土壓平衡盾構機分流輸出式風冷擺線減速箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及土壓平衡盾構機專用減速技術領域，是《土壓平衡盾構機擺線減速器》ZL201110091247.5的改進，一種土壓平衡盾構機分流輸出式風冷擺線減速箱。
[0002]本發明在減速箱輸出傳動齒輪與盾構機刀盤大齒圈之間引入了兩只分流齒輪，使減速箱承載力提高一倍，因而可減半裝配，節省了一筆可觀的三級行星減速器外匯支出。
【背景技術】
[0003]國家863“全斷面掘進機關鍵技術”子課題《土壓平衡盾構機大功率減速器》，長期以來掌握在德國海瑞克、維爾特、美國羅賓斯和日本三菱等公司手中。
[0004]土壓平衡盾構機是當前世界上最先進隧道施工機械，而《減速器》則是盾構機的核心部件，我國長期依賴進口。土壓平衡盾構機價格幾千萬，常年在戶外惡劣環境中工作，因此與之配套減速器的最大困難在于必須使用可靠、壽命長及高度輕量化(小體積、大扭矩)。
[0005]國外《土壓平衡盾構機大功率減速器》采用的三級行星串聯結構，國外產品的輕量化程度遠高于國內現有行星減速器。例如，某公司承擔的《土壓平衡盾構機大功率減速器》國家863計劃(2007?2010)，其結構與參數仿自國外產品:第一級25-20-65、第二級27-21-69、第三級24-24-72，輸出轉速η = 10.64rpm、輸出扭矩T = 76237Nm，樣機外型Φ570 X900、重量1012kg，分別為NBD-560型二級行星減速器的61%與55% (見于重慶大學博士論文《基于土壓平衡盾構機的大功率減速器數值仿真分析》)。
[0006]本發明人的發明專利《土壓平衡盾構機擺線減速器》ZL201110091247.5比之國家863項目《用于土壓平衡盾構機的大功率三級行星減速器》(200810231114.1)，其有益效果是:軸向尺寸比三級行星減速器縮短45?55%、制造成本低。
【發明內容】
[0007]本發明是《土壓平衡盾構機擺線減速器》ZL201110091247.5的改進，一種土壓平衡盾構機分流輸出式風冷擺線減速箱，其目的是:可減半裝配減速箱;提高熱功率及可定期清除潤滑油中的鐵質粉末，延長使用壽命。
[0008]本發明采用單級擺線取代三級行星減速的有益效果是縮短軸向尺寸、結構簡單、成本降低。理論依據是:《齒輪手冊》(上)8-3頁:擺線11 = 0.93?0.95;朱孝錄《齒輪傳動設計手冊》6頁、《齒輪手冊》上1-12頁:擺線效率n = 0.9?0.98 ?0.94。
[0009]研究發現，我的發明《土壓平衡盾構機擺線減速器》ZL201110091247.5忽視了一個最重要的《熱功率》問題，發明專利中沒有涉及解決減速器熱功率的技術方案，論文《土壓平衡盾構行星減速器熱平衡分析及溫升控制研究》(15頁)指出:
[0010]“盾構機行星減速器傳遞功率大，體積小，且在封閉的地下施工，散熱條件差，若產生的熱量不能及時耗散到周圍環境中，會導致潤滑油溫過高，使齒輪膠合失效。”
[0011]論文63頁:“土壓平衡盾構行星減速器處于封閉空間，采用何種方法將產生的熱及時耗散掉，對保證盾構機正常運行具有重要意義。”
[0012]為了實現發明專利的目的，本發明采用如下技術方案:
[0013]本發明采用如下技術方案:
[0014](技術方案一)內圓筒為雙區式薄壁圓筒，包括嚙合區與非嚙合區，其中嚙合區從立式機座I輸入端裝進，嚙合區法蘭圈與立式機座內法蘭圈連接，非嚙合區置于立式機座之夕卜，非嚙合區的圓環壁與立式機座外法蘭圈連接，立式機座內表面與嚙合區外表面圍接成密閉的夾層，立式機座頂部設有進風口，立式機座的底部設有出風口，嚙合區的內徑比非嚙合區的內徑小30_?60mm，將盾構機供風系統的風引入箱體密閉夾層，密閉夾層冷卻容量大，提高熱功率的效果遠優于外吹式；
[0015](技術方案一)內圓筒輸入端與大端蓋連接一體，立式機座的兩側法蘭圈分別與內圓筒外法蘭圈及大端蓋圓環面連接緊固，從而圍接成密閉的夾層，立式機座頂部設有進風口，底部設有出風口，將盾構機供風系統的風引入箱體密閉夾層，密閉夾層冷卻容量大，提高熱功率的效果遠優于外吹式；
[0016](技術方案二)內圓筒輸出端內孔用第二、三軸承支承輸出軸，內圓筒的輸入端內孔連接針齒殼，因而嚙合區是力的作用區；
[0017](技術方案三)大端蓋底部設有蝶閥，蝶閥包括閥桿與圓筒閥體，閥桿連接的圓形蝶板可在圓筒閥體圓形通道中轉動實現開、閉，圓筒閥體的端部連接可拆卸油杯，油杯內有磁性物，可定期將混在潤滑油中的鐵質粉末取出；
[0018](技術方案四)傳動齒輪與兩側分流齒輪嚙合，分流齒輪與回轉刀盤大型內齒圈嚙合。本發明所采用的技術方案的理論依據如下:
[0019](A)博士論文《土壓平衡盾構行星減速器熱平衡分析及溫升控制研究》為風冷卻提高熱功率提供了理論依據。論文指出:
[0020]“76頁:風速對行星輪系的熱平衡具有重要影響，隨著冷卻風速的加大，行星傳動系統熱平衡時間縮短，當風速分別為1m/s與14m/s時，則熱平衡時間分別為6小時與4.5小時。”
[0021]“93頁:隧道內的風速可通過盾構機供風系統進行調節，因此本論文提出用風速調控盾構機行星減速器溫升。”；
[0022](B)理論研究表明，傳動中的嚙合副，出現齒面損耗是不可避免的:
[0023](a)上海機械學院《機械設計基礎》上103頁:“齒輪傳動裝備使用一段時間后拆下可發現輪齒表面出現磨損痕跡，特別在潤滑較差或潤滑油不純潔的條件下，磨損現象更為明顯，輪齒根部磨損較頂部嚴重，小齒輪磨損又較大齒輪嚴重。磨損是由于接觸面之間有作用力和相對滑動造成的。…齒廓間有了相對滑動長度A S，表明齒廓要磨損。”
[0024](b)朱孝錄《齒輪傳動設計手冊》94頁:在動力齒輪傳動中，輪齒表面由于滑動磨損、腐蝕、過熱等等，因而出現齒面損耗是不可避免的。
[0025](C)蝶閥是用圓形蝶板作啟閉件并隨閥桿轉動來開啟、關閉和調節流體通道的一種閥門。蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內，圓盤形蝶板繞著閥桿軸線旋轉，旋轉角度為0°?90°，旋轉到90°時，閥門則全開。
[0026]有益技術效果本發明能產生下述為本領域技