CN217003025U - 一种高速型盾构机主驱动减速机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高速型盾构机主驱动减速机，包括壳体，设置在壳体内的减速齿轮传动装置，减速齿轮传动装置的输入端处具有设置在壳体内的迷宫式冷却装置，减速齿轮传动装置的中部处具有设置在壳体内的螺旋冷却单元；花键套一端与减速齿轮传动装置的输入端键连接，另一端与电机连接，花键套远离减速齿轮传动装置的一端外套有驻车制动系统。本实用新型采用双水冷装置串联的结构，可有效应对连续高速运行时油温过高的问题。配置驻车制动系统，可监测制动器开闭状态及手动屏蔽制动器，有效保障盾构机停机维护时的安全性。

Description

一种高速型盾构机主驱动减速机

技术领域

本实用新型涉及盾构机减速机技术领域，具体而言是一种高速型盾构机主驱动减速机。

背景技术

盾构机是一种用于隧道盾构施工的专用机械设备，广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机上配置有多种减速机用于驱动刀盘、拼装管片以及输送废渣等，其中主驱动系统中的主驱动减速机使用工况最为恶劣，在设备使用过程中，受地质条件影响，主驱动减速机需要承受不规律的载荷和冲击。施工过程中，面对松软岩层时，盾构机前进速度快，减速机要承受较大扭矩，但输出转速偏低，且单次运行时间偏短；当面对硬岩时，减速机需要输出很高的转速对岩体进行“研磨”，这种工况下，减速机的输出扭矩偏小但转速很高，同时单次运行时间增长，减速机发热严重，温度超限时将被迫停机。因此，亟需研发一种既能够承受低速大扭矩又可以在高转速运行时有效稳定温度的减速机。

主驱动减速机作为盾构机核心部件之一，长时间以来依赖进口，这对于盾构机设备的整机成本、生产周期以及售后服务的及时性等都有较大影响；而且，国内外现有的主驱动减速机，存在可靠性差、外形尺寸大、无法承受高转速、不配置冷却装置或配置冷却装置但高速工况下过温停机的问题。

实用新型内容

根据上述技术问题，而提供一种高速型盾构机主驱动减速机。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种高速型盾构机主驱动减速机，包括壳体，设置在壳体内的减速齿轮传动装置，减速齿轮传动装置的输入端处具有设置在壳体内的迷宫式冷却装置，减速齿轮传动装置的中部处具有设置在壳体内的螺旋冷却单元；

迷宫式冷却装置包括呈圆环形凹槽的主体、密封主体的端盖和设置在主体内的迷宫路线，迷宫路线的迷宫入口与壳体的外部连通；螺旋冷却单元呈桶状，其外壁与壳体的内壁固定连接，且与壳体内壁之间形成螺旋冷却腔，螺旋冷却腔的介质入口通过管组件与迷宫路线的迷宫出口连通，螺旋冷却腔的介质出口与壳体外部连通；

花键套穿过主体的中心通孔，并与主体转动连接，其一端与减速齿轮传动装置的输入端键连接，另一端与电机连接，花键套远离减速齿轮传动装置的一端外套有驻车制动系统，且驻车制动系统与端盖固定连接。

优选地，主体的外环的外沿通过螺栓与加工在壳体内壁上的环状凸起固定连接，外环的内壁固定有多个均匀分布的第一径向筋板，且第一径向筋板与内环的外壁之间具有间隙；内环的外壁在相临两个第一径向筋板之间固定有第二径向筋板，其中一个第二径向筋板靠近外环的内壁一端与外环的内壁固定连接，其余第二径向筋板与外环的内壁之间具有间隙；第二径向筋板、第一径向筋板、主体和端盖形成迷宫路线；与外环的内壁固定连接的第二径向筋板的两旁分别具有加工在端盖上的迷宫入口和迷宫出口。

优选地，螺旋冷却单元包括筒体和加工在筒体外壁的螺旋筋板，筒体的两端分别与壳体的内壁密封固定连接，且螺旋筋板与壳体的内壁贴合。

优选地，驻车制动系统包括制动器座，制动器座与端盖固定连接，制动器座的两端分别具有第一透盖和第二透盖，第二透盖与主体的中心通孔外沿固定连接，且第二透盖与花键套之间具有用于动态密封的油封，制动器座的内部花键与花键套的外部花键之间具有摩擦片，且摩擦片与第一透盖之间具有垫板，制动器座内具有活塞，活塞内设有压紧弹簧，第二透盖固定在制动器座的端部，并压紧压紧弹簧，制动器座具有与活塞连通的液压油孔，压紧弹簧驱动活塞的输出端推动摩擦片，液压油孔进入的液压油抵消压紧弹簧的推力，使其不推动摩擦片。

优选地，活塞上安装有活塞导向螺钉，且活塞导向螺钉穿过第一透盖，且第一透盖上安装有监测活塞开闭状态的接近传感器。

优选地，减速齿轮传动装置的输出端穿出壳体，且减速齿轮传动装置的输出端上套有角岩密封结构；

角岩密封结构包括套在减速齿轮传动装置的输出端外的轴套，且轴套外套有第三透盖，且第三透盖与轴套之间具有旋转密封，第三透盖与壳体的端面之间固定连接，减速齿轮传动装置的输出端套有与减速齿轮传动装置的输出端过盈配合的第四透盖，且第四透盖通过弹簧挡圈顶靠在轴套端面，第三透盖具有对旋转密封润滑的注脂口。

优选地，减速齿轮传动装置包括一级太阳轮，一级太阳轮的一端与花键套键连接，一级太阳轮为减速齿轮传动装置的输入端，一级太阳轮的另一端与多个一级行星轮啮合，且一级行星轮与把和在壳体上的一二级齿圈啮合，一级行星轮通过一级行星轮轴安装在一级行星架上，一级行星架通过花键与二级太阳轮连接，二级太阳轮与多个二级行星轮啮合，且二级行星轮与一二级齿圈啮合，二级行星轮通过二级行星轮轴安装二级行星架上，二级行星架通过花键与三级太阳轮连接，三级太阳轮与多个三级行星轮啮合，三级行星轮与把合在壳体上的三级齿圈啮合，三级行星轮通过三级行星轮轴安装在三级行星架上，三级行星架的端部具有内花键，三级行星架具有内花键的一端为减速齿轮传动装置的输出端。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型采用双水冷装置串联的结构，可有效应对连续高速运行时油温过高的问题；而现有技术有的不配置冷却装置，有的冷却能力不足，连续高速运行时会因油温过高而被迫停机，影响施工效率。

2、本实用新型配置驻车制动系统，可监测制动器开闭状态及手动屏蔽制动器，有效保障盾构机停机维护时的安全性；而现有技术不配置制动器。

3、本实用新型角岩密封结构以及高承压油封，可有效抵御来自外部的高压，并能够有效保持油封唇口润滑及防尘；而现有技术无角岩密封结构。

4、本实用新型机构紧凑，功率密度大，可靠性高；而现有技术存在外形尺寸过大、承载能力弱、可靠性差等问题。

基于上述理由本实用新型可在盾构机等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施方式中一种高速型盾构机主驱动减速机结构示意图。

图2为本实用新型具体实施方式中一种高速型盾构机主驱动减速机另一相位下结构示意图。

图3为本实用新型具体实施方式中驻车制动系统。

图4为本实用新型具体实施方式中主体俯视图。

图5为本实用新型具体实施方式中螺旋冷却单元结构示意图。

图中：1-花键套、2-焊接机体、3-管组件、4-一级行星轮、5-一级行星轮轴、6-二级太阳轮、7-二级行星轮、8-二级行星轮轴、9-液位装置、10-三级太阳轮、11-三级行星轮、12-三级行星轮轴、13-下机体、14-第三透盖、15-第四透盖、16-进水口螺塞、17-级太阳轮、18-一二级齿圈、19-一级行星架、20-二级行星架、21-第一放油螺塞、22-三级齿圈、23-三级行星架、24-第二放油螺塞、25-轴套、26-端盖、27-格兰头、28-主体、29-透气塞、30-承磨垫、31-温度传感器、32-出水口螺塞、33-制动器进油管组件、34-第一透盖、35-活塞导向螺钉、36-压紧弹簧、37-活塞、38-制动器座、39-摩擦片、40-锁紧螺母、41-第二透盖、42-垫板、43-接近传感器、44-螺旋冷却单元、45-第一径向筋板、46-第二径向筋板、47-筒体、48、螺旋筋板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1～5所示，一种高速型盾构机主驱动减速机，包括壳体，设置在壳体内的减速齿轮传动装置，壳体包括焊接机体2和与其固定的下机体13，减速齿轮传动装置包括一级太阳轮17，一级太阳轮17的一端与花键套1键连接，一级太阳轮17为减速齿轮传动装置的输入端，一级太阳轮17的另一端与多个一级行星轮4啮合，且一级行星轮4与把和在焊接机体2上的一二级齿圈18啮合，一级行星轮通4过一级行星轮轴5安装在一级行星架19上，一级行星架19通过花键与二级太阳轮20连接，并通过弹簧挡圈机构卡紧，二级太阳轮6与多个二级行星轮7啮合，且二级行星轮7与一二级齿圈18啮合，二级行星轮7通过二级行星轮轴8安装二级行星架20上，二级行星架20通过花键与三级太阳轮10连接并通道弹簧挡圈机构卡紧，三级太阳轮10与多个三级行星轮11啮合，三级行星轮11与把合在下机体上的三级齿圈22啮合，三级行星轮11通过三级行星轮轴12安装在三级行星架23上，三级行星架23的端部具有内花键，用于连接主机附件输出动力，三级行星架23具有内花键的一端为减速齿轮传动装置的输出端。一级太阳轮17和二级太阳轮6之间、二级太阳轮6和三级太阳轮10之间设置轴承，在三级太阳轮10和三级行星架23之间安装承磨垫30。动力依次经花键套1、一级太阳轮17、一级行星轮4、一级行星架19、二级太阳轮6、二级行星轮7、二级行星架20、三级太阳轮10、三级行星轮11传递至三级行星架23。

焊接机体2在靠近花键套1和一级太阳轮17处具有设置在焊接机体2内部的迷宫式冷却装置，焊接机体2在靠近二级行星轮7、一级行星架19附近设置有位于焊接机体2内部的螺旋冷却单元44；

迷宫式冷却装置包括呈圆环形凹槽的主体28、密封主体28的端盖26和设置在主体28内的迷宫路线，迷宫路线的迷宫入口与焊接机体2的外部连通，且在焊接机体2上设置进水口螺塞16；螺旋冷却单元44呈桶状，其外壁与焊接机体2的内壁固定连接，且与焊接机体2内壁之间形成螺旋冷却腔，螺旋冷却腔的介质入口通过管组件3与迷宫路线的迷宫出口连通，螺旋冷却腔的介质出口与焊接机体2外部连通，焊接机体2在介质出口处设置有出水口螺塞32；

主体28的外环的外沿通过螺栓与加工在焊接机体2内壁上的环状凸起固定连接，外环的内壁固定有多个均匀分布的第一径向筋板45，且第一径向筋板45与内环的外壁之间具有间隙；内环的外壁在相临两个第一径向筋板45之间固定有第二径向筋板46，其中一个第二径向筋板46靠近外环的内壁一端与外环的内壁固定连接，其余第二径向筋板46与外环的内壁之间具有间隙；第二径向筋板46、第一径向筋板45、主体28和端盖26形成迷宫路线；与外环的内壁固定连接的第二径向筋板46的两旁分别具有加工在端盖26上的迷宫入口和迷宫出口。

优选地，螺旋冷却单元44包括筒体47和加工在筒体47外壁的螺旋筋板48，筒体47的两端分别与焊接机体2的内壁密封固定连接，且螺旋筋板48与焊接机体2的内壁贴合。

花键套1穿过主体28的中心通孔，主体28与花键套1之间安装有轴承，通过锁紧螺母40及其专用垫片调整轴承游隙并防松。花键套1的一端与一级太阳轮17键连接，另一端与电机连接，花键套1远离一级太阳轮17的一端外套有驻车制动系统，且驻车制动系统与端盖26固定连接。

驻车制动系统包括制动器座38，制动器座38与端盖26固定连接，制动器座38的两端分别具有第一透盖34和第二透盖41，第二透盖41与主体28的中心通孔外沿固定连接，且第二透盖41与花键套1之间具有用于动态密封的油封，制动器座38的内部花键与花键套的外部花键之间具有摩擦片39，且摩擦片39与第一透盖34之间具有垫板42，制动器座38内具有活塞37，活塞37内设有压紧弹簧36，第二透盖41固定在制动器座38的端部，并压紧压紧弹簧36，制动器座38具有与活塞37连通的液压油孔，且液压油孔与制动器进油管组件33的一端连通，制动器进油管组件33的另一端穿出焊接机体2，压紧弹簧36驱动活塞37的输出端推动摩擦片39，使花键套1不能发生转动，达到减速机制动的效果，液压油孔进入的液压油抵消压紧弹簧37的推力，使其不推动摩擦片39，即不通入液压油时，活塞37会推动摩擦片39，使花键套1不能发生转动，通入液压油后，液压油产生的压力抵消掉压紧弹簧36的推力，此时花键套1可以发生转动。

活塞37上安装有活塞导向螺钉35，且活塞导向螺钉35穿过第一透盖34，且第一透盖34上安装有监测活塞37开闭状态的接近传感器43，接近传感器43通过格兰头27固定。

三级行星架37的端部穿出壳体，且三级行星架37的端部上套有角岩密封结构；

角岩密封结构包括套在三级行星架37外的轴套25，且轴套25外套有第三透盖14，且第三透盖14与轴套25之间具有旋转密封，其可以承受两侧压力(承压1MPa)，第三透盖14具有对旋转密封润滑的注脂口。第三透盖14与下机体13的端面之间固定连接，三级行星架37套有与其过盈配合的第四透盖15，且第四透盖15通过弹簧挡圈顶靠在轴套25端面。

焊接机体2靠近下机体13处具有释放壳体内压力的透气孔和放油孔，放油孔用于注油和排油，且透气孔和放油孔上分别具有透气塞29和第一放油螺塞21，焊接机体2靠近二级行星架20处设置有监测减速器内部油温的温度传感器31和监测油位的液位装置9；下机体13靠近三级行星架23处具有放油孔，且放油孔具有第二放油螺塞24，放油孔用于注油和排油。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种高速型盾构机主驱动减速机，包括壳体，设置在所述壳体内的减速齿轮传动装置，其特征在于，所述减速齿轮传动装置的输入端处具有设置在所述壳体内的迷宫式冷却装置，所述减速齿轮传动装置的中部处具有设置在所述壳体内的螺旋冷却单元；

所述迷宫式冷却装置包括呈圆环形凹槽的主体、密封所述主体的端盖和设置在所述主体内的迷宫路线，所述迷宫路线的迷宫入口与所述壳体的外部连通；所述螺旋冷却单元呈桶状，其外壁与所述壳体的内壁固定连接，且与所述壳体内壁之间形成螺旋冷却腔，所述螺旋冷却腔的介质入口通过管组件与所述迷宫路线的迷宫出口连通，所述螺旋冷却腔的介质出口与所述壳体外部连通；

花键套穿过所述主体的中心通孔，并与所述主体转动连接，其一端与所述减速齿轮传动装置的输入端键连接，另一端与电机连接，所述花键套远离所述减速齿轮传动装置的一端外套有驻车制动系统，且所述驻车制动系统与所述端盖固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速型盾构机主驱动减速机，其特征在于，所述主体的外环的外沿通过螺栓与加工在所述壳体内壁上的环状凸起固定连接，所述外环的内壁固定有多个均匀分布的第一径向筋板，且所述第一径向筋板与所述主体的内环的外壁之间具有间隙；所述内环的外壁在相临两个所述第一径向筋板之间固定有第二径向筋板，其中一个所述第二径向筋板靠近所述外环的内壁一端与所述外环的内壁固定连接，其余所述第二径向筋板与所述外环的内壁之间具有间隙；所述第二径向筋板、所述第一径向筋板、所述主体和所述端盖形成所述迷宫路线；与所述外环的内壁固定连接的所述第二径向筋板的两旁分别具有加工在所述端盖上的所述迷宫入口和所述迷宫出口。

3.根据权利要求1所述的一种高速型盾构机主驱动减速机，其特征在于，螺旋冷却单元包括筒体和加工在所述筒体外壁的螺旋筋板，所述筒体的两端分别与所述壳体的内壁密封固定连接，且所述螺旋筋板与所述壳体的内壁贴合。

4.根据权利要求1所述的一种高速型盾构机主驱动减速机，其特征在于，所述驻车制动系统包括制动器座，制动器座与端盖固定连接，所述制动器座的两端分别具有第一透盖和第二透盖，所述第二透盖与所述主体的中心通孔外沿固定连接，且所述第二透盖与所述花键套之间具有用于动态密封的油封，所述制动器座的内部花键与所述花键套的外部花键之间具有摩擦片，所述制动器座内具有活塞，所述活塞内设有压紧弹簧，所述第二透盖固定在所述制动器座的端部，并压紧所述压紧弹簧，所述制动器座具有与所述活塞连通的液压油孔，所述压紧弹簧驱动所述活塞的输出端推动所述摩擦片，所述液压油孔进入的液压油抵消所述压紧弹簧的推力，使其不推动所述摩擦片。

5.根据权利要求4所述的一种高速型盾构机主驱动减速机，其特征在于，所述活塞上安装有活塞导向螺钉，且所述活塞导向螺钉穿过所述第一透盖，且所述第一透盖上安装有监测所述活塞开闭状态的接近传感器。

6.根据权利要求1所述的一种高速型盾构机主驱动减速机，其特征在于，所述减速齿轮传动装置的输出端穿出所述壳体，且所述减速齿轮传动装置的输出端上套有角岩密封结构；

所述角岩密封结构包括套在所述减速齿轮传动装置的输出端外的轴套，且所述轴套外套有第三透盖，且所述第三透盖与所述轴套之间具有旋转密封，所述第三透盖与所述壳体的端面之间固定连接，所述减速齿轮传动装置的输出端套有与所述减速齿轮传动装置的输出端过盈配合的第四透盖，且所述第四透盖通过弹簧挡圈顶靠在所述轴套端面，所述第三透盖具有对所述旋转密封润滑的注脂口。

7.根据权利要求1所述的一种高速型盾构机主驱动减速机，其特征在于，所述减速齿轮传动装置包括一级太阳轮，所述一级太阳轮的一端与所述花键套键连接，所述一级太阳轮为所述减速齿轮传动装置的输入端，所述一级太阳轮的另一端与多个一级行星轮啮合，且所述一级行星轮与把和在所述壳体上的一二级齿圈啮合，所述一级行星轮通过一级行星轮轴安装在一级行星架上，所述一级行星架通过花键与二级太阳轮连接，二级太阳轮与多个二级行星轮啮合，且所述二级行星轮与所述一二级齿圈啮合，所述二级行星轮通过二级行星轮轴安装二级行星架上，所述二级行星架通过花键与三级太阳轮连接，所述三级太阳轮与多个三级行星轮啮合，三级行星轮与把合在所述壳体上的三级齿圈啮合，所述三级行星轮通过三级行星轮轴安装在三级行星架上，所述三级行星架的端部具有内花键，所述三级行星架具有所述内花键的一端为所述减速齿轮传动装置的输出端。

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