專利名稱：土壓平衡盾構(gòu)機內(nèi)擺線減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及盾構(gòu)機減速技術(shù)領(lǐng)域，一種土壓平衡盾構(gòu)機內(nèi)擺線減速器。
背景技術(shù)：
中信重工機械公司、洛陽礦山機械設(shè)計研究院《用于土壓平衡盾構(gòu)機的大功率三級行星減速器》(200810231114. 1)是國家2007-2010三年863計劃項目。該項目是當(dāng)前世界上最先進(jìn)隧道施工機械-土壓平衡盾構(gòu)機核心部件，我國長期依賴進(jìn)口，交貨時間長、價
格昂貴。該發(fā)明構(gòu)思系建立在①成大先《機械設(shè)計手冊》卷3.圖14-5-31 ；②朱孝錄《齒輪傳動設(shè)計手冊》圖7-23 ；③《懸浮均載行星齒輪減速器》95243413. X ；④張展《行星差動傳動裝置》圖8-4 ；⑤饒振鋼《行星齒輪傳動設(shè)計》圖10-9基礎(chǔ)上。該發(fā)明稱效率> 97%，但由朱孝錄《齒輪傳動設(shè)手冊》1030頁、《機械傳動裝置選用手冊》393頁；張展《行星差動傳動裝置》310頁單級行星(NAD)效率η = 0. 98，因而可以得出背景技術(shù)三級行星減速的總效率應(yīng)為η = 0 . 983 = 0 . 941。據(jù)報導(dǎo)，減速器(150kW，外形Φ 570 X 1000)已通過國家863專家組驗收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的提供一種軸向尺寸短45-55%土壓平衡盾構(gòu)機內(nèi)擺線減速器。技術(shù)方案土壓平衡盾構(gòu)機價格幾千萬，常年在戶外惡劣環(huán)境中工作，因此與之配套減速器的最大困難在于必須具有很高承載能力、外形小及使用可靠、壽命長。維爾特NFM盾構(gòu)機減速器功率=150kW，最大理論扭矩=154200Nm.脫困扭矩為最大理論扭矩的1. 30倍。據(jù)《機械設(shè)計手冊》(成大先)卷4. 16-127頁，現(xiàn)代最先進(jìn)8275 (即日本住友 6275)型外形 <ji986X1462、2460kg，承載能力 = IOOOrpm, i = 87、N1 = 51. 3kff, T2 = 39400(Nm)。顯然，日本住友6000型擺線不能用作維爾特NFM盾構(gòu)機減速器。現(xiàn)描述改進(jìn)技術(shù)方案朱孝錄《齒輪傳動設(shè)計手冊》6頁、《齒輪手冊》上，1-12頁擺線效率η = 0. 9 0. 98 = 0. 94，這與背景技術(shù)總效率η = 0. 941相同，因而可取代三級行星減速器。(A)用內(nèi)擺線輪便取代了由針齒殼、針齒及針齒套構(gòu)成的針輪。其優(yōu)點(1)結(jié)構(gòu)簡單、另件少；⑵單級減速比很大，減速比大于59時毋須抽齒，同時由于內(nèi)齒擺線輪與外齒擺線輪為純滾動嚙合，因此在輸入功率相同情況下，體積降低1個等級。比照普通擺線接觸強度計算結(jié)果，表明內(nèi)擺線承載能力可提高2-3倍，可將傳統(tǒng)單級最大減速比87增大到 143 ；(B)傳統(tǒng)二片輪改為四片輪輸入軸上偏心的布置是一、二輪間及三、四輪間相位角均錯開180°，而二、三輪間相位角相同，優(yōu)點在于輸入軸上的回轉(zhuǎn)質(zhì)量處于靜平衡、動平衡狀態(tài)，使傳動更平穩(wěn)；
(C)采用籠形W輸出機構(gòu)用均布柱銷將輸出軸圓盤與均載盤聯(lián)接一體，其支承軸承置于W機構(gòu)的兩側(cè)，可大大減短減速器軸向尺寸，這對盾構(gòu)機減速器非常重要。接觸強度計算結(jié)果表明改進(jìn)后，承載能力為原擺線2-3倍，滿足設(shè)計要求。內(nèi)擺線嚙合副處于良好潤滑狀態(tài)，同時由于是凹-凸嚙合，當(dāng)量曲率半徑小，因而其接觸強度高于普通擺線。由于普通擺線輪齒-針齒接觸強度計算較簡單而可作為比照。計算如下擺線盾構(gòu)減速器參數(shù)N= 150kff, rii = IOOOrpm, i = 109，T2 = 146774Nm( η = 0. 94)，Rz = 250，e = 1. 50，K1 = 0. 66，K2 = 1. 586，Y1Hiax = 1. 361, b = 65mm，針套(齒) 半徑rz= P = 4. 50，半埋孔曲率半徑P 2 = 4. 509(孔Φ =9. 018)，若η 0.94，則四片即兩組二片時扭矩為T2 = 73388Nm于是由針銷作用在輪齒上的力Fmax = 2000T/ (K1RzZa) = 8161 (N)，(A)針齒與半埋孔接觸應(yīng)力σ Jmax = 0. 418 {FE(Pr1-P2^1)ZbI0-5 = 0. 418(8161X2. 12X IO5( P P 2_1/65}5 =45. 4 (MPa)許用接觸應(yīng)力[σJ = 633 (MPa)，E = 2. 12 X IO5MPa (注)(B)針齒與擺線輪接觸應(yīng)力Ojmax = (900/Rz) (YmaxT/b) 5 = 36 (1. 361 X 73388 X 9. 81/6. 5)0 5 = 13977 (kg/ cm2) = 1371 (MPa)許用接觸應(yīng)力[σJ = 1617 (MPa) (ΗΒ600-600)(注)(注)徐灝《機械設(shè)計手冊》卷1.4-289頁鋼-鑄鐵[g H] = 633 (MPa)；鋼-鋼 [oH]= 1617 (MPa)有益效果比照發(fā)明專利200810231114. 1，其創(chuàng)造性在于(1)內(nèi)擺線純滾動嚙合，凹-凸嚙合當(dāng)量曲率半徑小，接觸強度高，因而承載能力提高2-3倍，可將傳統(tǒng)單級最大減速比87增大到143 ；(2)軸向尺寸比背景技術(shù)三級行星減速器短45-55% ；(3)擺線輪可反轉(zhuǎn)過來裝配，使用壽命延長了一倍；(4)制造成本為背景技術(shù)三級行星減速器的40-50% ；(5)運轉(zhuǎn)時慣性力和慣性力矩理論上完全平衡。


圖1，本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明詳加描述參照圖1. 一種土壓平衡盾構(gòu)機內(nèi)擺線減速器，包括內(nèi)擺線齒圈、擺線輪、偏心軸承、柱銷、柱套、輸入軸、W輸出機構(gòu)及支承軸承，其特征在于擺線傳動件裝在由內(nèi)擺線齒圈(1)兩端分別聯(lián)接前端蓋(5)與后端蓋(11)所形成的空腔內(nèi)，其中(A)所述偏心軸承是兩只相同雙偏心軸承(9)裝在輸入軸(13)軸伸端，所述的輸入軸(1 由軸承(14)支承在后端蓋(11)內(nèi)孔，所述擺線輪是四片相同的擺線輪，其中第一雙偏心軸承上第一片擺線輪與第二片擺線輪相位差180°，第二雙偏心軸承上第三片擺線輪與第四片擺線輪相位差180°，第二片擺線輪與第三片擺線輪相位相同，優(yōu)點在于輸入軸上的回轉(zhuǎn)質(zhì)量處于靜平衡、動平衡狀態(tài)，使傳動更平穩(wěn)；(B)所述W輸出機構(gòu)由輸出軸⑶、與輸出軸⑶圓盤上均布孔緊配的柱銷(6)穿過擺線輪銷孔而與均載盤(10)上均布孔緊配構(gòu)成，所述的柱銷(6)上裝有三只圓環(huán)板(2)， 每只圓環(huán)板各自置于二擺線輪之間，從而使柱銷(6)整個長度上形成四段簡支結(jié)構(gòu)，所述W輸出機構(gòu)中，輸出軸(8)軸頸上用軸承(7)支承在前端蓋( 內(nèi)孔，均載盤(10)內(nèi)孔用軸承 (12)支承在后端蓋(11)內(nèi)凸緣外圓上，所述柱銷(6)上的柱套C3)與擺線輪等厚，用均布柱銷將輸出軸圓盤與均載盤聯(lián)接一體，其支承軸承置于擺輪的兩側(cè)，可大大減短軸向尺寸， 在輪與輪間裝置圓環(huán)板以變懸臂柱銷為簡支結(jié)構(gòu)，使柱銷彎曲應(yīng)力提高一倍。
權(quán)利要求
1. 一種土壓平衡盾構(gòu)機內(nèi)擺線減速器，包括內(nèi)擺線齒圈、擺線輪、偏心軸承、柱銷、柱套、輸入軸、W輸出機構(gòu)及支承軸承，其特征在于擺線傳動件裝在由內(nèi)擺線齒圈(1)兩端分別聯(lián)接前端蓋(5)與后端蓋(11)所形成的空腔內(nèi)，其中(A)所述偏心軸承是兩只相同雙偏心軸承(9)裝在輸入軸(13)軸伸端，所述輸入軸 (13)由軸承(14)支承在后端蓋(11)內(nèi)孔，所述擺線輪是四片相同的擺線輪，其中第一雙偏心軸承上第一片擺線輪與第二片擺線輪相位差180°，第二雙偏心軸承上第三片擺線輪與第四片擺線輪相位差180°，第二片擺線輪與第三片擺線輪相位相同；(B)所述W輸出機構(gòu)由輸出軸(8)、與輸出軸⑶圓盤上均布孔緊配的柱銷(6)穿過擺線輪銷孔而與均載盤(10)上均布孔緊配構(gòu)成，所述的柱銷(6)上裝有三只圓環(huán)板O)，每只圓環(huán)板各自置于二擺線輪之間，從而使柱銷(6)整個長度上形成四段簡支結(jié)構(gòu)，所述W輸出機構(gòu)中，輸出軸⑶軸頸上用軸承⑵支承在前端蓋(5)內(nèi)孔，均載盤(10)內(nèi)孔用軸承 (12)支承在后端蓋(11)內(nèi)凸緣外圓上，所述柱銷(6)上的柱套(3)與擺線輪等厚。
全文摘要
本發(fā)明涉及盾構(gòu)機減速技術(shù)領(lǐng)域，一種土壓平衡盾構(gòu)機內(nèi)擺線減速器，其特征在于擺線傳動件裝在由針齒殼聯(lián)接前、后端蓋所形成的空腔內(nèi)，其中雙偏心軸承上四擺線輪中一與二輪及三與四輪相位均差180°，二與三輪相位相同；W輸出機構(gòu)由輸出軸、柱銷與均載盤構(gòu)成，柱銷上有三只圓環(huán)板，形成四段簡支結(jié)構(gòu)，W輸出機構(gòu)分別用軸承支承在前端蓋內(nèi)孔與后端蓋內(nèi)凸緣外圓上。有益效果(1)軸向尺寸比背景技術(shù)三級行星減速器短45-55％；(2)擺線輪可反轉(zhuǎn)過來裝配，使用壽命延長了一倍；(3)制造成本為背景技術(shù)三級行星減速器的40-50％；(4)運轉(zhuǎn)時慣性力和慣性力矩理論上完全平衡。
文檔編號E21D9/06GK102192273SQ20111009125
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者吳聲震 申請人:吳小杰