CN2931787Y - 偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于隧道施工的偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构，其包括刀盘、轴承套、刀盘轴承、偏心主轴、主轴轴承和驱动装置，并且在支承偏心主轴的刀盘轴承与刀盘的轴承套之间还设有一调整套，该调整套的内孔表面与刀盘轴承的外圈之间存在有间隙。该间隙成为装配时容纳各零件累积制造误差的调整环节，因而使所述偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构克服了合理制造误差所导致的装配困难、避免了机构运动的自锁，同时具有局部磨损小、使用寿命长的优点。

Description

偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构

技术领域：

本实用新型涉及一种用于隧道施工的掘进机构件，尤其涉及一种偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构。

背景技术：

传统的隧道掘进机一般采用圆形大刀盘，切削土体时该圆形大刀盘以掘进机的纵向轴线为中心进行旋转切削，因此传统的掘进机通常只用于圆形隧道的施工。偏心多轴掘进机是一种新型的隧道掘进机，与传统的隧道掘进机相比其特点是，切削土体时刀具磨损量较小且磨损均匀，所以刀具的使用寿命长，更适合于长距离隧道的掘进施工，同时开挖同样截面尺寸的隧道所需的功率要小的多。而更重要的是，偏心多轴掘进机可以进行异形截面隧道的施工，如矩形隧道、椭圆隧道、门形隧道等多种截面隧道的施工。因而偏心多轴掘进机更适用于特殊异形截面的长距离隧道施工，然而其缺点是制造难度相对较高。

偏心多轴掘进机的刀盘形状与所掘进的隧道截面相似，而面积略小于隧道截面，该刀盘由多根偏心主轴(一般采用四根)带动绕掘进机纵向轴线作偏心旋转，刀盘偏心旋转带动刀具形成的切削轨迹就是开掘隧道的截面。其刀盘驱动机构的具体结构是，四根偏心主轴通过轴承支承在掘进机壳体隔板上，其连接刀盘的一端各自安装在对应的刀盘轴承内。由机构学的原理可知，该刀盘驱动结构实际为一连杆机构，所以当刀盘是由两根以上的偏心主轴驱动时，该机构中就存在有虚约束(即多余的约束)。具有虚约束的机构对另件的制造提出了较高的精度要求，若制造工艺水平较差、另件精度较低，则会给装配带来困难，甚至造成装配后的机构在运动过程中发生“卡死”(即自锁)的现象。然而另件的制造误差是不可避免地存在的：如掘进机壳体隔板上偏心主轴四安装孔位置尺寸的加工误差、四根偏心主轴的轴颈制造误差、刀盘上安装四刀盘轴承的轴承孔位置尺寸的加工误差等等，这一系列加工误差累积起来就会造成四偏心主轴装入刀盘上四刀盘轴承时的困难。既使能如愿完成各另件的装配，也很难保证刀盘被偏心主轴带动时不发生由于约束过多而引起的另件之间的运动干涉，从而导致机构的自锁。倘若无法装配和运动干涉的现象均未出现，而装配后各另件之间形成的间隙如果过小，则依然会产生另件某些部位的局部严重磨损，从而缩短设备的使用寿命。

为了解决上述问题，可以采取提高另件加工精度的措施，然而加工精度的提高会导致制造成本的增加，同时还受制于现有加工设备和工艺手段的条件。

发明内容：

针对现有偏心多轴掘进机刀盘驱动机构由于合理的另件制造误差而导致的装配困难和可能造成的运动干涉问题，本实用新型提供了一种偏心多轴掘进机刀盘的驱动机构，其采用了与偏心主轴留有一定间隙的调整套结构，保证了必要的装配间隙、避免了机构自锁的发生，同时减少了机件磨损、延长了设备使用寿命。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构，包括有刀盘、轴承套、刀盘轴承、偏心主轴、主轴轴承和驱动装置，该偏心主轴通过主轴轴承架设于掘进机的壳体隔板上，其一轴端通过刀盘轴承安装在刀盘的轴承套内，其另一轴端与驱动装置相连接，该驱动装置驱动偏心主轴旋转，其特征在于：在轴承套与刀盘轴承之间设有调整套，该调整套的内孔表面与刀盘轴承的外圈之间存在有间隙。

本实用新型所述偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构的调整套用高强度合金钢制成且经过热处理；所述间隙的大小为0.5～0.75mm且其中充填有润滑脂。

与现有的偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构相比较，本实用新型在支承偏心主轴的刀盘轴承与刀盘的轴承套之间设有一与刀盘轴承外圈存有间隙的调整套，该间隙成为装配时容纳各另件累积制造误差的调整环节，因而克服了合理制造误差所导致的装配困难、避免了机构运动的自锁，同时使偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构具有局部磨损小、使用寿命长的优点。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1A-A处的剖视图。

具体实施方式：

现结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

首先请参阅图1本实用新型的结构示意图，图示偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构包括有刀盘1、轴承套2、调整套3、刀盘轴承4、偏心主轴5、主轴轴承7和驱动装置8。所述偏心主轴5共有四根，其中段轴颈装配于主轴轴承7的内圈中，该主轴轴承7的外圈装配于掘进机的壳体隔板6上的四轴承孔内，从而使四偏心主轴5通过主轴轴承7架设于掘进机壳体的隔板6上。该偏心主轴5靠前部的一轴端具有一轴颈，该轴颈装配于刀盘轴承4的内圈中；所述刀盘1上设置有多把切削土体的刀具，并且还设有与四偏心主轴5位置相对应的四轴承套2，该轴承套2内以过盈配合压入固定有调整套3；再请参阅图2，上述装配在偏心主轴5轴端上的四刀盘轴承4分别轴套入四调整套3内，从而使偏心主轴5的轴端通过刀盘轴承4分别安装在刀盘1上位置相应的各轴承套2内；位于轴承套2和刀盘轴承4之间的调整套3的内孔表面与刀盘轴承4的外圈之间存在有间隙，该间隙中充填有润滑脂；所述调整套3使用高强度合金钢，例如40Cr制成，并经过调质及表面淬火热处理(硬度HRC52～57)以提高耐磨性和韧性；偏心主轴5后部的另一轴端与驱动装置8相连接，该驱动装置可以是一电机带动的变速机构，其驱动偏心主轴5旋转。

所述调整套3与刀盘轴承4之间的间隙的取值须根据刀盘1上四轴承套2孔间距尺寸、掘进机壳体隔板6上四轴承孔孔间距尺寸以及偏心主轴5的偏心距尺寸的制造精度来确定，制造精度高则该间隙可取较小的数值，制造精度低则间隙取较大的值。在本实施方式中，刀盘1上四轴承套2的孔间距为760mm，精度等级根据工艺设备条件选定IT8，则其尺寸公差为±0.125mm；同理，掘进机壳体隔板6上四轴承孔孔间距的尺寸公差亦为±0.125mm；偏心主轴5的偏心距为130mm，根据加工手段所能达到的精度，其最大制造误差为0.063mm。因而上述三个另件相装配，其装配尺寸最大误差为0.125mm+0.125mm+0.063mm＝0.313mm；如果再考虑到其它一些因素(如四孔的形位公差、偏心主轴5轴颈尺寸公差等)而造成的误差为0.18mm，因此总误差为0.313mm+0.18mm＝0.493mm。这就是说，在调整套3的内孔与刀盘轴承4的外圈之间至少须留有不小于0.493mm的尺寸间隙，才能确保各另件在加工尺寸达到所允许的最大误差的边缘条件下也恰好能完成装配；再加上留出0.25mm的装配和运动间隙，所述调整套3的内孔表面与刀盘轴承4的外圈之间的间隙应达到0.493mm～0.743mm，经数值圆整后取为0.50mm～0.75mm。在本实用新型的各具体实施例中可取如下的数值：

实施例1该间隙为0.50mm；

实施例2该间隙为0.62mm；

实施例3该间隙为0.75mm。

在本实用新型所述的偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构中，于刀盘1的轴承套2与刀盘轴承4之间增设了调整套3，该调整套3的内孔表面与刀盘轴承4的外圈之间留有一定的间隙，该间隙包容了各装配另件的最大累积制造误差，因此当各另件的制造误差处于预定的范围之内时，装配仍然可毫无困难地进行，同时避免了装配后各另件的运动发生干涉而出现自锁的现象。当刀盘1在偏心主轴5的带动下作偏心运动时，刀盘轴承4的外圈在调整套3内作微小的相对滑动，再加上润滑脂的作用，这就大大减少了机件的局部磨损，延长了主机的使用寿命。

Claims (5)

1、一种偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构，包括有刀盘(1)、轴承套(2)、刀盘轴承(4)、偏心主轴(5)、主轴轴承(7)和驱动装置(8)，该偏心主轴(5)通过主轴轴承(7)架设于掘进机的壳体隔板(6)上，其一轴端通过刀盘轴承(4)安装在刀盘(1)的轴承套(2)内，其另一轴端与驱动装置(8)相连接，该驱动装置(8)驱动偏心主轴(5)旋转，其特征在于：在轴承套(2)与刀盘轴承(4)之间设有调整套(3)，该调整套(3)的内孔表面与刀盘轴承(4)的外圈之间存在有间隙。

2、根据权利要求1所述的偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构，其特征在于：所述间隙的大小为0.5～0.75mm。

3、根据权利要求1或2所述的偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构，其特征在于：所述调整套(3)的制作材料为高强度合金钢。

4、根据权利要求3所述的偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构，其特征在于：所述调整套(3)经过热处理。

5、根据权利要求1或2所述的偏心多轴掘进机的刀盘驱动机构，其特征在于：所述间隙中充填有润滑脂。