[发明专利]盾构机双区式分流输出水冷内摆线减速箱

说明书

技术领域

本发明涉及土压平衡盾构机专用减速技术领域，是《土压平衡盾构机摆线减速器》ZL201110091247.5的改进，一种盾构机双区式分流输出水冷内摆线减速箱。

本发明在减速箱输出传动齿轮与盾构机刀盘大齿圈之间引入了两只分流齿轮，使减速箱承载力提高一倍，因而可减半装配，节省了一笔可观的进口三级行星减速器的外汇支出。

背景技术

国家863“全断面掘进机关键技术”子课题《土压平衡盾构机大功率减速器》，长期以来掌握在德国海瑞克、维尔特、美国罗宾斯和日本三菱等公司手中。

土压平衡盾构机是当前世界上最先进隧道施工机械，而《减速器》则是盾构机的核心部件，我国长期依赖进口。土压平衡盾构机价格几千万，常年在户外恶劣环境中工作，因此与之配套减速器的最大困难在于必须使用可靠、寿命长及高度轻量化(小体积、大扭矩)。

国外《土压平衡盾构机大功率减速器》采用的三级行星串联结构，国外产品的轻量化程度远高于国内现有行星减速器。例如，某公司承担的《土压平衡盾构机大功率减速器》国家863计划(2007～2010)，其结构与参数仿自国外产品：第一级25-20-65、第二级27-21-69、第三级24-24-72，输出转速n＝10.64rpm、输出扭矩T＝76237Nm，样机外型Φ570×900、重量1012kg，分别为NBD-560型二级行星减速器的61％与55％(见于重庆大学博士论文《基于土压平衡盾构机的大功率减速器数值仿真分析》)。

本发明人的发明专利《土压平衡盾构机摆线减速器》ZL201110091247.5比之国家863项目《用于土压平衡盾构机的大功率三级行星减速器》(200810231114.1)，其有益效果是：轴向尺寸比三级行星减速器缩短45～55％、制造成本低。

发明内容

本发明是《土压平衡盾构机摆线减速器》ZL201110091247.5的改进，一种盾构机双区式分流输出水冷摆线减速箱，其目的是：可减半装配减速箱；提高热功率；可定期清除潤滑油中的铁质粉末，延长使用寿命及油温传感器实现油温报警。

内摆线传动是一种内摆线齿圈与摆线轮啮合的传动，因而也属于摆线传动技术领域。

论文《摆线等距线齿轮传动副及其装置》(15页)指出：“由于内摆线齿圈与摆线轮为纯滚动啮合且润滑状态良好，因此在输入功率相同情况下，双摆线啮合副比之通用摆线，承载能力约提高50％。”(沈培基等)考虑内摆线齿圈加工精度，按提高30～40％计算较合理。内摆线齿圈取代通用摆线的针轮，优点是结构简单、另件少，最大减速比159时毋须抽齿。

本发明采用单级内摆线取代三级行星减速的有益效果是缩短轴向尺寸、结构简单。

研究发现，我的发明《土压平衡盾构机摆线减速器》ZL201110091247.5忽视了一个最重要的《热功率》问题，发明专利中没有涉及解决减速器热功率的技术方案，论文《土压平衡盾构行星减速器热平衡分析及温升控制研究》(15页)指出：

“盾构机行星减速器传递功率大，体积小，且在封闭的地下施工，散热条件差，若产生的热量不能及时耗散到周围环境中，会导致润滑油温过高，使齿轮胶合失效。”

论文63页：“土压平衡盾构行星减速器处于封闭空间，采用何种方法将产生的热及时耗散掉，对保证盾构机正常运行具有重要意义。”

为了实现发明专利的目的，本发明采用如下技术方案：

本发明采用如下技术方案：

(技术方案一)内圆筒为双区式薄壁圆筒，包括啮合区与非啮合区，啮合区的内径比非啮合区的内径小40mm～80mm，啮合区外法兰圈与立式机座内法兰圈连接紧固，非啮合区的圆环壁与立式机座外法兰圈连接紧固，立式机座内表面与啮合区外表面围接成密闭的夹层，非啮合区置于立式机座输入端之外，立式机座顶部设有进水口，立式机座的底部设有出水口，将循环水引入箱体密闭夹层冷却，其提高热功率的效果要优于外淋式；

(技术方案二)双区式薄壁圆筒啮合区输出端中心孔内用第二、三轴承支承输出轴，啮合区的输入端内孔连接内摆线齿圈，因而啮合区是力的作用区，双区式薄壁圆筒的油池在啮合区与非啮合区内腔交接处形成落差，其有益效果是，传动件啮合区中混入润滑油的铁屑、细小杂质会从啮合区油池源源不断“滑入”非啮合区的油池中，非啮合区输入端连接大端盖；

(技术方案三)双区式薄壁圆筒的非啮合区底部设有蝶阀，蝶阀包括阀杆与非啮合区底部的圆形通道，阀杆上连接的圆形蝶板可在圆形通道中转动，圆形通道的端部设有油杯，油杯内有磁性物，转动阀杆-圆形蝶板，可定期将混在潤滑油中的铁质粉末取出；