專利名稱：盾構機用六臂刀盤的主驅動機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種刀盤的驅動裝置，尤其是一種盾構機用六臂刀盤的主驅動機構。 屬于掘進機械領域。
背景技術：
目前，市面上使用的刀盤驅動裝置通常采用液壓驅動裝置，主要由液壓泵站、閥塊組、管路、驅動液壓馬達、減速器、大小齒輪、主軸承及密封件等組成，液壓馬達驅動刀盤旋轉，刀盤轉速及力矩通過液壓系統供油壓力和流量調節，該裝置具有體積小，便于刀盤調速及過載保護等特點。但這種裝置仍存在以下一些不足之處1)液壓元件制造精度要求高由于元件的技術要求高和裝配比較困難，使用維護比較嚴格；2)油液受溫度的影響，由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環境下工作；3)由于采用油管傳輸壓力油，在相對運動表面兼不可避免有泄漏，壓力損失；4)油液中混入空氣易影響工作性能， 當油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統的工作性能受到影響；5)油液容易污染，油液污染后，會影響系統工作的可靠性；6)發生故障不易檢查和排除。因此，需要開發出一種新的驅動裝置來解決這些問題。

發明內容
本發明的目的，是為了解決現有技術液壓油泄漏污染機器內部工作環境的問題， 提供一種維護簡單，噪聲危害小，而且極大地改善操作平臺環境的盾構機用六臂刀盤的主驅動機構。本發明的目的可以通過以下技術方案達到盾構機用六臂刀盤的主驅動機構，包括盾構機刀盤和主驅動機構，其結構特點在于1)主驅動機構主要由若干臺同步變頻電機、齒輪裝置和主軸承構成，所述變頻電機的輸出端與齒輪裝置的輸入端緊密連接，所述齒輪裝置的輸出端與主軸承連接并驅動主軸承轉動，所述主軸承通過連接法蘭與盾構機刀盤連接，在所述主軸承的上部設有密封組件；2)所述同步變頻電機帶有制動器，該同步變頻電機、齒輪裝置和主軸承連接形成可裝拆式一體式結構。本發明的目的還可以通過以下技術方案達到本發明的一種實施方案是在所述同步變頻電機與齒輪裝置的連接處設有變速箱和冷卻裝置；其中，變頻電機的輸出軸通過冷卻裝置連接變速箱，變速箱的輸出端連接齒輪裝置的球面軸承。本發明的一種實施方案是所述同步變頻電機可以包括電機本體和變頻器，在所述電機本體的輸出軸上安裝有扭矩轉速傳感器，變頻器與傳感器之間連接有工控機。本發明的一種實施方案是所述同步變頻電機可以設有6 10臺。
本發明的一種實施方案是所述法蘭可以通過螺栓安裝在主軸承上本發明的一種實施方案是所述主驅動機構還可以包括有潤滑組件。本發明具有如下突出的有益效果1、本發明由于采用同步變頻電機裝置和變頻哭來作為驅動方式，調速在0 50Hz 范圍內可達到全額扭矩，電機功率恒定，因此具有啟動電流小，效率高優點，調節環路的反映好，維護簡單，噪音危害小，在電機上可設置冷卻裝置來改善環境溫度。2、本發明便于盾構機的使用和保養，更換刀具時，刀盤轉動可隨時停止在指定的角度，并且可以通過改變相序來改變刀盤轉動方向，提高了盾構機的整體性能。3、本發明可以根據不同刀盤的特性和變頻電機的結構特點進行改造，從而提高刀盤結構的安全系數。


圖1為本發明的平面結構示意圖。圖2為本發明同步變頻電機、齒輪和主軸承的連接示意圖。圖3為本發明同步變頻電機的驅動原理圖。其中，1-同步變頻電機，2-齒輪裝置，3-主軸承，4-連接法蘭，5-密封組件，6-變速箱，7-冷卻裝置，8-球面軸承。
具體實施例方式具體實施例1 圖1和圖2構成本發明的具體實施例1。參照圖1和圖2，本實施例包括盾構機刀盤和主驅動機構，主驅動機構主要由若干臺同步變頻電機1、齒輪裝置2和主軸承3構成，所述變頻電機1的輸出端與齒輪裝置2的輸入端緊密連接，所述齒輪裝置2的輸出端與主軸承3連接并驅動主軸承3轉動，所述主軸承3通過連接法蘭4與盾構機刀盤連接，在所述主軸承3的上部設有密封組件5 ；所述同步變頻電機1帶有制動器，該同步變頻電機1、齒輪裝置2和主軸承3連接形成可裝拆式一體式結構。在同步變頻電機1與齒輪裝置2的連接處設有變速箱6和冷卻裝置7 ；其中，變頻電機1的輸出軸通過冷卻裝置7連接變速箱6，變速箱6的輸出端連接齒輪裝置2的球面軸承8。本實施例中，同步變頻電機1可以包括電機本體1-1和變頻器1-2，在所述電機本體1-1的輸出軸上安裝有扭矩轉速傳感器1-3，變頻器1-2與傳感器1-3之間連接有工控機 1-4。同步變頻電機1可以根據盾構機刀盤的結構設有6臺、7臺、8臺、9臺或10臺。所述法蘭4可以通過螺栓安裝在主軸承3上。主驅動機構還可以包括有潤滑組件。齒輪裝置2 可以由單個齒輪或齒輪組構成。同步變頻電機的驅動原理參照圖3，同步變頻電機1包括電機本體1-1和變頻器1-2，在所述電機本體1_1 的輸出軸上安裝有扭矩轉速傳感器1-3，變頻器1-2與傳感器1-3之間連接有工控機1-4。 由扭矩轉速傳感器1-3測得的輸出扭矩T和轉速η送到工控機(工業控制機，可以采用常規的的工業可編程控制機PLC)，計算出電機的輸出功率P，將輸出功率P與電機的額定功率Po做差值運算ΔΡ = P-P0,再由功率偏差ΔΡ按一定的控制率給出控制信號U，對電機的扭矩與轉速作恒功率調節，在變速箱6的作用下通過齒輪裝置2驅動刀盤；各個變頻器1-1 之間會通過PLC (可編程邏輯控制器)進行電流及電機扭矩對比，這樣可以預防電機的電流差異過大，防止電機承載負荷不平衡過大，這樣電機始終在額定功率附近安全相步運行，從而達到高效節能的目的。本發明的工作原理 下面以六臂刀盤為例說明本發明的工作原理。由于刀盤主驅動機構位于刀盤與盾構機的前盾之間，將主驅動機構作為一整體由螺栓牢固地連接在前盾承壓隔板的法蘭上， 同時與刀盤連接的法蘭用多根(例如88根)螺栓連接在刀盤的法蘭上，使刀盤在順時針和逆時針兩個方向上在O 50Hz范圍內達到全額扭矩，使電機功率恒定，刀盤驅動由8臺同步同步變頻電機工作后，齒輪裝置2開始轉動，進而帶動主軸承轉動，通過螺栓與主軸承連接的法蘭也跟著旋轉，從而驅動刀盤旋轉。根據六臂刀盤的特性和同步變頻電機的結構特點進行改造，直徑由2. 6m增大到3m，與刀盤連接的法蘭也相應地變大，提高了整個刀盤結構的安全系數。以上所述，本發明僅以六臂刀盤為例，但本發明的保護范圍并不局限于此，本發明還可以通過更換與刀盤連接的法蘭來適應六臂與四臂的相應轉換，因此，任何根據本發明的技術方案及其構思加以等同替換或改變，都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.盾構機用六臂刀盤的主驅動機構，包括盾構機刀盤和主驅動機構，其特征在于1)主驅動機構主要由若干臺同步變頻電機(1)、齒輪裝置(2)和主軸承(3)構成，所述變頻電機(1)的輸出端與齒輪裝置(2)的輸入端緊密連接，所述齒輪裝置(2)的輸出端與主軸承(3)連接并驅動主軸承(3)轉動，所述主軸承(3)通過連接法蘭(4)與盾構機刀盤連接，在所述主軸承(3)的上部設有密封組件(5)；2)所述同步變頻電機(1)帶有制動器，該同步變頻電機(1)、齒輪裝置(2)和主軸承 (3)連接形成可裝拆式一體式結構。
2.根據權利要求1所述的盾構機用六臂刀盤的主驅動機構，其特征在于在所述同步變頻電機(1)與齒輪裝置(2)的連接處設有變速箱(6)和冷卻裝置(7)；其中，變頻電機(1) 的輸出軸通過冷卻裝置(7)連接變速箱(6)，變速箱(6)的輸出端連接齒輪裝置(2)的球面軸承(8)。
3.根據權利要求1或2所述的盾構機用六臂刀盤的主驅動機構，其特征在于所述同步變頻電機(1)包括電機本體(1-1)和變頻器(1-2)，在所述電機本體(1-1)的輸出軸上安裝有扭矩轉速傳感器(1-3)，變頻器(1-2)與傳感器(1-3)之間連接有工控機(1-4)。
4.根據權利要求1或2所述的盾構機用六臂刀盤的主驅動機構，其特征在于所述同步變頻電機(1)設有6 10臺。
5.根據權利要求1或2所述的盾構機用六臂刀盤的主驅動機構，其特征在于所述法蘭(4)通過螺栓安裝在主軸承(3)上。
6.根據權利要求1所述的盾構機用六臂刀盤的主驅動機構，其特征在于所述主驅動機構還包括有潤滑組件。
全文摘要
本發明公開盾構機用六臂刀盤的主驅動機構，包括盾構機刀盤和主驅動機構，其特征在于主驅動機構主要由同步變頻電機(1)、齒輪裝置(2)和主軸承(3)構成，變頻電機(1)的輸出端與齒輪裝置(2)的輸入端緊密連接，齒輪裝置(2)的輸出端與主軸承(3)連接并驅動主軸承(3)轉動，所述主軸承(3)通過連接的法蘭(4)與盾構機刀盤連接，在所述主軸承(3)的上部設有密封組件(5)；同步變頻電機(1)帶有制動器，該同步變頻電機(1)、齒輪裝置(2)和主軸承(3)連接形成可裝拆式一體式結構。本發明采用同步變頻電機來作為驅動方式，調速在0～50Hz范圍內可達到全額扭矩，具有啟動電流小、效率高、維護簡單、噪音危害小的有益效果。
文檔編號H02K7/116GK102359380SQ201110278858
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者萊騰納 申請人:海瑞克(廣州)隧道設備有限公司