一种掘进机及其能实现温度实时监测的主驱动轴端密封制造技术

本发明专利技术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。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种掘进机及其能实现温度实时监测的主驱动轴端密封


[0001]本专利技术属于掘进机
，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。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术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，本专利技术能够实现掘进机主驱动密封界面温度的原位实时监测。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]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。
[0006]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。
[0007]优选的，弹性机构采用弹簧或簧片。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]优选的，温度传感器中的基底层一侧朝向动密封橡胶圈。
[0011]优选的，电阻条的布局形状为等距双螺旋状。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]本专利技术还提供了一种掘进机，该掘进机具有本专利技术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。
[0015]本专利技术具有如下有益效果：
[0016]本专利技术掘进机的能实现温度实时监测的主驱动轴端密封中，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，因此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。通过在安装孔内设置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，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寿命和可靠性。
[0017]进一步的，封装外壳的内腔在电阻芯片的外部填充有灌封胶，能够提高温度传感器的抗震性，还能够防止电阻芯片被污染失效。
[0018]进一步的，电阻芯片中的基底层具有良好的绝缘性和耐磨损的功能，能够进一步提升整个温度传感器的耐磨损性能，黏附层能够增强敏感层和基底层的粘附能力，钝化层具有致密、绝缘、耐高温和防腐蚀的特点，有助于保护敏感层免受外界污染，从而提高温度传感器使用的可靠性。
[0019]进一步的，温度传感器中的基底层一侧朝向动密封橡胶圈，因此利用基底层和粘附层还能进一步保护敏感层。
[0020]进一步的，电阻条的布局形状为等距双螺旋状，能够大幅度降低焦耳自热效应，有效避免了热应力集中，从而进一步提高测温精度。
附图说明
[0021]图1为本专利技术电阻芯片的剖面图
[0022]图2为本专利技术温度传感器纵剖面图；
[0023]图3为本专利技术温度传感器封装底部结构示意图；
[0024]图4为本专利技术温度传感器与弹性机构装配示意图；
[0025]图5为本专利技术敏感层结构正面示意图；
[0026]图6(a)为本专利技术掘进机主驱动密封整体剖面图；图6(b)为图6(a)中B部放大图；
[0027]图7(a)为图6(a)中A部放大示意图(安装温度传感器于弹性机构前)；图7(b)为图6(a)中A部放大示意图(安装温度传感器于弹性机构后)
[0028]图8为本专利技术电阻芯片制作工艺流程图。
[0029]附图中：1
‑
电阻芯片，2
‑
封装外壳，3
‑
弹性机构，4
‑
灌封胶，5
‑
信号引线，6
‑
基底层，7
‑
粘附层，8
‑
敏感层，9
‑
钝化层，10
‑
电阻条焊盘，12
‑
动密封橡胶圈，13
‑
主驱动轴，14
‑
安装孔，15
‑
轴承端盖，16
‑
轴箱体，17
‑
六角螺栓，18
‑
温度传感器，19
‑
AR
‑
U400光刻胶，20
‑
电阻
条，21
‑
第一通孔，22
‑
第二通孔。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步地详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掘进机的能实现温度实时监测的主驱动轴端密封，其特征在于，包括主驱动轴(13)、动密封橡胶圈(12)和温度传感器(18)，动密封橡胶圈(12)套设在主驱动轴(13)上，主驱动轴(13)在其与动密封橡胶圈(12)的接触界面设有安装孔(14)，温度传感器(18)设置于安装孔(14)内，温度传感器(18)表面与动密封橡胶圈(12)直接接触，安装孔(14)内还设有用于支撑温度传感器(18)并使得温度传感器(18)与动密封橡胶圈(12)保持接触的弹性结构(3)。2.根据权利要求1所述的一种掘进机的能实现温度实时监测的主驱动轴端密封，其特征在于，安装孔(14)为一阶梯孔，安装孔(14)包括大径段和小径段，安装孔(14)靠近动密封橡胶圈(12)的一端为大径段，温度传感器(18)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(18)与大径段的底部之间，温度传感器(18)上连接的信号引线(5)从所述小径段引出。3.根据权利要求1所述的一种掘进机的能实现温度实时监测的主驱动轴端密封，其特征在于，弹性机构(3)采用弹簧或簧片。4.根据权利要求1所述的一种掘进机的能实现温度实时监测的主驱动轴端密封，其特征在于，温度传感器(18)包括电阻芯片(1)、封装外壳(2)和信号引线(5)，电阻芯片(1)设置于所述封装外壳(2)内，信号引线(5)与所述电阻芯片(1)连接并从封装外壳(2)穿出，封装外壳(2)的内腔在电阻芯片(1)的外部填充有灌封胶(4)。5.根据权利要求4所述的一种掘进机的能实现温度实时监测的主驱动轴端密封，其特征在于，电阻芯片(1)包括基底层(6)、黏附层(7)、敏感层(8)和钝化层(9)，黏附层(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗国希，陈科，周文科，张乾坤，赵立波，蒋庄德，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：