水口，底部 設有出水口，將循環水引入箱體密閉夾層冷卻，密閉夾層冷卻容量大、散熱面積遍及整個箱 體、調節方便、可靠性高、成本低，提高熱功率的效果遠優于外淋式；

(技術方案二)內圓筒輸出端內孔用第二、三軸承支承輸出軸，內圓筒的輸入端內孔連 接針齒殼，因而嚙合區是力的作用區；

(技術方案三)大端蓋底部設有蝶閥，蝶閥包括閥桿與圓筒閥體，閥桿連接的圓形蝶板 可在圓筒閥體圓形通道中轉動實現開、閉，圓筒閥體的端部連接可拆卸油杯，油杯內有磁性 物，可定期將混在潤滑油中的鐵質粉末取出；

(技術方案四)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：