[发明专利]盾构机分流输出式内摆线减速箱

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，一种盾构机分流输出式内摆线减速箱。

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。

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，一种盾构机分流输出式内摆线减速箱，目的是：减半装配减速箱；可定期清除油中铁质粉末，延长使用寿命。

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。

为实现本发明专利的目的，采用如下技术方案：

(技术方案一)

大端盖的底部设有蝶阀，蝶阀包括阀杆与圆形通道，阀杆上连接圆形蝶板，圆形蝶板可在圆形通道中转动，圆形通道的端部连接可拆卸油杯，油杯内有磁性物，蝶阀是用圆形蝶板作启闭件并随阀杆转动来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门，蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向，在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着阀杆轴线旋转，旋转角度为0°～90°，旋转到90°时，阀门则全开，因而可定期将混在潤滑油中的铁质粉末取出：转动阀杆-圆形蝶板关闭非啮合区油池圆通道，拆下油杯，倒出油杯中磁性物吸附的铁质粉末；

(技术方案二)

输出轴用第二轴承支承在机座内孔，输出轴轴端连接传动齿轮，传动齿轮与其两侧相同的第一、二分流齿轮啮合，第一、二分流齿轮与盾构机回转刀盘大型内齿圈啮合，使减速箱承载力提高一倍，因而可减半装配，节省一笔可观三级行星减速器的外汇支出，第一分流齿轮用第三轴承支承在第一心轴上，第一分流齿轮用第四轴承支承在第二心轴上，二心轴紧固在机座输出端的端面上。

本发明所采用的技术方案的理论依据如下：

(A)理论研究表明，传动中的啮合副，出现齿面损耗是不可避免的：

(a)上海机械学院《机械设计基础》上103页：“齿轮传动装备使用一段时间后拆下可发现轮齿表面出现磨损痕迹，特别在润滑较差或润滑油不纯洁的条件下，磨损现象更为明显，轮齿根部磨损较顶部严重，小齿轮磨损又较大齿轮严重。磨损是由于接触面之间有作用力和相对滑动造成的。…齿廓间有了相对滑动长度ΔS，表明齿廓要磨损。”

(b)朱孝录《齿轮传动设计手册》94页：在动力齿轮传动中，轮齿表面由于滑动磨损、腐蚀、过热等等，因而出现齿面损耗是不可避免的。

(B)蝶阀是用圆形蝶板作启闭件并随阀杆转动来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着阀杆轴线旋转，旋转角度为0°～90°，旋转到90°时，阀门则全开。