地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統，其中，馬達齒輪安裝在液壓馬達的轉軸上，馬達齒輪與同軸雙齒輪的第一齒輪嚙合連接，同軸雙齒輪的第二齒輪與第一個中間齒輪嚙合連接，多個中間齒輪之間相互嚙合連接并串聯連接，最后一個中間齒輪與輸出齒輪嚙合連接，輸出齒輪的中心轉軸的兩端分別與兩個行星減速機的輸入端連接，液壓馬達、馬達齒輪和同軸雙齒輪均置于銑輪殼體外。本實用新型所述地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統具有如下優點：便于調整橫向位置，便于調節輸出轉速，能夠實現高質量的旋轉動力傳輸，傳輸路徑為直線，兩個行星減速機的旋轉動力絕對同步和同向，滿足整個傳動系統應用于狹窄環境的使用要求。
【專利說明】
地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種銑輪傳動系統，尤其涉及一種地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統。
【背景技術】
[0002]地下連續墻因其結構剛性大、整體性好、防滲性能高、對周圍地基影響小以及適應地層范圍廣等優點，在立體交通、水利水庫以及城市高層建筑和核電安全工程等方面都得到了快速的發展和應用。
[0003]雙輪銑槽機采用銑削工藝，是目前最先進的專用防滲連續墻施工設備，整機由起升系統、機架、銑輪系統、糾偏系統、泥楽.排渣系統以及液壓動力系統等組成。雙輪銑槽機以其施工效率高、成槽質量好、安全環保以及適應地層范圍廣等優點已在發達國家普遍使用。
[0004]中國于1996年在長江三峽水利樞紐工程中首次引進雙輪銑槽機，并先后在小浪底工程、南水北調穿黃工程、深圳地鐵一期工程等工程中得到了應用，均取得了良好的施工效果和極高的施工效率。但由于進口成本高、維護難度大等原因，該設備在我國地下工程中的應用還較為滯后。目前中國國內僅有徐工集團及上海金泰工程機械有限公司等少數公司開發出成套設備。
[0005]銑輪系統的減速機構是雙輪銑槽機難度最大的核心系統之一。由于受到墻體厚度和設備成槽尺寸等條件的限制，減速機構的設計空間十分有限，另外，設備銑削作業時，系統外圍刀具與巖土地質直接作用，導致其外部激勵具有重載、隨機和沖擊的特征，盡管在銑輪刀具和傳動系統之間設置了減振和隔沖系統，但外部激勵對減速機構的沖擊依然無法避免，因此在減速機構的設計中必須提高減速機構的承載能力，并改善減速機構的動態特性和均載特性，中國國內真正掌握到這一技術的企業鳳毛麟角。
[0006]目前，國際上應用的雙輪銑槽機的銑輪系統驅動方式通常采用液壓馬達驅動，主要區別是驅動方式的不同，代表性的方案有如下三類:
[0007]1、內藏式液壓馬達減速驅動機構:
[0008]采用內藏式液壓馬達減速機構驅動方案代表性的公司是意大利soilmec公司以及法國地基建筑公司。
[0009]如圖1所示，該驅動方案將動力傳動系統與工作裝置結合在一起，液壓馬達2置于銑輪殼體I內，液壓馬達2的輸出轉軸直接與行星減速機3的輸入端連接，銑輪4的銑頭可以擺動一定角度進行糾偏切削掘進，整體結構相對緊湊，傳動速比可選范圍廣。但該種結構將整個驅動系統完全集成于銑輪殼體I的內部，系統不易散熱，長期連續工作對系統的可靠性影響較大，且不易維護。
[0010]2、液壓馬達鏈輪驅動機構:
[0011]采用液壓馬達通過鏈輪驅動銑輪的驅動方案，代表性的公司是意大利Casagrande公司。
[0012]如圖2所示，該驅動方案是液壓馬達(圖中未示)通過減速機構(圖中未示)驅動驅動輪5，液壓馬達和減速機構置于驅動輪5內，驅動輪5通過鏈條7與銑輪4直接連接，帶動銑輪4旋轉，鏈條7的外側設有張緊輪6以壓緊鏈條7。該驅動系統將液壓馬達及減速機構置于驅動輪5內，系統不易散熱，并且鏈傳動效率較低，可靠性很難保證。
[0013]3、液壓馬達減速箱驅動機構:
[0014]采用獨立液壓馬達通過傳動桿帶動減速機構驅動銑輪的代表性公司是德國BAUER公司。
[0015]如圖3所示，該驅動方案將液壓馬達2垂直外置，由加長傳動桿8將液壓馬達2的動力傳至銑輪殼體I內部的減速箱，通過弧齒錐齒輪9將傳動方向由垂直方向轉為水平方向，再傳遞給銑輪4。由于結構原因，同一組銑輪4分為兩個獨力部分，液壓馬達2的動力傳動方向從垂直轉為水平方向時需要考慮同一邊銑輪4的傳動方向的一致性，很難協調銑輪4的均載性能。工作時，受結構設計影響，弧齒錐齒輪9及其軸承分擔載荷有杠桿放大效應，受偏載沖擊力非常巨大。并且，由于銑輪4中間的空刀部位狹窄，加長傳動桿8的直徑有限，其結構上進一步增加剛度的設計受到制約，加長傳動桿8的撓度過大容易發生失穩。因此，弧齒錐齒輪9及其軸承是整個傳動系統的薄弱點，容易損壞。
[0016]由上可知，總的來說，銑輪的傳動系統總體布局有兩種基本形式，一種是在銑輪內安裝液壓馬達直接驅動減速器完成驅動，另一種是將馬達安裝在銑輪外部，再通過傳動系統驅動減速器帶動銑輪。前者結構緊湊，但受空間限制，銑輪比功率較小，并且由于動力傳動系統高度集成，系統設計強度受到制約，相對來說系統比較嬌氣;而后者要解決從馬達到減速器之間的傳動系統設計問題，因為傳動系統只能設置為“扁平”的結構，以便穿過銑輪中部的狹窄空刀空間，目前結構中，由于鏈傳動和加長傳動桿一弧齒錐齒輪傳動本身結構設計的原因，不可避免地制約了銑槽機本身的可靠性、耐久性等。
【實用新型內容】
[0017]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種液壓馬達外置但傳動性能穩定可靠的地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統。
[0018]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0019]一種地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統，包括液壓馬達、行星減速機和銑輪，置于銑輪殼體內的所述行星減速機的輸出端與所述銑輪連接，所述銑輪傳動系統還包括馬達齒輪、同軸雙齒輪、中間齒輪和輸出齒輪，所述馬達齒輪安裝在所述液壓馬達的轉軸上，所述馬達齒輪與所述同軸雙齒輪的第一齒輪嚙合連接，所述同軸雙齒輪的第二齒輪與多個所述中間齒輪的第一個嚙合連接，多個所述中間齒輪之間相互嚙合連接并串聯連接，多個所述中間齒輪的最后一個與所述輸出齒輪嚙合連接，所述輸出齒輪的中心轉軸的兩端分別與兩個所述行星減速機的輸入端連接，所述液壓馬達、所述馬達齒輪和所述同軸雙齒輪均置于所述銑輪殼體外，多個所述中間齒輪中的某一個或某兩個連接處穿過所述銑輪殼體上的通孔。
[0020]上述結構中，同軸雙齒輪即為共用一個中心軸且由兩個齒輪組成的組合齒輪，其作用是在將馬達齒輪的旋轉動力傳輸給第一個中間齒輪的同時可以實現橫向位置調整和調速，改變中心軸的長度和兩個齒輪之間的距離即可實現橫向位置的調整，改變兩個齒輪的外徑比例即可實現調速的目的；多個串聯連接的中間齒輪形成直線傳輸結構的同時，利用齒輪嚙合實現高質量的旋轉動力傳輸，同時可以根據需要方便地調節輸出轉速，即通過改變各中間齒輪的外徑比例即可實現輸出轉速的調節；中間齒輪穿過銑輪殼體上的通孔，利用了中間齒輪厚度尺寸較小的優勢，滿足了整個傳動系統應用于狹窄環境的使用要求；輸出齒輪的中心軸的兩端分別連接兩個行星減速機，這種結構可以實現兩個行星減速機的旋轉動力的絕對同步和同向，這是其它非齒輪傳統傳動系統難以實現的。
[0021]優選地，所述中間齒輪的個數為3-5個。
[0022]為了保證密封系統的可靠性，所述同軸雙齒輪的中心軸和所述中間齒輪的中心軸均通過軸承安裝于安裝支架上，輸出齒輪安裝于銑輪殼體內，所述安裝支架安裝于所述銑輪殼體上，所述安裝支架與所述銑輪殼體之間通過浮動油封密封。
[0023]本實用新型的有益效果在于:
[0024]本實用新型所述地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統具有如下優點:便于調整橫向位置，便于調節輸出轉速，能夠實現高質量的旋轉動力傳輸，傳輸路徑為直線，兩個行星減速機的旋轉動力絕對同步和同向，滿足整個傳動系統應用于狹窄環境的使用要求。
[0025]更具體地，與傳統的銑輪傳動系統相比，本實用新型所述地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統具有如下優點:
[0026]1、與液壓馬達鏈輪驅動機構相比，本實用新型除了采用液壓馬達獨立外置的布局形式，克服了內藏式液壓馬達驅動機構空間布局限制性強、銑輪比率小等缺點，還采用了串聯直齒傳動方案，相比而言，傳動精度更高，具有散熱性好，可靠性高，傳動效率高，易于日常維護等優點；
[0027]2、與液壓馬達減速箱驅動機構相比，本實用新型采用串聯直齒輪的傳動方案，克服了加長傳動桿一弧齒錐齒輪結構因受偏載沖擊力大、撓度過大易引起失穩的缺點，以及弧齒錐齒輪跟軸承易損壞的缺陷，而且通過改變直齒輪傳動比，使調速更加方便，整體結構均載性能好，具有可靠性高、耐久性強、抗沖擊性能高、系統剛度大等優點。
【附圖說明】

[0028]圖1是傳統內藏式液壓馬達減速驅動機構的結構示意圖；
[0029]圖2是傳統液壓馬達鏈輪驅動機構的結構示意圖；
[0030]圖3是傳統液壓馬達減速箱驅動機構的結構示意圖；
[0031]圖4是本實用新型所述地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖及【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
[0033]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0034]如圖4所示，本實用新型所述地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統，包括液壓馬達2、行星減速機3、銑輪4、馬達齒輪10、同軸雙齒輪11、三個中間齒輪12和輸出齒輪13，置于銑輪殼體I內的行星減速機3的輸出端與銑輪4連接，馬達齒輪10安裝在液壓馬達2的轉軸上，馬達齒輪10與同軸雙齒輪11的第一齒輪嚙合連接，同軸雙齒輪11的第二齒輪與第一個中間齒輪12嚙合連接，三個中間齒輪12之間相互嚙合連接并串聯連接，第三個中間齒輪12與輸出齒輪13嚙合連接，輸出齒輪13的中心轉軸的兩端分別與兩個行星減速機3的輸入端連接，液壓馬達2、馬達齒輪10和同軸雙齒輪11均置于銑輪殼體I外，第二個中間齒輪12和第三個中間齒輪12的連接處穿過銑輪殼體I上的通孔。
[0035]上述結構中，中間齒輪12還可以為更多數量，實現途徑其一是整個傳動長度不變，減小中間齒輪12的外徑，其二是需要增加整個傳動長度；同軸雙齒輪11的中心軸和中間齒輪12的中心軸均通過軸承安裝于安裝支架(圖中未示，采用常規結構，不是本實用新型的創新點)上，所述安裝支架安裝于銑輪殼體I上，所述安裝支架與銑輪殼體I之間通過浮動油封(圖中未示，但易于理解)密封;輸出齒輪13安裝于銑輪殼體I內，輸出齒輪13的中心轉軸通過另外的軸承安裝于銑輪殼體I的內壁上;上述同軸雙齒輪11的中心軸與同軸雙齒輪11的輪齒之間、中間齒輪12的中心軸與中間齒輪12的輪齒之間可以固定連接，則在中心軸上另外加裝軸承即可，也可以在同軸雙齒輪11的中心軸與同軸雙齒輪11的輪齒之間、中間齒輪12的中心軸與中間齒輪12的輪齒之間采用軸承連接，則無需在中心軸上另外加裝軸承;輸出齒輪13的中心轉軸與輸出齒輪13的輪齒之間則必須固定連接，且輸出齒輪13的中心轉軸必須通過另外的軸承安裝。
[0036]說明:圖4是結構示意圖，圖中部件形狀與實際產品結構相對應但外觀不同。
[0037]如圖4所示，本實用新型所述地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統的工作原理如下:液壓馬達2驅動馬達齒輪10同向旋轉，馬達齒輪10驅動同軸雙齒輪11的第一齒輪反向旋轉并帶動同軸雙齒輪11的第二齒輪同步反向旋轉，同軸雙齒輪11的第二齒輪依次驅動三個中間齒輪12和輸出齒輪13旋轉，并多次變換方向后實現輸出齒輪13的反向旋轉，輸出齒輪13驅動兩個行星減速機3同步反向旋轉，實現兩個銑輪4的同步、同向旋轉，完成旋轉動力傳輸的全過程。
[0038]上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，并不是對本實用新型技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本實用新型專利的權利保護范圍內。
【主權項】
1.一種地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統，包括液壓馬達、行星減速機和銑輪，置于銑輪殼體內的所述行星減速機的輸出端與所述銑輪連接，其特征在于:還包括馬達齒輪、同軸雙齒輪、中間齒輪和輸出齒輪，所述馬達齒輪安裝在所述液壓馬達的轉軸上，所述馬達齒輪與所述同軸雙齒輪的第一齒輪嚙合連接，所述同軸雙齒輪的第二齒輪與多個所述中間齒輪的第一個嚙合連接，多個所述中間齒輪之間相互嚙合連接并串聯連接，多個所述中間齒輪的最后一個與所述輸出齒輪嗤合連接，所述輸出齒輪的中心轉軸的兩端分別與兩個所述行星減速機的輸入端連接，所述液壓馬達、所述馬達齒輪和所述同軸雙齒輪均置于所述銑輪殼體外，多個所述中間齒輪中的某一個或某兩個連接處穿過所述銑輪殼體上的通孔。2.根據權利要求1所述的地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統，其特征在于:所述中間齒輪的個數為3-5個。3.根據權利要求1或2所述的地下連續墻施工用雙輪銑槽機的銑輪傳動系統，其特征在于:所述同軸雙齒輪的中心軸和所述中間齒輪的中心軸均通過軸承安裝于安裝支架上，輸出齒輪安裝于銑輪殼體內，所述安裝支架安裝于所述銑輪殼體上，所述安裝支架與所述銑輪殼體之間通過浮動油封密封。
【文檔編號】F16H47/00GK205715533SQ201620541838
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月6日
【發明人】劉雪垠, 費宇, 李志偉, 閆劍, 冷強
【申請人】四川省機械研究設計院