CN115492918A - 齿轮箱、输送机及自卸砂船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及齿轮箱技术领域，涉及一种齿轮箱、输送机及自卸砂船。齿轮箱包括箱体、扭矩传感器和设置于箱体内的主轴、低速轴、第一液压离合器、第二液压离合器、第一输出轴和第二输出轴，主轴分别与第一输出轴和第二输出轴同步传动连接。扭矩传感器用于检测主轴的负载值。第一液压离合器与第二液压离合器根据负载值的大小择一闭合。驱动件的输出端能够通过闭合的第一液压离合器与主轴传动连接；或者，驱动件的输出端能够通过脱开的第一液压离合器的外壳、闭合的第二液压离合器、低速轴与主轴依次传动连接。输送机及自卸砂船采用上述齿轮箱，在主轴的负载增大时使第一输出轴和第二输出轴低速转动，从而与负载相匹配，并保证两个输出轴的同步性。

Description

齿轮箱、输送机及自卸砂船

技术领域

本发明涉及齿轮箱技术领域，尤其涉及一种齿轮箱、输送机及自卸砂船。

背景技术

随着世界航海业的不断发展，挖泥船与自卸砂船相配套，以完成航道疏浚、港口扩深作业。自卸砂船中运输砂石的输送机的效率直接决定了自卸砂船的工作效率。

目前，自卸砂船的输送机采用两个主动辊同时驱动传送带运转，以实现砂石的转运。两个独立的齿轮箱分别驱动两个主动辊转动，不仅使得输送机的驱动机构(驱动件与齿轮箱)结构复杂，且两个主动辊的同步性较差，导致两个主动辊的负载不均匀。同时，每个独立的齿轮箱只有单一的固定速比，不能根据传送带运输的砂石量实时调节输出扭矩，增加了驱动机构中驱动件(一般为发动机)的负载。

因此，亟需一种齿轮箱、输送机及自卸砂船来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮箱、输送机及自卸砂船，以简化驱动机构的结构，提高两个主动辊的同步性，同时根据负载变化实时调节齿轮箱的输出扭矩，以实现输出扭矩与负载自动匹配。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

齿轮箱，包括：

箱体和设置于所述箱体内的主轴、低速轴、第一液压离合器、第二液压离合器、第一输出轴和第二输出轴，所述主轴分别与所述第一输出轴和所述第二输出轴同步传动连接；以及

扭矩传感器，被配置为检测所述主轴的负载值；所述第一液压离合器与所述第二液压离合器根据所述负载值的大小择一闭合；驱动件的输出端能够通过闭合的所述第一液压离合器与所述主轴传动连接；或者，所述驱动件的输出端能够通过脱开的所述第一液压离合器的外壳、闭合的所述第二液压离合器、所述低速轴与所述主轴依次传动连接。

作为优选方案，所述齿轮箱还包括：

第一中间轴和第二中间轴，所述主轴、所述第一中间轴与所述第一输出轴依次啮合传动连接；所述主轴、所述第二中间轴与所述第二输出轴依次啮合传动连接。

作为优选方案，所述齿轮箱还包括：

变向轴，位于所述第一中间轴与所述第一输出轴之间，所述第一中间轴、所述变向轴与所述第一输出轴依次啮合传动连接；或者，位于所述第二中间轴与所述第二输出轴之间，所述第二中间轴、所述变向轴与所述第二输出轴依次啮合传动连接，以使所述第一输出轴与所述第二输出轴的旋向相反。

作为优选方案，所述主轴、第一中间轴、第二中间轴与所述变向轴位于所述箱体内的第一水平面，且所述第一中间轴与第二中间轴分别位于所述主轴的两侧；所述低速轴、所述第一输出轴与第二输出轴位于所述箱体内的第二水平面，且所述第一输出轴与第二输出轴分别位于所述低速轴的两侧。

作为优选方案，所述齿轮箱还包括液压系统，所述液压系统包括并联的润滑油路和工作油路，所述润滑油路用于所述箱体内的润滑，所述工作油路能够控制所述第一液压离合器与所述第二液压离合器的闭合与脱开。

作为优选方案，所述液压系统还包括：

电磁换向阀，安装于所述工作油路中且被配置为能够分别控制所述第一液压离合器与所述第二液压离合器的闭合与脱开。

作为优选方案，所述液压系统还包括：

调压阀，安装于所述润滑油路中且被配置为调节所述工作油路与所述润滑油路内的压力，以使所述润滑油路内的压力值小于所述工作油路内的压力值。

作为优选方案，所述第一液压离合器的外壳设置有第一同步齿轮，所述第二液压离合器的外壳设置有第二同步齿轮，所述第一同步齿轮与所述第二同步齿轮啮合传动。

输送机，包括上述的齿轮箱。

自卸砂船，包括上述的输送机。

本发明的有益效果为：

本发明提出的齿轮箱，通过扭矩传感器实时检测主轴的负载，当扭矩传感器检测的负载值增大时，第一液压离合器脱开且第二液压离合器闭合，第一液压离合器的外壳与第二液压离合器的外壳啮合传动，驱动件的输出端与第一液压离合器的外壳、第二液压离合器、低速轴与主轴依次传动连接，从而使第一输出轴和第二输出轴低速转动，使得齿轮箱的输出扭矩自动与负载相匹配，从而使得驱动机构中的驱动件保持恒定状态连续工作。同时，由于主轴分别与第一输出轴和第二输出轴同步传动连接，使得同一齿轮箱集成有两个输出轴，减少了齿轮箱的数量，提高了齿轮箱的集成度，而且能够保证第一输出轴和第二输出轴具有较高的同步性。

本发明提出的输送机包括上述的齿轮箱，能够在主轴的负载增大时使第一输出轴和第二输出轴低速转动，使得齿轮箱的输出扭矩自动与负载相匹配，从而使得驱动机构中的驱动件保持恒定状态连续工作。同时，由于主轴分别与第一输出轴和第二输出轴同步传动连接，使得同一齿轮箱集成有两个输出轴，减少了齿轮箱的数量，提高了齿轮箱的集成度，而且能够保证第一输出轴和第二输出轴具有较高的同步性。

本发明提出的自卸砂船包括上述的输送机，能够在主轴的负载增大时使第一输出轴和第二输出轴低速转动，使得齿轮箱的输出扭矩自动与负载相匹配，从而使得驱动机构中的驱动件保持恒定状态连续工作。同时，由于主轴分别与第一输出轴和第二输出轴同步传动连接，使得同一齿轮箱集成有两个输出轴，减少了齿轮箱的数量，提高了齿轮箱的集成度，而且能够保证第一输出轴和第二输出轴具有较高的同步性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的齿轮箱的主视图；

图2是本发明实施例提供的齿轮箱的纵截面剖视图；

图3是本发明实施例提供的液压系统的结构分布示意图。

图中部件名称和标号如下：

100、输出端；

1、箱体；2、主轴；21、第二齿轮；22、第三齿轮；3、低速轴；31、第一齿轮；4、第一液压离合器；41、第一同步齿轮；5、第二液压离合器；51、第二同步齿轮；

6、第一输出轴；7、第二输出轴；8、扭矩传感器；9、第一中间轴；10、第二中间轴；11、变向轴；

12、润滑油路；13、工作油路；14、泵体；15、调压阀；16、电磁换向阀。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

自卸砂船能够与挖泥船配套使用，自卸砂船中的输送机装载并运输挖泥船挖出的砂石、泥沙等。目前，输送机包括驱动机构、辊筒和传送带，辊筒具有两个主动辊和多个从动辊，传送带依次绕设于多个辊筒上。需要注意的是，两个主动辊的旋向相反，传送带呈S型绕设于两个主动辊上，以避免传送带在两个主动辊之间发生打滑，提高了传送带的稳定性。

目前，驱动机构包括驱动件(一般为发动机)和两个齿轮箱，发动机通过两个齿轮箱分别驱动两个主动辊转动。现有的驱动机构结构复杂，且两个主动辊的同步性较差，导致两个主动辊的负载不均匀。同时，独立的两个齿轮箱只有单一的固定速比，不能根据传送带运输的砂石量实时调节输出扭矩，增加了发动机的负载。

为解决上述问题，如图1和图2所示，本实施例提出了一种齿轮箱，齿轮箱包括箱体1、扭矩传感器8和设置于箱体1内的主轴2、低速轴3、第一液压离合器4、第二液压离合器5、第一输出轴6和第二输出轴7，主轴2分别与第一输出轴6和第二输出轴7同步传动连接。扭矩传感器8用于检测主轴2的负载值，以实时检测驱动机构(发动机)的负载。第一液压离合器4与第二液压离合器5根据负载值的大小择一闭合。驱动件的输出端100能够通过闭合的第一液压离合器4与主轴2传动连接；或者，驱动件的输出端100能够通过脱开的第一液压离合器4的外壳、闭合的第二液压离合器5、低速轴3与主轴2依次传动连接。

需要说明的是，当负载值小于等于设定值时，第一液压离合器4闭合且第二液压离合器5脱开，主轴2正常转动。当负载值大于设定值时，第一液压离合器4脱开且第二液压离合器5闭合，主轴2低速转动，以增大扭矩。上述负载的设定值的大小可以根据输送机的工况灵活调整，在此不作具体限定。

当负载值小于等于设定值时，第一液压离合器4闭合且第二液压离合器5脱开，驱动件的输出端100能够通过第一液压离合器4与主轴2传动连接。当负载值大于设定值时，第一液压离合器4脱开且第二液压离合器5闭合，第一液压离合器4的外壳与第二液压离合器5的外壳啮合传动，驱动件的输出端100能够与第一液压离合器4的外壳、第二液压离合器5、低速轴3与主轴2依次传动连接，从而使第一输出轴6和第二输出轴7低速转动，使得齿轮箱的输出扭矩自动与负载相匹配，从而使发动机保持恒定状态连续工作，有利于提升发动机的燃油效率，节能降耗，并能够延长发动机的使用寿命。

同时，由于主轴2分别与第一输出轴6和第二输出轴7同步传动连接，使得同一齿轮箱集成有两个输出轴，即同一个齿轮箱同时控制两个主动辊的转动，减少了齿轮箱的数量，提高了齿轮箱的集成度，而且能够保证第一输出轴6和第二输出轴7具有较高的同步性。

如图1所示，齿轮箱还包括第一中间轴9和第二中间轴10，主轴2、第一中间轴9与第一输出轴6依次啮合传动连接。主轴2、第二中间轴10与第二输出轴7依次啮合传动连接。同时设置第一中间轴9和第二中间轴10能够实现主轴2分别与第一输出轴6和第二输出轴7之间保持特定的传动比。

进一步地，齿轮箱还包括变向轴11，变向轴11位于第二中间轴10与第二输出轴7之间，第二中间轴10、变向轴11与第二输出轴7依次啮合传动连接，以使第一输出轴6与第二输出轴7的旋向相反。在其他实施例中，变向轴11还可以位于第一中间轴9与第一输出轴6之间，第一中间轴9、变向轴11与第一输出轴6依次啮合传动连接，同样可以使第一输出轴6与第二输出轴7的旋向相反。

需要说明的是，本实施例的主轴2、低速轴3、第一输出轴6、第二输出轴7、第一中间轴9、第二中间轴10及变向轴11均为齿轮轴并通过齿轮啮合配合。具体地，主轴2上设置有第二齿轮21和第三齿轮22，低速轴3上设置有第一齿轮31。第一液压离合器4的外壳设置有第一同步齿轮41，第二液压离合器5的外壳设置有第二同步齿轮51，第一同步齿轮41与第二同步齿轮51啮合传动。

为了便于理解，本实施例的齿轮箱的动力传输路径为：

当主轴2(即输送机的发动机)的负载小于等于设定值时，第一液压离合器4闭合且第二液压离合器5脱开，驱动件的输出端100通过第一液压离合器4驱动主轴2转动，主轴2上的第三齿轮22分别与第一中间轴9和第二中间轴10啮合传动，第一中间轴9与第一输出轴6啮合传动，第一输出轴6带动一个主动辊转动。第二中间轴10与变向轴11啮合传动，变向轴11与第二输出轴7啮合传动，第二输出轴7带动另一个主动辊同步转动，且第一输出轴6与第二输出轴7的旋向相反，即两个主动辊同步转动且旋向相反。

当主轴2(即输送机的发动机)的负载大于设定值时，第一液压离合器4脱开且第二液压离合器5闭合，驱动件的输出端100与第一液压离合器4的外壳传动连接，第一液压离合器4的第一同步齿轮41与第二液压离合器5的第二同步齿轮51啮合传动，第二液压离合器5与低速轴3传动连接，低速轴3的第一齿轮31与主轴2的第二齿轮21啮合传动，主轴2上的第三齿轮22分别与第一中间轴9和第二中间轴10啮合传动，第一中间轴9与第一输出轴6啮合传动，第一输出轴6带动一个主动辊转动。第二中间轴10与变向轴11啮合传动，变向轴11与第二输出轴7啮合传动，第二输出轴7带动另一个主动辊同步转动，且第一输出轴6与第二输出轴7的旋向相反，即两个主动辊同步转动且旋向相反。

如图1所示，主轴2、第一中间轴9、第二中间轴10与变向轴11位于箱体1内的第一水平面，且第一中间轴9与第二中间轴10分别位于主轴2的两侧。低速轴3、第一输出轴6与第二输出轴7位于箱体1内的第二水平面，且第一输出轴6与第二输出轴7分别位于低速轴3的两侧，从而优化了箱体1内各个齿轮轴的布局，使得多个齿轮轴能够紧凑地安装于箱体1内，提高了箱体1内的空间利用率。

如图3所示，本实施例的齿轮箱还包括液压系统，液压系统包括并联的润滑油路12和工作油路13，润滑油路12用于箱体1内的润滑，以保证箱体1内各个齿轮啮合位置具有良好的润滑效果，实现各个齿轮轴之间稳定地动力传输。工作油路13能够控制第一液压离合器4与第二液压离合器5的闭合与脱开。上述润滑油路12和工作油路13均为现有技术，可以根据实际情况灵活布置润滑油路12和工作油路13的路径及配套的阀体、泵体14、冷却器及过滤器等，在此不再进行赘述。

具体地，液压系统还包括电磁换向阀16，电磁换向阀16安装于工作油路13中，电磁换向阀16能够分别控制第一液压离合器4与第二液压离合器5的闭合与脱开。本实施例的电磁换向阀16优选为三位四通电磁换向阀，以使第一液压离合器4与第二液压离合器5的工作状态相反，工作状态是指闭合状态和脱开状态。

需要说明的是，工作油路13内的压力值远大于润滑油路12内的压力值，以保证第一液压离合器4与第二液压离合器5正常闭合与脱开。因此，液压系统还包括调压阀15，调压阀15安装于润滑油路12中，调压阀15能够调节工作油路13和润滑油路12内的压力，以使润滑油路12内的压力值小于工作油路13内的压力值。调压阀15优选为二级压力调节阀，二级压力调节阀为现有技术，对于其结构和调压过程不再进行赘述。

本实施例还提出了一种输送机，输送机通过采用上述的齿轮箱能够使齿轮箱的输出扭矩自动与负载相匹配。同时使得同一齿轮箱集成有两个输出轴，减少了齿轮箱的数量，提高了齿轮箱的集成度，而且能够保证第一输出轴6和第二输出轴7具有较高的同步性。

本实施例还提出了一种自卸砂船，自卸砂船通过采用上述的输送机能够使齿轮箱的输出扭矩自动与负载相匹配。同时使得同一齿轮箱集成有两个输出轴，减少了齿轮箱的数量，提高了齿轮箱的集成度，而且能够保证第一输出轴6和第二输出轴7具有较高的同步性。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.齿轮箱，其特征在于，包括：

箱体(1)和设置于所述箱体(1)内的主轴(2)、低速轴(3)、第一液压离合器(4)、第二液压离合器(5)、第一输出轴(6)和第二输出轴(7)，所述主轴(2)分别与所述第一输出轴(6)和所述第二输出轴(7)同步传动连接；以及

扭矩传感器(8)，被配置为检测所述主轴(2)的负载值；所述第一液压离合器(4)与所述第二液压离合器(5)根据所述负载值的大小择一闭合；驱动件的输出端(100)能够通过闭合的所述第一液压离合器(4)与所述主轴(2)传动连接；或者，所述驱动件的输出端(100)能够通过脱开的所述第一液压离合器(4)的外壳、闭合的所述第二液压离合器(5)、所述低速轴(3)与所述主轴(2)依次传动连接。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱还包括：

第一中间轴(9)和第二中间轴(10)，所述主轴(2)、所述第一中间轴(9)与所述第一输出轴(6)依次啮合传动连接；所述主轴(2)、所述第二中间轴(10)与所述第二输出轴(7)依次啮合传动连接。

3.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱还包括：

变向轴(11)，位于所述第一中间轴(9)与所述第一输出轴(6)之间，所述第一中间轴(9)、所述变向轴(11)与所述第一输出轴(6)依次啮合传动连接；或者，位于所述第二中间轴(10)与所述第二输出轴(7)之间，所述第二中间轴(10)、所述变向轴(11)与所述第二输出轴(7)依次啮合传动连接，以使所述第一输出轴(6)与所述第二输出轴(7)的旋向相反。

4.根据权利要求3所述的齿轮箱，其特征在于，所述主轴(2)、第一中间轴(9)、第二中间轴(10)与所述变向轴(11)位于所述箱体(1)内的第一水平面，且所述第一中间轴(9)与第二中间轴(10)分别位于所述主轴(2)的两侧；所述低速轴(3)、所述第一输出轴(6)与第二输出轴(7)位于所述箱体(1)内的第二水平面，且所述第一输出轴(6)与第二输出轴(7)分别位于所述低速轴(3)的两侧。

5.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱还包括液压系统，所述液压系统包括并联的润滑油路(12)和工作油路(13)，所述润滑油路(12)用于所述箱体(1)内的润滑，所述工作油路(13)能够控制所述第一液压离合器(4)与所述第二液压离合器(5)的闭合与脱开。

6.根据权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于，所述液压系统还包括：

电磁换向阀(16)，安装于所述工作油路(13)中且被配置为能够分别控制所述第一液压离合器(4)与所述第二液压离合器(5)的闭合与脱开。

7.根据权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于，所述液压系统还包括：

调压阀(15)，安装于所述润滑油路(12)中且被配置为调节所述工作油路(13)与所述润滑油路(12)内的压力，以使所述润滑油路(12)内的压力值小于所述工作油路(13)内的压力值。

8.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述第一液压离合器(4)的外壳设置有第一同步齿轮(41)，所述第二液压离合器(5)的外壳设置有第二同步齿轮(51)，所述第一同步齿轮(41)与所述第二同步齿轮(51)啮合传动。

9.输送机，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的齿轮箱。

10.自卸砂船，其特征在于，包括权利要求9所述的输送机。

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