[发明专利]一种掘进机及其能实现温度实时监测的主驱动轴端密封

说明书

本发明公开了一种掘进机及其能实现温度实时监测的主驱动轴端密封，主驱动轴端密封包括主驱动轴、动密封橡胶圈和温度传感器，动密封橡胶圈套设在主驱动轴上，主驱动轴在其与动密封橡胶圈的接触界面设有安装孔，温度传感器设置于安装孔内，温度传感器表面与动密封橡胶圈直接接触，安装孔内还设有用于支撑温度传感器并使得温度传感器与动密封橡胶圈保持接触的弹性结构，能够实现动密封橡胶圈与主驱动轴接触界面处温度的在线原位监测，提高测量精度。弹性结构能够对温度传感器进行弹性支承，能够降低温度传感器与动密封橡胶圈接触表面间的应力，能够降低对温度传感器的磨损和冲击，提高了温度传感器使用的使用寿命和可靠性。

技术领域

本发明属于掘进机技术领域，具体涉及一种掘进机及其能实现温度实时监测的主驱动轴端密封。

背景技术

掘进机是一种用于隧道挖掘的大型机械装备，具有开挖快、安全性高和降低劳动强度的优点。随着中国基础设施的大规模建设，掘进机已经广泛应用于公路、水电、城市地铁等隧道工程。其中，主驱动作为掘进机的一个核心部件，因其密封工作温度过高导致的密封失效问题是降低主驱动使用寿命的最重要因素之一。然而，由于掘进机主驱动密封界面存在载荷大、空间密闭、磨损严重等问题，目前的掘进机主驱动密封界面的高可靠性原位温度测量尚缺乏有效技术手段。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种掘进机及其能实现温度实时监测的主驱动轴端密封，本发明能够实现掘进机主驱动密封界面温度的原位实时监测。

本发明采用的技术方案如下：

一种掘进机的能实现温度实时监测的主驱动轴端密封，包括主驱动轴、动密封橡胶圈和温度传感器，动密封橡胶圈套设在主驱动轴上，主驱动轴在其与动密封橡胶圈的接触界面设有安装孔，温度传感器设置于安装孔内，温度传感器表面与动密封橡胶圈直接接触，安装孔内还设有用于支撑温度传感器并使得温度传感器与动密封橡胶圈保持接触的弹性结构。

优选的，安装孔为一阶梯孔，安装孔包括大径段和小径段，安装孔靠近动密封橡胶圈的一端为大径段，温度传感器和弹性结构设置于所述大径段内，弹性结构设置于温度传感器与大径段的底部之间，温度传感器上连接的信号引线从所述小径段引出。

优选的，弹性机构采用弹簧或簧片。

优选的，温度传感器包括电阻芯片、封装外壳和信号引线，电阻芯片设置于所述封装外壳内，信号引线与所述电阻芯片连接并从封装外壳穿出，封装外壳的内腔在电阻芯片的外部填充有灌封胶。

优选的，电阻芯片包括基底层、黏附层、敏感层和钝化层，黏附层设置于基底层表面，敏感层设置于黏附层表面，敏感层包括电阻条和与电阻条两端连接的电阻条焊盘，电阻条焊盘上连接有信号引线，钝化层设置于基底层表面并将电阻条、电阻条焊盘和黏附层完全包裹。

优选的，温度传感器中的基底层一侧朝向动密封橡胶圈。

优选的，电阻条的布局形状为等距双螺旋状。

优选的，电阻条作为等距双螺旋状的边缘轮廓线，电阻条的线宽为4μm～10μm、电阻条与电阻条之间的间距为20μm～50μm、电阻条布局范围的半径为100μm～250μm。

优选的，敏感层的材料为铂，敏感层的厚度为60nm～200nm；基底层采用表面粗糙度≤15nm和表面平整度≤15μm的蓝宝石晶片；粘附层材料为钽，粘附层的厚度为20～50nm；封装外壳采用氮化硅管壳；灌封胶采用导热系数为0.6～1.0W/(m·K)、绝缘强度≥20kV/mm的室温硫化硅橡胶。

本发明还提供了一种掘进机，该掘进机具有本发明如上所述掘进机的能实现温度实时监测的主驱动轴端密封。

本发明具有如下有益效果：