[发明专利]一种无框式永磁同步电机直驱的盾构机刀盘机构

说明书

本发明公开一种无框式永磁同步电机直驱的盾构机刀盘机构，所述盾构机刀盘机构包括有刀盘、旋转轴及轴承，其特征在于：所述刀盘固定安装于所述旋转轴一端；所述旋转轴通过轴承固定安装于盾构机前端本体基座内；所述旋转轴由无框式永磁同步电机直接驱动。本发明提供了一种无框式永磁同步电机直驱的盾构机刀盘机构，所述刀盘机构传动效率高、噪音低、扭矩大。

技术领域

本发明属于涉及盾构机设备领域，尤其涉及一种采用无框式永磁同步电机直驱盾构机刀盘机构。

背景技术

盾构机是盾构施工中的重要施工机械，由于盾构施工具有安全、可靠、环境影响小劳动强度低、土方量少、效率高等优点，在城市轨道、水利、市政工程、矿山、公路、铁路隧道等领域得到广泛应用。因盾构机经常在复杂、恶劣的工作环境下施工,所以其传动系统要能够经受重载荷和大冲击,并且要求具备大功率、低速大扭矩输出等功能。

其中，刀盘的驱动系统是盾构机的核心部件，目前主要采用驱动动力源加传动机构的组合方式。所述传动机构属于中间设备，诸如减速箱、皮带轮等，在工作当中增加了摩擦副，传动效率低、噪音大。

驱动动力源主要采用双速电机主驱动与液压马达辅助组合的驱动方式或变频电机驱动方式，所述的双速电机主驱动与液压马达辅助组合的驱动方式有一下缺点：1、不能连续调速；2、地质适应性差；3、故障率高影响掘进速度；4、液压马达和电机不能同时驱动等问题。所述变频电机驱动方式虽然在低速时能输出较大的扭矩，但受到最大电磁转矩的限制，其脱困扭矩有限。实际上.只能增加电机功率来提高脱困扭矩，必然导致变频电机装机功率显著增加。然而在高速掘进工况下电机扭矩相对脱困扭矩非常小从而导致电机装机功率浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种无框式永磁同步电机直驱的盾构机刀盘机构，所述刀盘机构传动效率高、噪音低、扭矩大。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无框式永磁同步电机直驱的盾构机刀盘机构，所述盾构机刀盘机构包括有刀盘、旋转轴及轴承，所述刀盘固定安装于所述旋转轴一端；所述旋转轴通过轴承固定安装于盾构机前端本体基座内；所述旋转轴由无框式永磁同步电机直接驱动，所述无框式永磁同步电机包括定子组件及转子组件；所述定子组件固定安装于所述本体基座上，为所述转子组件提供旋转磁场；具有永磁特性的所述转子组件固定安装于所述旋转轴上；

其中，所述定子组件包括有定子铁心及缠绕在所述定子铁心上的定子绕组，所述定子铁心呈一体加工成型的环形柱状结构或环形盘状结构。

优选地，所述旋转轴呈环形柱状结构，尾端设有封板；其目的在于，所述环形柱状结构的设计既节省了材料用量，减轻了所述旋转轴的重量，降低了电机为克服自身转子重量而额外消耗的电能，同时还增大了所述转子基座与外界空气的接触面积，增大了散热效果，保证设备运转的稳定性。

优选地，所述转子组件为磁钢基板，所述磁钢基板绕所述旋转轴轴心线均布于所述旋转轴上；其目的在于，与原有旋转轴需要加工齿轮比起来，将磁基钢板直接安装在旋转轴上，大大降低了旋转轴制作难度；所述转子组件与旋转轴融为一体，减少了电机的部件组成，是电机结构更加简单，且节约成本；所述旋转轴可以为磁钢基板提供一个安装模板，在组装时，所述旋转轴与磁钢基板可以提前装配完成，作为一个整体进入下一步的安装工序，安装方便，提高安装效率。

进一步优选地，所述旋转轴上设有通风孔，首端设有第一防尘网；其目的在于，增加空气的流通性，提高散热效率；所述防尘网可在增加空气流通性的同时，保证外界杂质不进入电机内部，影响电机性能。