一种掘进机刀盘驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种掘进机刀盘驱动装置，包括至少两个动力驱动单元，多个所述动力驱动单元并联设置，并通过离合机构与刀盘驱动连接，所述动力驱动单元包括动力驱动件及变速变矩传动部件，所述动力驱动件与变速变矩传动部件驱动连接，各所述动力驱动单元的动力驱动件为不同功率的动力驱动件，所述变速变矩传动部件包括调整转速量和扭矩值的变速档位。本实用新型专利技术具有驱动效率高、装机功率利用率高，且适用不同软硬地质工况等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种掘进机刀盘驱动装置
本技术涉及掘进机领域，尤其涉及一种掘进机刀盘驱动装置。
技术介绍
掘进机是隧道施工中的重要施工机械，具有安全、可靠、环境影响小、劳动强度低、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。由于掘进机经常在复杂恶劣、地层地质多变的工作环境条件下施工，为适应不同工作环境，掘进机需要具备多种输出状态及速度扭矩可调等功能，而刀盘驱动装置作为隧道掘进机的关键组成部分，其需要具备速度调节范围宽、输出扭矩范围大等功能，其既要能经受重载荷大冲击，又要能适应中等载荷、冲击频率高的施工工况。具体讲，隧道掘进机的掘进转速转矩特性为：在软土地质情况下，刀盘在较小推进力作用下每转一圈的轴向推进量大，此时掘进装备的实际负载扭矩大，需采用低速大扭矩的盾构掘进模式；在硬岩地质情况下，即使刀盘驱动装置的推进力大，刀盘每转一圈的轴向贯入量仍较小，实际负载扭矩小，此时需提高刀盘转速，实现高速小扭矩的掘进模式。而现有的掘进机刀盘驱动装置通常采用单一级数的传动机构，其对地层地质的适应性差，当遇到软硬地质时，单一级数的传动机构无法调节刀盘驱动的转速和扭矩，其无法适用于多种地质工况，大大降低了隧道施工进度；同时，掘进机刀盘驱动装置的动力源主要采用单个变频电机驱动方式，变频电机在低速时能输出大的扭矩，但变频电机受到最大电磁转矩限制，当需提高输出扭矩时，则需增加电机功率，而在不需要大功率输出时，又将导致电机装机功率的浪费。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种驱动效率高、装机功率利用率高，且适用不同软硬地质工况的掘进机刀盘驱动装置。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种掘进机刀盘驱动装置，包括至少两个动力驱动单元，多个所述动力驱动单元并联设置，并通过离合机构与刀盘驱动连接，所述动力驱动单元包括动力驱动件及变速变矩传动部件，所述动力驱动件与变速变矩传动部件驱动连接，各所述动力驱动单元的动力驱动件的功率不同，所述变速变矩传动部件包括调整转速量和扭矩值的变速档位。作为上述技术方案的进一步改进：所述变速档位的级数至少为两级。所述离合机构设于所述动力驱动件与变速变矩传动部件之间。所述动力驱动单元通过第一传动齿轮与所述刀盘驱动连接。所述动力驱动单元还包括第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合传动，所述变速变矩传动部件的输出轴与第二传动齿轮固定连接。所述动力驱动件为电机或液压马达。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术采用多个驱动单元，并通过离合机构与刀盘驱动连接，可实现驱动单元的同步或非同步驱动，其驱动效率高，可保证一驱动单元故障时仍能保证刀盘的正常运转；动力驱动单元包括动力驱动件，各所述动力驱动单元的动力驱动件为不同功率的动力驱动件，在不同扭矩需求的工况下，可采用相应功率的动力驱动件驱动，有效避免了电机装机功率的浪费，装机功率利用率高；动力驱动单元包括变速变矩传动部件，变速变矩传动部件设有变速档位，通过变速档位调整转速量和扭矩值可实现刀盘驱动转速调节范围宽、扭矩调节范围大的目的，使得刀盘的驱动特性与岩石地质特性相匹配，可应对不同软硬地质的复杂工况，地质适应性强，有效优化了刀盘驱动装置性能，提高了隧道施工进度。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本技术进行更详细的描述。其中：图1为本技术的结构示意图。图2为本技术动力驱动单元的结构示意图。图3为本技术变速传动装置的档位级数示意图。图中各标号表示：1、动力驱动单元；11、动力驱动件；12、变速变矩传动部件；121、变速档位；13、第二传动齿轮；2、离合机构；3、第一传动齿轮；4、刀盘。具体实施方式下将结合说明书附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明，但并不因此而限制本技术的保护范围。如图1至图3所示，本实施例的掘进机刀盘驱动装置，包括至少两个动力驱动单元1，多个动力驱动单元1并联设置，并通过离合机构2与刀盘4驱动连接，可实现驱动单元的同步或非同步驱动，其驱动效率高，可保证一驱动单元故障时仍能保证刀盘4的正常运转；本实施例中，动力驱动单元1包括动力驱动件11及变速变矩传动部件12，各动力驱动单元1的动力驱动件11为不同功率的动力驱动件11，使得刀盘驱动装置在不同扭矩需求的工况下，可采用相应功率的动力驱动件11驱动，有效避免了电机装机功率的浪费，装机功率利用率高；动力驱动件11与变速变矩传动部件12驱动连接，变速变矩传动部件12包括变速档位121，通过变速档位121可调整转速量和扭矩值，实现刀盘4驱动转速调节范围宽、扭矩调节范围大的目的，使得刀盘4的驱动特性与岩石地质特性相匹配，可应对不同软硬地质的复杂工况，地质适应性强，有效优化了刀盘驱动装置性能，提高了隧道施工进度。如图3，本实施例中，所述变速档位121的级数至少为两级，变速档位121的级数可根据实际刀盘4转速、扭矩的需求进行调整，变速档位121的调节可采用人工手动调节或自动控制调节，通过变速挡位的级数调节可调整刀盘4驱动转速和扭矩的输出量。具体讲，在大扭矩的盾构工作模式下，掘进的软地质造成刀盘4的实际负载扭矩大，而动力驱动件11在低速时扭矩有限，为了实现高效低速大扭矩掘进，需要降低转速且增大扭矩，此时，需采用变速变矩传动部件12通过降低变速档位121级数来减小转速并增大扭矩；载高速小扭矩的盾构工作模式下，硬岩地质造成掘进机实际扭矩小，刀盘4转速增大以提高掘进速度，在提供小扭矩高转速情况下，采用变速变矩传动部件12通过增加变速档位121级数来提高转速并减小扭矩。本技术的掘进机刀盘驱动装置具有低速大扭矩和高速小扭矩驱动两种盾构工作模式，这两种工作模式优化了刀盘驱动装置的性能，增强了刀盘4驱动能力的适应性范围，使得掘进机刀盘驱动装置能够应对各种不同的复杂地质工况。本实施例中，离合机构2设于动力驱动件11与变速变矩传动部件12之间，离合机构2用于满足传动分合的功能要求，实现驱动单元的同步或非同步驱动，其驱动效率高，保证了在一驱动单元故障时刀盘4仍能正常运转；同时，可根据刀盘4的不同扭矩需求，通过离合机构2控制相应功率的动力驱动件11启动，避免电机装机功率的浪费。本实施例中，动力驱动单元1通过第一传动齿轮3与刀盘4驱动连接，动力驱动单元1还包括第二传动齿轮13，第二传动齿轮13与第一传动齿轮3啮合传动，变速变矩传动部件12的输出轴与第二传动齿轮13固定连接，通过改变变速变矩传动部件12的变速档位121级数可调节与刀盘4连接的第一传动齿轮3的转速和扭矩的输出量。本实施例中，多个动力驱动单元1可自由组合和分配在掘进机刀盘驱动装置的安装空间，且动力驱动单元1的安装根据掘进机内部空间大小进行空间布置，方便拆装。本实施例中，动力驱动件11采用功率低、体积小、质量轻的动力马达，提高了动力驱动单元1的安装空间，方便了其他装置的布置，动力马达包括不同类形的电机或液压马达等动力设备。虽然已经参考优选实施例对本技术进行了描述，但在不脱离本技术的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掘进机刀盘驱动装置，其特征在于，包括至少两个动力驱动单元，多个所述动力驱动单元并联设置，并通过离合机构与刀盘驱动连接，所述动力驱动单元包括动力驱动件及变速变矩传动部件，所述动力驱动件与变速变矩传动部件驱动连接，各所述动力驱动单元的动力驱动件的功率不同，所述变速变矩传动部件包括调整转速量和扭矩值的变速档位。

【技术特征摘要】
1.一种掘进机刀盘驱动装置，其特征在于，包括至少两个动力驱动单元，多个所述动力驱动单元并联设置，并通过离合机构与刀盘驱动连接，所述动力驱动单元包括动力驱动件及变速变矩传动部件，所述动力驱动件与变速变矩传动部件驱动连接，各所述动力驱动单元的动力驱动件的功率不同，所述变速变矩传动部件包括调整转速量和扭矩值的变速档位。2.根据权利要求1所述的掘进机刀盘驱动装置，其特征在于，所述变速档位的级数至少为两级。3.根据权利要求1所述的掘进机刀盘驱动装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐震，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43