一种盾构机主驱动系统及盾构机的制作方法

1.本技术涉及盾构机技术领域，特别涉及一种盾构机主驱动系统及盾构机。


背景技术：

2.我国的基础建设正处于高速发展的时期，然而我国山地较多，经常需要开挖隧道以便于铁路或公路的建设，在开挖隧道过程中，离不开盾构机的应用。盾构机在使用过程中，盾构机的刀具磨损严重，为保持较高的开挖效率，需要进行人工的换刀操作。
3.目前，现有技术大多是在中心仓内设置多点位手动吊机，借助于不同点位上吊机的拽拉，实现刀具的横向和纵向移动，且需要将对应刀箱转动至刀盘最低部位置，操作人员再沿着中心仓进入最底部的常压刀箱内实施常压换刀，虽然可保障施工安全，但由于盾构机内换刀空间狭小，操作人员不便于作业，进而导致换刀工作效率较低，无法保证盾构机较高的挖掘效率。
4.因此，如何提高盾构机的换刀效率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种盾构机主驱动系统，提高盾构机的换刀效率。
6.为实现上述目的，本发明提供一种盾构机主驱动系统，用于安装在盾体内，盾构机主驱动系统包括：
7.驱动箱，可滑动设于盾体内，驱动箱的外部设有电机减速机和伸缩组件，电机减速机与设置在驱动箱内的驱动齿轮相连接；
8.主轴承，套设在驱动箱的前端外周面上，主轴承包括轴承外圈和轴承内圈，轴承内圈可相对于轴承外圈转动，轴承外圈固设于驱动箱的前端外壁上，轴承内圈的内齿与驱动齿轮啮合；
9.法兰组件，固设于轴承内圈的前端外壁上；
10.刀盘组件，固设于法兰组件上，用于在电机减速机的驱动作用下转动，并用于在伸缩组件的伸缩带动下在盾体内伸缩。
11.一种盾构机主驱动系统，伸缩组件包括：伸缩架，呈环状，伸缩架的一侧固设于驱动箱的后端面上，伸缩架的另一侧沿圆周方向排列有多组油缸座；伸缩油缸，其一端与油缸座铰接，另一端用于与盾体的支撑架固定连接。
12.一种盾构机主驱动系统，盾构机主驱动系统还包括防扭组件，防扭组件对称设于伸缩架和盾体内壁之间，防扭组件的一端与伸缩架的外周面固定连接，另一端可滑动贴合于盾体内壁上。
13.一种盾构机主驱动系统，法兰组件包括法兰本体，法兰本体的后端面固定在轴承内圈的前端面上，且法兰本体的后端面与驱动箱的前端面之间设有避让间隙，法兰本体的前端面沿圆周方向排列有多组贯穿的安装孔，安装孔的两侧分别设有相互连通的连接座和舱室。
14.一种盾构机主驱动系统，舱室内设有舱门，舱门的开口方向朝向盾体内的轴向中心线。
15.一种盾构机主驱动系统，盾构机主驱动系统内设有作业平台，作业平台包括第一作业平台、第二作业平台和第三作业平台，第一作业平台固设于盾体的底部，第二作业平台固设于盾体的中部，第三作业平台固设于盾体的顶部，第一作业平台、第二作业平台和第三作业平台均用于开启舱门。
16.一种盾构机主驱动系统，盾构机主驱动系统还包括密封组件，密封组件包括第一密封件和第二密封件，第一密封件套设在法兰本体的外周面上，第一密封件朝向主轴承的一侧固设有连接环，连接环的另一侧固设在轴承外圈的前端面上，以使第一密封件与轴承外圈固定连接；第二密封件位于第一密封件和盾体内壁之间，第二密封件沿朝向连接环的方向延伸，以使连接环、轴承外圈和驱动箱位于第二密封件内，盾体的内壁设有限位槽，第二密封件固设于限位槽内。
17.一种盾构机主驱动系统，第一密封件、连接环、主轴承和驱动箱的外径均相等，以使第一密封件、连接环、主轴承和驱动箱可在第二密封件内滑动，且第一密封件、连接环、主轴承和驱动箱均位于同一轴心线上。
18.一种盾构机主驱动系统，连接环的内径大于第一密封件的内径，以使连接环和法兰本体之间有避让间隙。
19.一种盾构机，该盾构机包括上述盾构机主驱动系统。
20.对于上述背景技术，本发明所提供的盾构机主驱动系统可通过伸缩组件使驱动箱在盾体内滑动，且刀盘组件通过法兰组件和主轴承固定在驱动箱上，进而刀盘组件可在盾体内移动，当需要对刀盘组件进行换刀时，可通过伸缩组件推动刀盘组件向前移动，进而增大刀盘组件与盾体机之间的换刀空间，便于操作人员作业，提高盾构机的换刀效率。
附图说明
21.图1为本技术实施例所提供的盾构机主驱动系统装配示意图；
22.图2为本技术实施例所提供的盾构机主驱动系统局部剖结构示意图；
23.图3为本技术实施例所提供的盾构机主驱动系统主剖结构示意图；
24.图4为本技术实施例所提供的盾构机主驱动系统工作原理示意图；
25.图5为本技术实施例所提供的伸缩组件工作示意图；
26.图6为本技术实施例所提供的伸缩组件工作示意图；
27.图7为本技术实施例所提供的法兰组件示意图。
28.其中：
29.1-盾体、2-盾构机主驱动系统、3-驱动箱、4-电机减速机、5-伸缩组件、6-主轴承、7-防扭组件、8-法兰本体、9-作业平台、10-密封组件、
30.31-驱动齿轮、
31.41-减速机、42-电机、
32.51-伸缩架、52-油缸座、53-伸缩油缸、
33.61-轴承外圈、62-轴承内圈、
34.81-连接座、82-舱室、83-舱门、
35.91-第一作业平台、92-第二作业平台、93-第三作业平台、
36.101-第一密封件、102第二密封件、103-连接环。
具体实施方式
37.本技术的核心是一种盾构机主驱动系统，提高盾构机的换刀效率。
38.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
39.参见图1-图7，本技术提供的一种盾构机主驱动系统，用于安装在盾体1内，盾构机主驱动系统2包括：驱动箱3，可滑动设于盾体1内，驱动箱3的外部设有电机减速机4和伸缩组件5，本技术驱动箱3可通过伸缩组件5以使在盾体1内伸缩滑动，驱动箱3内设有驱动齿轮31，驱动箱3内通过设置轴承及轴承套用于安装驱动齿轮31，该驱动齿轮31的驱动轴与电机减速机4相连接，以使驱动齿轮31可转动，电机减速机4包括同轴固定连接的电机42和减速机41，减速机41通过螺栓组与驱动箱3固定连接，减速机41通过花键轴与驱动齿轮31连接；主轴承6，套设在驱动箱3的前端外周面上，主轴承6包括轴承外圈61和轴承内圈62，轴承内圈62可相对于轴承外圈61转动，轴承外圈61固设于驱动箱3的前端外壁上，由于驱动齿轮31的轮齿裸露在驱动箱3的侧壁，以及轴承内圈62的内壁设置有齿轮，因此轴承内圈62的内齿与驱动齿轮31啮合，安装后的主轴承6，其轴承外圈61的上表面和驱动箱3的上表面位于同一水平面，以及轴承外圈61的宽度大于轴承内圈62的宽度；法兰组件，法兰组件的一端固定连接在轴承内圈62的前端外壁上；刀盘组件，固定连接在法兰组件上，在电机减速机4的驱动作用下，刀盘组件可转动，进而实现盾构机的挖掘；在伸缩组件5的伸缩带动下，刀盘组件可在盾体1内伸缩，进而便于刀盘组件的换刀。
40.本技术所提供的盾构机主驱动系统1可通过伸缩组件5使驱动箱3在盾体1内伸缩，且刀盘组件通过主轴承6和法兰组件固定在驱动箱3上，进而刀盘组件可在伸缩件5的作用下可在盾体1内移动，需要对刀盘组件进行换刀时，可通过伸缩组件5推动刀盘组件向前移动，进而增大刀盘组件与盾体机之间的换刀空间，便于操作人员作业，提高盾构机的换刀效率。
41.在一些实施例中，如说明书附图2所示，伸缩组件5包括：伸缩架51，该伸缩架51为环状，伸缩架51的一侧通过螺栓组可拆卸连接在驱动箱3的后端面上，也即可拆卸连接在驱动箱3的右端面上，伸缩架51的另一侧沿圆周方向排列有多组油缸座52，本技术实施例中油缸座52的数量为20组；伸缩油缸53，其一端与油缸座52铰接，另一端用于与盾体1的支撑架固定连接。
42.在一些实施例中，如说明书附图2-3所示，盾构机主驱动系统2还包括防扭组件7，防扭组件7对称设于伸缩架51和盾体1内壁之间，防扭组件7的一端与伸缩架51的外周面固定连接，另一端可滑动贴合于盾体1内壁上，由于防扭组件7为现有技术的使用，现只针对防扭组件7的工作原理进行说明，防扭组件7包括防扭油缸，该防扭油缸可在横向方向上移动，限制防扭油缸在径向方向转动，由于盾构机的刀盘组件在旋转切削土体过程中会产生反扭矩，该反扭矩使盾构机主驱动系统2有扭转的趋势，采用该种防扭组件，可以在扭转力矩作用时将该扭矩由伸缩架51通过防扭油缸传递给盾体1，从而实现盾构机主驱动系统2的防扭功能。
43.在一些实施例中，如说明书附图2、4所示，法兰组件包括法兰本体8，法兰本体8的后端面通过螺栓组固定连接在轴承内圈62的前端面上，也即法兰本体8的右端面通过螺栓组固定连接在轴承内圈62的左端面上，由于本技术法兰本体8的右端边缘处设置有凸起圆台，凸起圆台通过螺栓组与轴承内圈62固定连接，进而使法兰本体8与驱动箱3之间有避让间隙，进而避免驱动箱3干涉法兰本体8的转动，本技术法兰本体8的前端面设有多组贯穿的安装孔，该安装孔在法兰本体8的前端面沿圆周方向排列设置，安装孔的两侧分别设有相互连通的连接座81和舱室82，也即安装孔的左侧设置有连接座81，刀盘组件通过连接座81固定在法兰组件上，安装孔的右侧设置有舱门82，该连接座81和舱门82通过安装孔相互连通，舱室82内设有舱门83和爬梯，舱门83的开口方向朝向盾体1内的轴向中心线；本技术法兰本体8的前端面中心位置处设有隔板。
44.也就是说，本技术的法兰本体8设置有相互连通的连接座81和舱室82，连接室81与刀盘组件连接，因此本技术可通过舱室82进入到刀盘组件内进行换刀，该实施例的安装孔的数量为8组，也即本技术的连接座81和舱室82的数量为8组；舱室82内设置的舱门83的开口方向朝向盾体1内的轴向中心线，便于操作人员从盾构机主驱动系统的内部通过舱门83进入到舱室82。
45.在一些实施例中，如说明书附图3所示，盾构机主驱动系统2内设有作业平台9，作业平台9包括第一作业平台91、第二作业平台92和第三作业平台93，第一作业平台91固设于盾体2的底部，即本技术第一安装架对称固定在盾体2的内壁上，第一作业平台91水平固定在第一安装架的上端；第二作业平台92固设于盾体2的中部，即第二安装架对称固定在盾体2的内壁上，第二作业平台92水平固定在第二安装架的上端，第二作业平台92位于第一作业平台91的上方，第一作业平台91和第二作业平台92之间高度为h3，h3不小于1700mm；第三作业平台93固设于盾体2的顶部，即第三安装架对称固定在第二作业平台92上，第三作业平台93水平固定在第三安装架的上端，第二作业平台92和第三作业平台93之间高度为h2，h2不小于1700mm；第三作业平台93到位于正上方的舱门83之间的高度为h1，h1不小于1700mm；第一作业平台91、第二作业平台92和第三作业平台93均用于开启舱门83，盾构机主驱动系统具有换刀位置，当盾构机主驱动系统位于换刀位置时，第二作业平台92上表面与左右两侧的舱室83平齐，由于本技术舱室82的数量为8组，操作人员可通过作业平台9分别进入到舱室82内，本技术舱室82为常压舱室，便于操作人员通过舱室82进入到刀盘组件内进行刀具更换，进而达到8组工位同时进行作业，提高盾构机的换刀效率。
46.在一些实施例中，如说明书附图4所示，盾构机主驱动系统1还包括密封组件10，密封组件10包括第一密封件101和第二密封件102，第一密封件101和第二密封件102均为环形橡胶密封圈；第一密封件101套设在法兰本体8的外周面上，第一密封件101朝向主轴承6的一侧固设有连接环103，也即第一密封件101的右侧通过螺栓组固定连接有连接环103，连接环103的另一侧通过螺栓组固设在轴承外圈61的前端面上，以使第一密封件101与轴承外圈61固定连接；第二密封件102位于第一密封件101和盾体1内壁之间，第二密封件102沿朝向连接环103的方向延伸，也即第二密封件102沿右侧方向延伸，以使连接环103、轴承外圈61和驱动箱3位于第二密封件102内，盾体1的内壁设有限位槽，第二密封件102通过螺栓组固设于限位槽内，进而避免第二密封件102移动。
47.在一些实施例中，如说明书附图4-6所示，第一密封件101、连接环103、主轴承6和
驱动箱3的外径均相等，以使第一密封件101、连接环103、主轴承6和驱动箱3可在第二密封件102内滑动，且第一密封件101、连接环103、主轴承6和驱动箱3均位于同一轴心线上。
48.也就是说，本技术伸缩组件5可使第一密封件101、连接环103、主轴承6、驱动箱3和法兰组件在盾体2内左右伸缩设定距离s，当伸缩组件5向左伸出设定距离s后，伸缩组件5的伸缩架51与盾体2内壁接触，进而伸缩组件5停止工作，进而实现在密封情况下驱动换刀组件前后伸缩，防止外部水和泥浆的进入。
49.在一些实施例中，连接环103的内径大于第一密封件101的内径，以使连接环103和法兰本体8之间有避让间隙，也就是说，使连接环103和法兰本体8之间有避让间隙，进而防止法兰本体8转动时，连接环103对法兰本体8进行干涉。
50.一种盾构机，该盾构机包括上述的盾构机主驱动系统。
51.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
52.以上对本发明所提供的一种盾构机主驱动系统及盾构机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。