CN103161473B - 一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置，包括：一箱体，一均匀分布于箱体上的若干个动力装置，所述每个动力装置包括电动机以及电动机驱动的行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器输出轴上安装一小齿轮，均匀分布的小齿轮像行星轮一样合流驱动中心轮，中心轮与驱动主轴花键连接，若干个动力装置产生的动力通过各自的小齿轮合流驱动中心轮后，将动力传递给驱动主轴，驱动主轴进而驱动与驱动主轴连接的驱动刀盘转动。本发明具有结构新颖、设计合理、可靠性高等优点，有效的解决了国内刀盘驱动装置体积大、驱动力小、可承受轴向顶力小、密封性能不好的缺点。

Description

一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置

技术领域

本发明涉及工程设备，具体涉及一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置。

背景技术

刀盘驱动装置是泥水平衡顶管机的核心部件之一，其性能的好坏将决定顶管机的整机性能。

泥水平衡顶管机驱动装置由于受地下工作条件的限制，其需具备体积小，驱动功率大的特点，如何保证在尺寸有限的范围内获得较大的驱动功率是许多国内生产企业较难突破的关键技术难点；

其次驱动刀盘在工作时由于刀盘的旋转与进给使得驱动装置主轴会承受较大的轴向力，如何解决驱动装置在承受较大轴向力的情况下依然能可靠的工作也是其需要突破的关键点；

最后，由于泥水平衡顶管机工作环境较为恶劣，其需具备较高的密封性能，若其密封性能不好，泥水、沙浆等杂质进入驱动装置箱体内将会迅速使驱动装置损坏，因此如何解决驱动装置高可靠的密封性能也成为国内顶管机生产企业的较为棘手的问题。

发明内容

针对目前国内顶管机驱动装置整体性能水平不高的局面，提出一种在结构上新颖、设计上合理、尺寸小，驱动功率大、密封性能好并具有高可靠性的泥水平衡顶管机刀盘驱动装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置，包括：

一箱体，

一均匀分布于箱体上的若干个动力装置，所述每个动力装置包括电动机以及电动机驱动的行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器输出轴上安装一小齿轮，均匀分布的小齿轮合流驱动中心轮，中心轮与驱动主轴采用花键形式连接，

若干个动力装置产生的动力通过各自输出轴上的小齿轮合流驱动中心轮后，将动力传递给驱动主轴，驱动主轴进而驱动与驱动主轴连接的驱动刀盘转动。

在本发明的一个优选实施例中，驱动主轴与箱体径向连接处设置一滑动轴承，滑动轴承在驱动装置工作时，通过润滑油脂管，将润滑脂源源不断的输送到滑动轴承的油槽内，保证了滑动轴承的润滑。

在本发明的一个优选实施例中，所述箱体采用土砂密封环进行密封。

在本发明的一个优选实施例中，所述驱动主轴上设一耐磨套，该耐磨套与驱动主轴采用过盈配合，所述的耐磨套外表面与土砂密封环连接，且与土砂密封环旋转接触的外表面采用中频淬火并镀硬铬。

在本发明的一个优选实施例中，所述驱动主轴上还设置一较大第一球面滚子推力轴承，确保了驱动主轴在受驱动刀盘较大顶力的作用下依然能可靠的工作。

在本发明的一个优选实施例中，所述驱动主轴后端设置一较小第二球面滚子推力轴承，与较大第一球面滚子推力轴承共同作用，保护驱动主轴的双向定位。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明具有结构新颖、设计合理、可靠性高等优点，有效的解决了国内刀盘驱动装置体积大、驱动力小、可承受轴向顶力小、密封性能不好的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的A向图。

图3为本发明的局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1和图2所述，一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置，包括：一箱体8，一均匀分布于箱体8上的若干个动力装置，所述每个动力装置包括电动机1以及电动机1驱动的行星齿轮减速器4，所述行星齿轮减速器4输出轴上安装一小齿轮，均匀分布的小齿轮像行星轮一样合流驱动中心轮7，中心轮7与驱动主轴6采用花键形式连接，

若干个动力装置产生的动力通过各自输出轴上的小齿轮合流驱动中心轮7后，将动力传递给驱动主轴6，驱动主轴6进而驱动与驱动主轴连接的驱动刀盘转动。

本发明的工作原理：

电动机1驱动行星齿轮减速器4作为驱动装置的动力源，该动力源采用8组的方式（电动机+减速器）被均匀的分布在箱体8上，这样装在行星齿轮减速器4输出轴上的小齿轮便像一系列行星轮合流驱动中心轮7，而中心轮7与驱动主轴6采用渐开线花键连接，这样合流的动力源便被传至驱动主轴6进而驱动刀盘（刀盘与驱动主轴采用渐开线花键连接）。

由于驱动刀盘在旋转、进给时会承受较大的轴向力（与驱动刀盘进给方向相反），而驱动刀盘被连接在驱动主轴6上，因此驱动主轴6也将承受了较大的轴向力，因此在设计时采用了一可承受较大轴向力的较大第一球面滚子推力轴承5，从而确保了驱动主轴6在受较大顶力的作用下依然能可靠的工作。

参照图3所示，由于驱动主轴6承受了较大的载荷且其与箱体8连接的径向尺寸有限，传统方式采用的滚动轴承其寿命将会很短进而影响整个驱动装置的寿命，因此根据驱动主轴工况特点（低速重载），设计了一种材料为铅青铜（ZCuAl10Fe3）的滑动轴承，该种材料的滑动轴承在润滑充分的条件下具有良好的低速重载性能，采用该种滑动轴承有效的解决了驱动装置主轴轴承工作寿命较短的问题。图1中9为润滑油脂管，其在驱动装置工作时，将润滑脂源源不断的输送到到滑动的油槽内，保证了滑动轴承10的润滑。

另外为防止泥水、土沙等杂质进入驱动箱体内使得驱动装置损坏，采用了材料为聚氨酯橡胶的土砂密封12进行密封（见附图1和2），该种材料的密封环较传统的密封材料（如NBR\HNBR）具有更好的耐磨性、更高的拉伸强度、更好的耐油和耐燃性，同时为防止土砂密封12与驱动主轴6长期旋转而磨损主轴，在驱动主轴6上采用过盈配合的方式加装一耐磨套11，该耐磨套11与土砂密封12旋转接触的外表面采用中频淬火并镀硬铬的工艺以提高其耐磨性，以上采用的密封方法、工艺及选用的材料有效的保证了驱动装置的良好密封性能。

最后，在驱动主轴后端（远离驱动刀盘处），设计一规格较小的第二球面滚子推力轴承3和锁紧螺母2，防止驱动主轴向驱动刀盘进给方向移动的可能性，它们与较大第一球面滚子推力轴承5一起起到了驱动装置主轴双向定位的作用。

本发明的有益效果：

（1）、采用均布、多组行星齿轮减速器进行合流，保证在尺寸允许的情况上，为刀盘驱动主轴提供足够大的功率。

（2）、采用可承受较大轴向力的球面滚子推力轴承保证驱动主轴在轴向受较大顶力的作用下可靠的工作；

（3）、采用润滑充分、可承受低速重载材料（ZCuAl10Fe3）的滑动轴承来替代传统滚动轴承，解决了驱动装置主轴轴承由于受径向尺寸较小而寿命较短、无法满足实际需要的问题。

（4）、采用具有更好耐磨性、更高拉伸强度、更好的耐油和耐燃材料的聚氨酯橡胶作为密封材料，并采用三重密封的方式保证驱动装置具有优良的密封性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置，其特征在于，包括：

一箱体，

一均匀分布于箱体上的若干个动力装置，所述每个动力装置包括电动机以及电动机驱动的行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器输出轴上安装一小齿轮，均匀分布的小齿轮合流驱动中心轮，中心轮与驱动主轴采用花键形式连接，

若干个动力装置产生的动力通过各自输出轴上的小齿轮合流驱动中心轮后，将动力传递给驱动主轴，驱动主轴进而驱动与驱动主轴连接的驱动刀盘转动，驱动主轴与箱体径向连接处设置一滑动轴承，滑动轴承在驱动装置工作时，通过润滑油脂管，将润滑脂源源不断的输送到滑动轴承的油槽内，保证了滑动轴承的润滑；所述驱动主轴上还设置一较大第一球面滚子推力轴承，确保了驱动主轴在受驱动刀盘较大顶力的作用下依然能可靠的工作；所述驱动主轴后端设置一较小第二球面滚子推力轴承，与较大第一球面滚子推力轴承共同作用，保护驱动主轴的双向定位。

2.根据权利要求1所述的一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置，其特征在于：所述箱体采用土砂密封环进行密封。

3.根据权利要求2所述的一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置，其特征在于：所述驱动主轴上设一耐磨套，该耐磨套与驱动主轴采用过盈配合，所述的耐磨套外表面与土砂密封环连接，且与土砂密封环旋转接触的外表面采用中频淬火并镀硬铬。