[发明专利]盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置

权利要求书

1.一种盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，包括主动部分和从动部分、设置在主动部分和从动部分之间的两个保护器单元、扭矩传递机构、轴承、连接件，其中主动部分包括膨胀套和电机盘，动力源的输入轴与电机盘通过膨胀套紧固连接，使得主动部分与动力源同步旋转；从动部分为动力输出部件，包括互相连接的动力输出轴和花键套，在不发生脱扣的情况下随主动部分同步旋转，花键套通过连接件与扭矩传递机构连接，保护器单元设置在主动部分和从动部分之间，与电机盘和扭矩传递机构连接，用于传递扭矩和控制脱扣，保护器单元包括法兰、球窝、钢球、导向护套、挡圈钢球、螺纹外套、柱销、柱销螺帽、分离螺帽、护罩、碟簧、外挡圈、内挡圈、底座和O形圈，球窝设置在电机盘上，钢球的上方设有O形圈；碟簧套装在柱销上，一端抵顶外挡圈，螺纹外套与底座之间通过小螺距螺纹连接，底座上设有调节螺钉，通过旋动螺纹外套调整脱扣扭矩预设值；导向护套与柱销和底座接触，能够为柱销的移动进行导向；柱销螺帽套接在柱销的顶端，分离螺帽设置在柱销螺帽的外侧，分离螺帽的顶端与柱销螺帽之间存在一定的间隙，护罩设置在分离螺帽外侧，法兰上设有调节装置能够调节球窝的高度，在扭矩过载保护装置传递的扭矩未超过预设值时，碟簧所受挤压力作用在外挡圈上，外挡圈挤压挡圈钢球，挡圈钢球挤压柱销，柱销的一端抵顶钢球将钢球顶在球窝内；当扭矩过载保护器传递的扭矩超过预设值时，保护器单元的钢球从球窝中脱出，主动部分与从动部分分离，通过轴承实现相对旋转；护罩拆下后，旋动分离螺帽，分离螺帽会逐渐顶起柱销螺帽，带动柱销上移，实现手动脱扣。

2.根据权利要求1所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，其特征在于：挡圈钢球、外挡圈、内挡圈、柱销构成扭矩反应放大器，外挡圈、内挡圈上均有斜面，外挡圈为楔形，柱销上设置有锥面，挡圈钢球分别与斜面和锥面接触。

3.根据权利要求1所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，其特征在于：外挡圈、内挡圈、挡圈钢球设置有一组、两组或三组。

4.根据权利要求1所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，其特征在于：碟簧设置在螺纹外套和柱销之间的间隙中。

5.根据权利要求1所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，其特征在于：螺纹外套的外周表面设有刻度值，通过调整刻度值调整脱扣扭矩预设值。

6.根据权利要求5所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，其特征在于：螺纹外套的外周表面设有20个刻度值。

7.根据权利要求5所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，其特征在于：扭矩预设值的范围分别为0-2000N·m、0-4000N·m、0-6000N·m。

8.根据权利要求1所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，其特征在于：护罩的下端与螺纹外套接触。

9.根据权利要求1所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置，其特征在于：过载保护装置的外形尺寸为φ340mm×190 mm。

10.一种利用权利要求1-9之一所述的盾构机主驱动结构机械式扭矩过载保护装置进行扭矩过载保护及调整脱扣扭矩的方法，包括以下步骤：

1）当扭矩过载保护装置传递的扭矩值未超过预设值时，通过碟簧压住钢球，将钢球卡在球窝里；

2）钢球卡在球窝里时所受的力有三个，一个是碟簧的弹力，方向为沿着柱销的轴向方向向下，第二个是主动部分与从动部分之间传递的扭力，方向为水平方向，第三个是球窝对钢球的支反力；

3）随着扭力的增大，支反力的方向变化α角度时，钢球受力达到临界平衡，扭力继续增大时钢球脱出；

4）钢球开始脱出时，α角很快变大，钢球快速脱离球窝；

5）通过调整碟簧的工作压力调整钢球脱出时扭矩的预设值；

6）排除过载问题后手动推动柱销螺帽进行复位。