CN103307260B - 沟槽壁切削轮的动力传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沟槽壁切削轮的动力传动装置，其低速大扭矩马达与切削支架固定连接，低速大扭矩马达的输出轴与太阳轮通过花键连接，支承机座与切削支架固定连接，低速大扭矩马达、支承机座和切削轮毂三者的中心轴线重合，内齿轮与支承机座通过花键联接，行星架固定在切削轮毂的端盖上，切削轮毂的筒壁通过径向滑动轴承支承在支承机座的外圆上；在切削轮毂的筒壁与支承机座之间的环形缝隙通过密封装置进行密封而使切削轮毂内形成密闭内腔，低速大扭矩马达位于密闭内腔内；切削支架设有第一油道，支承机座设有第二油道，来自切削轮毂的密闭内腔的马达泄露油能够依次经由第二油道、第一油道进入油箱。

Description

沟槽壁切削轮的动力传动装置

技术领域

    本发明属于机械技术领域，涉及一种沟槽壁切削工程中的切削轮单元，特别涉及一种切削轮单元的动力传动装置。

背景技术

沟槽壁切削设备主要用于在复杂地层条件下进行的沟槽施工，集机、电、液为一体，代表着地下沟槽施工技术发展的高水平。切削轮是整个沟槽壁切削设备最重要的执行机构，沟槽壁切削设备利用还布有若干切削刀齿的切削轮输出大扭矩，对土层、岩层进行旋转切削。切削轮受到沟槽壁成槽宽度的限制，切削轮的结构要求紧凑，整体体积有限，而且切削轮在灌有泥浆的深度槽孔内铣削工作，需要强力的密封装置防止泥浆渗入。

目前世界上普遍采用外置垂直安装于切削框架上的高速液压马达带动加长的传动轴，采用锥齿轮改变传动方向，将传动方向由垂直方向转为平行于切削轮中心轴线方向，再通过行星齿轮减速机构多级减速的方式将扭矩传递至切削轮毂，驱动切削轮旋转。但这种结构具有几个缺陷：一、垂直安装的高速马达与切削轮有一定距离，需要驱动一根加长的传动轴，这对传动轴的加工精度要求非常高，不易生产；二、高速马达转速快，且传动轴轴承润滑不够充分，容易磨损，需要经常维护保养，使用寿命短；三、采用锥齿轮改变传动方向，行星齿轮机构多级减速，减速比大，传动结构复杂，对制造精度要求高，拆装维护难度大。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种大扭矩输出且整体尺寸符合施工要求，内部结构紧凑，不易磨损，密封性能好，加工组装要求精度不高，使用寿命更长并易于生产的沟槽壁切削轮的动力传动装置。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明沟槽壁切削轮的动力传动装置包括：双向输出的低速大扭矩马达、一级行星齿轮减速机构、切削轮毂、径向滑动轴承及其支承机座；所述一级行星齿轮减速机构包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿轮；所述低速大扭矩马达与切削支架固定连接，所述低速大扭矩马达的输出轴与太阳轮通过花键连接，所述支承机座与切削支架固定连接，所述低速大扭矩马达的中心轴线、支承机座的中心轴线和切削轮毂的中心轴线重合，所述内齿轮与所述支承机座通过花键联接，所述行星架固定在切削轮毂的端盖上，切削轮毂的筒壁通过所述径向滑动轴承支承在所述支承机座的外圆上；在切削轮毂的筒壁与支承机座之间的环形缝隙通过密封装置进行密封而使切削轮毂内形成密闭内腔，所述低速大扭矩马达位于所述密闭内腔内；所述切削支架设有第一油道，支承机座设有第二油道，所述第一油道的进油口与第二油道的出油口连通，第一油道的出油口与油箱连通，所述第二油道的进油口与切削轮毂的密闭内腔连通，来自切削轮毂的密闭内腔的马达泄露油能够依次经由第二油道、第一油道进入油箱。

    进一步地，本发明在切削轮毂的筒壁与支承机座之间的环形缝隙是通过成对使用的泛塞密封装置进行密封。

进一步地，本发明在所述第一油道与油箱之间的回油管路上安装有节流装置。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1)      本发明将双向输出的低速大扭矩马达、一级行星齿轮减速机构与切削轮毂结合在一起，在确保满足沟槽壁切削轮大扭矩输出的情况下，整体结构相对更为紧凑。

2)    本发明采用的双向输出的低速大扭矩马达自身可以输出大扭矩，因此对行星齿轮减速机构的减速比要求不高，减速比可选范围广泛，利于行星齿轮减速机构的制造，对加工精度要求相对较低。

3)      本发明中行星齿轮减速机构，利用内齿轮小幅径向浮动对各个行星轮进行均载，可有效缓冲切削轮工作过程中不可避免的振动，更好地保护沟槽壁切削轮的动力传动装置。

4)      本发明的双向输出的低速大扭矩马达的泄漏油可以作为一级行星齿轮减速机构、径向滑动轴承和滚动轴承的润滑油，并且使切削轮毂的密闭内腔中充满液压油，保证双向输出的低速大扭矩马达壳体内外压差几乎为零，且马达转速低，同时密闭内腔中的动力传动装置润滑充分，可以更好地保护马达、行星齿轮减速机构和轴承，减少磨损，延长沟槽壁切削轮的使用寿命。

5)      本发明依靠双向输出的低速大扭矩马达泄漏油平衡切削轮毂的密闭内腔中油液压力与切削轮外部泥浆压力，有效地减小泛塞密封装置两端压差，保证沟槽壁切削轮良好的密封效果。

附图说明

图1 是沟槽壁切削轮装置的外部结构示意图；

图2 是图1的A-A剖视图（不含切削轮）；

图3是图2中的B部的放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明详加描述。

如图1所示，整个沟槽壁切削轮装置1由切削轮3、切削支架8和本发明沟槽壁切削轮的动力传动装置三部分组成。沟槽壁切削轮的动力传动装置依靠切削支架8进行固定支承，沟槽壁切削轮装置1利用切削轮毂4输出大扭矩，驱动环布有若干切削刀齿2的切削轮3，对土层、岩层进行旋转切削，切削轮3通过螺纹连接方式固定在切削轮毂4上，并可拆卸；切削轮毂4由切削轮毂的筒壁5和切削轮毂的端盖6两部分组成。

为了保证在满足沟槽壁切削轮大扭矩输出情况下，切削轮整体尺寸符合施工要求，内部结构足够紧凑，如图2所示，将双向输出的低速大扭矩马达7固定在切削支架8上，同时驱动两个行星齿轮减速机构，双向输出的低速大扭矩马达7的中心轴线与切削轮毂4的中心轴线重合。行星齿轮减速机构采用一级行星齿轮传动，双向输出的低速大扭矩马达7的输出轴10与行星齿轮减速机构的太阳轮11花键连接，作为该行星齿轮减速机构的动力输入端；行星架12作为该行星齿轮减速机构的动力输出端，固定在切削轮毂的端盖6上，驱动切削轮毂4旋转；内齿轮13与支承机座15花键联接，并不旋转，该行星齿轮减速机构采用行星架12旋转而内齿轮13不动的方式。为了提高沟槽壁切削轮的抗振性能，内齿轮13可小幅径向浮动，当行星轮14载荷不均时，内齿轮13根据受力不同，进行微小的位置调整，而对各行星轮14在内齿轮13位置可调范围内实现均载，可以有效抵消沟槽壁切削轮工作过程中不可避免的冲击与振动。支承机座15与切削支架8固定连接，并装有密封圈对连接处进行静密封，所述支承机座15的中心轴线与切削轮毂4的中心轴线重合。径向滑动轴承16内圈为摩擦面，以过盈配合方式固定在支承机座15外圆上，外圈为滑动面，支承旋转的切削轮毂4，承受径向重载。滚动轴承20及其挡圈21安装在太阳轮11的中心轴上，对切削轮毂4起到轴向固定的作用。在切削轮毂的筒壁5与支承机座15之间的环形缝隙安装有泛塞密封装置17，由于泛塞密封装置17是一种单边动密封装置，因此本发明需要成对使用泛塞密封装置17对切削轮毂4进行密封。由此，在被密封的切削轮毂4内形成密闭内腔9，双向输出的低速大扭矩马达7装置于密闭内腔9内。

为了减少沟槽壁切削轮中动力传动装置的磨损，提高切削轮动密封性能，如图3所示，本发明的切削支架8设有第一油道18，支承机座15设有第二油道19，第一油道18的进油口18-1与第二油道19的出油口19-2连通，第一油道18的出油口18-2与油箱23连通，第二油道19的进油口19-1与切削轮毂4的密闭内腔9连通。由于双向输出的低速大扭矩马达7内置于切削轮毂4的密闭内腔9中，因此该马达的泄漏油会自动流入密闭内腔9中，并依次经由密闭内腔9顶部的第二油道19、第一油道18进入油箱23。由此，双向输出的低速大扭矩马达7的泄漏油可以作为一级行星齿轮减速机构、径向滑动轴承16和滚动轴承20的润滑油，并且使切削轮毂4的密闭内腔9中充满液压油，可以减少密闭内腔9中的动力传动装置的磨损，并能保证双向输出的低速大扭矩马达7壳体内外压差很小，延长该马达的使用寿命。进一步地，由于沟槽壁切削轮在灌有泥浆的深度槽孔内铣削工作，为了防止泥浆渗入，需要有良好的密封效果，本发明可在第一油道的出油口18-2与油箱23之间设置有节流装置22，由此可以调节双向输出的低速大扭矩马达7泄漏油的回油背压，进而控制密闭内腔9中的油液压力，以补偿沟槽壁切削轮在其工作深度下的泥浆压力，保持切削轮毂4的密闭内腔9中油压与切削轮毂4外部泥浆压力的平衡，使得泛塞密封装置17两端压差很小，提高沟槽壁切削轮的动密封性能，保护切削轮毂内部马达和传动装置。

Claims (3)

1.一种沟槽壁切削轮的动力传动装置，其特征是，包括双向输出的低速大扭矩马达（7）、一级行星齿轮减速机构、切削轮毂（4）、径向滑动轴承（16）及其支承机座（15）；所述一级行星齿轮减速机构包括太阳轮（11）、行星轮（14）、行星架（12）和内齿轮（13）；所述低速大扭矩马达（7）与切削支架（8）固定连接，所述低速大扭矩马达（7）的输出轴（10）与太阳轮（11）通过花键连接，所述支承机座（15）与切削支架（8）固定连接，所述低速大扭矩马达（7）的中心轴线、支承机座（15）的中心轴线和切削轮毂（4）的中心轴线重合，所述内齿轮（13）与所述支承机座（15）通过花键联接，所述行星架（12）固定在切削轮毂的端盖（6）上，切削轮毂的筒壁（5）通过所述径向滑动轴承（16）支承在所述支承机座（15）的外圆上；在切削轮毂的筒壁（5）与支承机座（15）之间的环形缝隙通过密封装置（17）进行密封而使切削轮毂（4）内形成密闭内腔（9），所述低速大扭矩马达（7）位于所述密闭内腔（9）内；所述切削支架（8）设有第一油道（18），支承机座（15）设有第二油道（19），所述第一油道（18）的进油口（18-1）与第二油道（19）的出油口（19-2）连通，第一油道（18）的出油口（18-2）与油箱（23）连通，所述第二油道（19）的进油口（19-1）与切削轮毂（4）的密闭内腔（9）连通，来自切削轮毂（4）的密闭内腔（9）的马达泄露油能够依次经由第二油道（19）、第一油道（18）进入油箱（23）。

2.根据权利要求1所述的沟槽壁切削轮的动力传动装置，其特征是：在切削轮毂的筒壁（5）与支承机座（15）之间的环形缝隙是通过成对使用的泛塞密封装置（17）进行密封。

3.根据权利要求1或2所述的沟槽壁切削轮的动力传动装置，其特征是：在所述第一油道（18）与油箱（23）之间的回油管路上安装有节流装置（22）。