可变参数压力平衡盾构机刀盘驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可变参数压力平衡盾构机刀盘驱动装置，包括与刀盘连接的驱动箱，位于驱动箱内的减速机、马达和密封润滑系统，驱动箱为半封闭环形箱体，其前端面为开口状，其后端为留有动力驱动安装孔的封闭结构，其中部为空心结构；驱动箱的外部设置有驱动箱法兰，将驱动箱与盾体通过第三双头螺栓固定连接；驱动箱内安装有主轴承、驱动环、减速机、马达、驱动齿圈、驱动小齿轮、密封系统和润滑系统。本发明专利技术通过驱动齿圈与主轴承的内圈分离，实现了可以对驱动齿圈进行单独的加工和维修；施工地质工况的不同，对盾构机刀盘驱动装置的输出转速和扭矩提出不同的要求，在不更换减速机、马达以及后配套等设备的前提下，通过更换驱动齿圈和驱动小齿轮，改变齿轮传动比，实现刀盘驱动装置的输出不用的驱动参数，降低更换零部件的成本，提高施工进度。

【技术实现步骤摘要】
可变参数压力平衡盾构机刀盘驱动装置
本专利技术专利涉及盾构刀盘驱动领域，具体为一种可变参数压力平衡盾构刀盘驱动装置。
技术介绍
盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，盾构隧道掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程，它是一种隧道掘进的专用工程机械。目前使用的盾构机，其刀盘的驱动装置直接与动力驱动连接，动力驱动直接带动刀盘转动，从而进行隧道的掘进。传统上，将驱动装置的主轴承与齿圈设计为一个整体，此种设计虽然节省了空间，但增加了加工成本和维修成本；由于驱动装置在其寿命周期内，会在不同工况条件下施工，对刀盘的扭矩、转速等参数有不同的要求，反馈到盾构机内部，便对驱动系统、液压和控制系统提出不同的技术要求，这样就需要更换驱动系统中的主轴承、减速机、马达等部件来满足工况的要求，代价昂贵，且在更换主轴承、减速机和马达等部件的同时，需要进行停止施工，大量部件的更换，延长了施工进度。因此，根据盾构机掘进时不同工况条件，提供一种能够调整刀盘驱动参数，且减少减速机、马达等大量部件更换，降低施工成本，提高施工进度的压力平衡盾构机刀盘驱动装置，已经是一个值得研究的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种新型的盾构机刀盘驱动装置，该刀盘驱动装置主轴承与齿圈分离，可有效降低维修成本；通过更换连接件，而不需更换减速机、马达，即可输出不同扭矩和转速，实现驱动装置输出不同的参数（转速、扭矩），降低更换零部件成本及对施工进度的影响，提高施工进度，降低施工成本。本专利技术的目的是这样实现的：可变参数压力平衡盾构机刀盘驱动装置，包括与刀盘连接的驱动箱15，位于驱动箱15内的减速机、马达和密封润滑系统，所述的驱动箱15为半封闭环形箱体，其前端面为开口状，其后端为留有动力驱动安装孔的封闭结构，其中部为空心结构；所述的驱动箱15的外部设置有驱动箱法兰，将驱动箱15与盾体通过第三双头螺栓9固定连接；所述的驱动箱15内安装有主轴承、驱动环、减速机、马达、驱动齿圈、驱动小齿轮、密封系统和润滑系统；所述的主轴承包括主轴承内圈4和主轴承外圈8，主轴承内圈4和主轴承外圈8之间为轴承滚子；所述的主轴承外圈8与驱动箱15通过第四双头螺栓7固定连接，相对于驱动箱15静止不动；主轴承内圈4与驱动环5固定连接；所述的驱动环5同时与刀盘支撑、驱动齿圈14固定连接；刀盘支撑上安装有刀盘；所述的驱动齿圈14与驱动小齿轮12啮合；所述的驱动环5前端由第一双头螺栓3与刀盘法兰和主轴承内圈4连接,后端通过第二双头螺栓与驱动齿圈14连接；所述的密封系统包括外密封系统6和内密封系统1；所述的外密封系统6位于驱动环5与驱动箱15之间；所述的内密封系统1位于驱动箱15与大隔环2之间；所述的大隔环2与驱动箱15和驱动环5、以及盾体共同组成土仓；所述的润滑系统包括设置在驱动箱15上与主轴承连通的主轴承润滑通道10；与驱动小齿轮12周围轴承连通的第一轴承润滑通道11和第二润滑轴承通道13。积极有益效果：本专利技术通过驱动齿圈与主轴承的内圈分离，实现了可以对驱动齿圈、主轴承进行单独的加工和维修，降低维修成本。根据施工工况的需求，在不更换减速机、马达以及后配套等设备的前提下，可以通过更换驱动齿圈和驱动小齿轮，实现不同的传动比，达到两种驱动输出参数，降低更换零部件的成本和提高施工进度。附图说明图1为专利技术的结构示意图一；图2为图1的A-A向低传动比时结构示意图一；图3为图1的A-A向高传动比时结构示意图二；图4为两种不同输出参数时所用齿圈和驱动齿轮的截面图示意图；图5为本专利技术的驱动箱结构示意图；图6为图5的B-B向剖视图；图7为本专利技术的驱动环示意图；图8为图7的C-C向剖视图；图中为：内密封系统1、大隔环2、第三双头螺栓3、主轴承内圈4、驱动环5、外密封系统6、第四双头螺栓7、主轴承外圈8、第三双头螺栓9、主轴承润滑通道10、第一轴承润滑通道11、驱动小齿轮12、第二润滑轴承通道13、驱动齿圈14、驱动箱15。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步的说明：如图1、图2、图3所示，可变参数压力平衡盾构机刀盘驱动装置，包括与刀盘连接的驱动箱15，位于驱动箱15内的减速机、马达和密封润滑系统，所述的驱动箱15为半封闭环形箱体，其前端面为开口状，其后端为留有动力驱动安装孔的封闭结构，其中部为空心结构；所述的驱动箱15的外部设置有驱动箱法兰，将驱动箱15与盾体通过第三双头螺栓9固定连接；所述的驱动箱15内安装有主轴承、驱动环、减速机、马达、驱动齿圈、驱动小齿轮、密封系统和润滑系统；所述的主轴承包括主轴承内圈4和主轴承外圈8，主轴承内圈4和主轴承外圈8之间为轴承滚子；所述的主轴承外圈8与驱动箱15通过第四双头螺栓7固定连接，相对于驱动箱15静止不动；主轴承内圈4与驱动环5固定连接；所述的驱动环5同时与刀盘支撑、驱动齿圈14固定连接；刀盘支撑上安装有刀盘，使得主轴承对整个刀盘起到支撑的作用；所述的驱动齿圈14与驱动小齿轮12啮合；如图7、图8所示，所述的驱动环5前端由第一双头螺栓3与刀盘法兰和主轴承内圈4连接,后端通过第二双头螺栓与驱动齿圈14连接；所述的密封系统包括外密封系统6和内密封系统1；所述的外密封系统6位于驱动环5与驱动箱15之间；所述的内密封系统1位于驱动箱15与大隔环2之间；所述的大隔环2与驱动箱15和驱动环5共同组成土仓；减小了驱动箱15的内部空间，减少齿轮油使用量；如图5、图6所示，所述的润滑系统包括设置在驱动箱15上与主轴承连通的主轴承润滑通道10；与驱动小齿轮12周围轴承连通的第一轴承润滑通道11和第二润滑轴承通道13。由于采用上述设计，可以实现单独更换或维修驱动齿圈14和主轴承；可安装具有不同分度圆直径的驱动齿圈14，同时安装与驱动齿圈14匹配的驱动小齿轮12。如图4所示，为两种不同搭配使用的驱动齿圈14和驱动小齿轮12。当盾构机进行掘土前进的时候，驱动小齿轮带动驱动齿圈转动，进一步带动驱动环、主轴承内圈、刀盘支撑转动，刀盘支撑上的刀盘在动力驱动下旋转，从而挖掘刀盘前方的泥土。本专利技术的盾构机刀盘驱动装置，实现了驱动齿圈与主轴承的内圈分离，可以单独加工与维修驱动齿圈，有效降低加工维修成本；在不同地质不同标段施工时，驱动装置需要输出两种参数（扭矩、转速）：当刀盘需要大扭矩低转速时，采用如图2和图4（a）所示的驱动小齿轮和驱动齿圈；当刀盘需要小扭矩高转速时，采用如图3和图4（b）所示的驱动小齿轮和驱动齿圈。上述的设计，在不更换减速机、马达以及后配套等设备的前提下，只更换驱动齿圈和驱动小齿轮，实现不同的传动比，达到两种驱动输出参数。相对于减速机、马达以及后配套等设备，更换驱动齿圈和驱动小齿轮的成本非常低。因此该盾构机刀盘驱动装置适合在盾构机领域推广。以上实施案例仅用于说明本专利技术的优选实施方式，但本专利技术并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
可变参数压力平衡盾构机刀盘驱动装置，包括与刀盘连接的驱动箱（15），位于驱动箱（15）内的减速机、马达和密封润滑系统，其特征在于：所述的驱动箱（15）为半封闭环形箱体，其前端面为开口状，其后端为留有动力驱动安装孔的封闭结构，其中部为空心结构；所述的驱动箱（15）的外部设置有驱动箱法兰，将驱动箱（15）与盾体通过第三双头螺栓（9）固定连接；所述的驱动箱（15）内安装有主轴承、驱动环、减速机、马达、驱动齿圈、驱动小齿轮、密封系统和润滑系统。

【技术特征摘要】
1.可变参数压力平衡盾构机刀盘驱动装置，包括与刀盘连接的驱动箱（15），位于驱动箱（15）内的减速机、马达、密封系统和润滑系统，其特征在于：所述的驱动箱（15）为半封闭环形箱体，其前端面为开口状，其后端为留有动力驱动安装孔的封闭结构，其中部为空心结构；所述的驱动箱（15）的外部设置有驱动箱法兰，将驱动箱（15）与盾体通过第三双头螺栓（9）固定连接；所述的驱动箱（15）内安装有主轴承、驱动环、减速机、马达、驱动齿圈、驱动小齿轮、密封系统和润滑系统；所述的主轴承包括主轴承内圈（4）和主轴承外圈（8），主轴承内圈（4）和主轴承外圈（8）之间为轴承滚子；所述的主轴承外圈（8）与驱动箱（15）通过第四双头螺栓（7）固定连接，相对于驱动箱（15）静止不动；主轴承内圈（4）与驱动环（5）固定连接；所述的驱动环（5）同时与刀盘支撑、驱动齿圈（14）固定连接；刀盘支撑上安装有刀盘；所述的驱动齿圈（14）与驱动小齿轮（12）啮合；所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡燕伟，郑康泰，卓兴建，常巍峰，蒲晓波，张宁川，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41