一種具有柔性補(bǔ)償功能的tbm主軸軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種巖石隧道掘進(jìn)機(jī)主軸部件，尤其涉及一種具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]目前TBM(全斷面隧道掘進(jìn)機(jī))普遍采用三排四列或者三排三列滾柱式軸承，其中主推進(jìn)滾柱主要承受刀盤用于切削巖石的推進(jìn)力和刀盤的自重的傾覆力矩，徑向滾柱承受徑向力，反推進(jìn)滾柱承受傾覆力矩和反推力。
[0003]由于刀盤作為旋轉(zhuǎn)剛體具有的動(dòng)不平衡性、開挖斷面的巖石內(nèi)的不均勻性、滾刀不規(guī)則磨損、進(jìn)渣時(shí)的沖擊、刀具布置因素、切削巖石過程產(chǎn)生的應(yīng)力波等等都會(huì)引起刀盤振動(dòng)。
[0004]刀盤和軸承內(nèi)圈固連，與驅(qū)動(dòng)機(jī)相連的減速器外的小齒輪直接驅(qū)動(dòng)在軸承內(nèi)圈上分布的大齒圈，由于主軸承內(nèi)外圈難免存間隙，所以刀盤受到的復(fù)雜力矩和振動(dòng)將引起軸承內(nèi)圈的軸向竄動(dòng)和軸線的角偏移及少量的徑向偏移，并將嚴(yán)重影響減速器小齒輪與大齒圈的正常嚙合和減速器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正常運(yùn)行，進(jìn)而影響整個(gè)刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種新型TBM主軸承柔性改進(jìn)設(shè)計(jì)，能夠保證刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和減速器以及減速器小齒輪與大齒圈嚙合的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明TBM主軸軸承用于連接減速器(與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)相連)和TBM刀盤。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸軸承予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是:該主軸軸承包括軸承外圈和軸承內(nèi)圈，所述軸承外圈與TBM機(jī)頭架固定，所述軸承外圈由同軸并列設(shè)置的第一軸承外圈和第二軸承外圈構(gòu)成，所述軸承內(nèi)圈與所述軸承外圈之間設(shè)有主推動(dòng)滾柱、徑向滾柱和反推動(dòng)滾柱，所述軸承內(nèi)圈通過螺栓與TBM刀盤固連，所述第二軸承外圈內(nèi)設(shè)有大齒圈，所述大齒圈與減速器齒輪相嚙合，所述大齒圈與所述軸承外圈之間設(shè)有由兩個(gè)相同的單列角接觸圓柱滾子軸承組成的軸承組；所述大齒圈具有不同直徑的第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面和第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面，所述第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑大于所述第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑；所述大齒圈上與減速器齒輪嚙合的內(nèi)齒設(shè)置在第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面上，所述大齒圈的第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑與所述套筒的內(nèi)徑相同；所述軸承內(nèi)圈與所述大齒圈之間設(shè)有鼓形齒式聯(lián)軸器，所述鼓形齒式聯(lián)軸器包括套筒，所述套筒的外回轉(zhuǎn)表面設(shè)有球面齒，球面中心在所述套筒的軸線上，，所述軸承內(nèi)圈的內(nèi)回轉(zhuǎn)表面設(shè)有與所述套筒的外齒相嚙合的內(nèi)齒，所述套筒和所述大齒圈采用軸向螺栓聯(lián)接。
[0007]進(jìn)一步講，本發(fā)明具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸軸承，其中，所述套筒和所述大齒圈的內(nèi)側(cè)緊密接觸，所述套筒的外側(cè)設(shè)有擋板，所述擋板與所述軸承內(nèi)圈固定；所述擋板與所述套筒之間設(shè)有密封
[0008]所述軸承組與軸承外圈之間、所述軸承組與大齒圈之間均分別設(shè)有軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)，所述軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)由擋圈和調(diào)整墊圈構(gòu)成。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0010]由于本發(fā)明中的軸承內(nèi)圈和大齒圈為分離式結(jié)構(gòu)，并采用鼓形齒式聯(lián)軸器將軸承內(nèi)圈和大齒圈柔性連接，可應(yīng)對(duì)二者之間在施工中出現(xiàn)的軸向偏移、角偏移和徑向偏移，并能相應(yīng)的減少刀盤在掘進(jìn)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)大齒圈與減速器齒輪嚙合的影響。
[0011]大齒圈與軸承外圈采用兩個(gè)相同的單列角接觸圓柱滾子軸承組合成的軸承組相配合，可以防止大齒圈的軸向和徑向竄動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大齒圈與軸承外圈的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]本發(fā)明TBM主軸軸承可保證設(shè)備的刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和減速器以及減速器小齒輪與大齒圈嚙合的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸軸承的裝配體示意圖。
[0014]圖中:4_軸承內(nèi)圈，6-反推進(jìn)滾柱，7-第一軸承外圈，8-徑向滾柱，9-主推進(jìn)滾柱，10-第二軸承外圈，11-軸套，12-單列角接觸圓柱滾子軸承，13-調(diào)整墊圈，15-調(diào)整墊圈，16-軸承擋圈，17-大齒圈，101-套筒，102-密封圈，103-擋板。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸軸承，包括軸承外圈和軸承內(nèi)圈4，所述軸承外圈與TBM機(jī)頭架固定，所述軸承外圈由同軸并列設(shè)置的第一軸承外圈7和第二軸承外圈10構(gòu)成，所述軸承內(nèi)圈4與所述軸承外圈之間設(shè)有主推動(dòng)滾柱9、徑向滾柱8和反推動(dòng)滾柱6，所述軸承內(nèi)圈4通過螺栓與TBM刀盤固連。
[0017]所述第二軸承外圈10內(nèi)設(shè)有大齒圈17，所述大齒圈17與減速器齒輪相嚙合，所述大齒圈17與所述軸承外圈之間設(shè)有由兩個(gè)相同的單列角接觸圓柱滾子軸承12組成的軸承組；采用由單列角接觸圓柱滾子軸承12組合安裝的軸承組可實(shí)現(xiàn)大齒圈17的軸向和徑向固定，以防止大齒圈17的軸向和徑向竄動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大齒圈17的軸向和徑向固定，實(shí)現(xiàn)大齒圈17與軸承外圈的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)并可承受大載荷。所述軸承組與軸承外圈之間、所述軸承組與大齒圈17之間均分別設(shè)有軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)，所述軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)由擋圈和調(diào)整墊圈構(gòu)成。如圖1所示，在第二軸承外圈10內(nèi)嵌裝有軸套11，在軸承組的外側(cè)設(shè)有該軸承擋圈16，軸套11和軸承擋圈16分別頂在軸承組的外圈兩側(cè)，在軸套11與軸承外圈10之間的軸向位置安裝有調(diào)整墊圈13，在軸套11與軸承擋圈16之間裝有調(diào)整墊圈15用于固定軸承組的軸向位置，進(jìn)而調(diào)整大齒圈17的軸向位置。同樣，軸承組的軸承內(nèi)圈也由軸承擋圈加調(diào)整墊圈來固定和調(diào)整。
[0018]所述大齒圈17具有不同直徑的第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面和第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面，所述第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑大于所述第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑；所述大齒圈上與減速器齒輪嚙合的內(nèi)齒設(shè)置在第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面上，所述大齒圈的第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑與所述套筒的內(nèi)徑相同；所述軸承內(nèi)圈4與所述大齒圈17之間設(shè)有鼓形齒式聯(lián)軸器，所述鼓形齒式聯(lián)軸器包括套筒101，所述套筒101的外回轉(zhuǎn)表面設(shè)有球面齒，球面中心在所述套筒101的軸線上，由于該類齒承載能力強(qiáng)和角位移補(bǔ)償量大以及鼓形齒面使內(nèi)、外齒的接觸條件得到改善，可以避免在角位移條件下直齒齒端有棱邊擠壓和應(yīng)力集中的弊端，同時(shí)改善了齒面摩擦、磨損狀況，降低了噪聲，并具有維修周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。所述軸承內(nèi)圈4的內(nèi)回轉(zhuǎn)表面設(shè)有與所述套筒101的外齒相嚙合的內(nèi)齒，所述套筒101和所述大齒圈采用軸向螺栓聯(lián)接。采用上述結(jié)構(gòu)的鼓形齒式聯(lián)軸器將軸承內(nèi)圈4和大齒圈17柔性連接，軸承內(nèi)圈4和大齒圈17在施工中則可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)對(duì)工況中的復(fù)雜位移和部分振動(dòng)，可應(yīng)對(duì)二者之間在施工中出現(xiàn)的軸向偏移和角偏移，并能相應(yīng)的減少刀盤在掘進(jìn)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)大齒圈17與減速器齒輪嚙合的影響。所述套筒101和所述大齒圈17的內(nèi)側(cè)緊密接觸，所述套筒101的外側(cè)設(shè)有擋板103，所述擋板103與所述軸承內(nèi)圈4固定；所述擋板103與所述套筒101之間設(shè)有密封圈102。
[0019]本發(fā)明中圖1所示的TBM主軸軸承主要用來應(yīng)對(duì)施工中與刀盤固連軸承內(nèi)圈的軸向位移、角位移，可用于小型TBM設(shè)備及掘進(jìn)工況不是很惡略的情況。本發(fā)明設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，制造成本較低。
[0020]盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸軸承，包括軸承外圈和軸承內(nèi)圈(4)，所述軸承外圈與TBM機(jī)頭架固定，所述軸承外圈由同軸并列設(shè)置的第一軸承外圈(7)和第二軸承外圈(10)構(gòu)成，所述軸承內(nèi)圈(4)與所述軸承外圈之間設(shè)有主推動(dòng)滾柱(9)、徑向滾柱(8)和反推動(dòng)滾柱(6)，所述軸承內(nèi)圈(4)通過螺栓與TBM刀盤固連，其特征在于， 所述第二軸承外圈(10)內(nèi)設(shè)有大齒圈(17)，所述大齒圈(17)與減速器齒輪相嚙合，所述大齒圈(17)與所述軸承外圈之間設(shè)有由兩個(gè)相同的單列角接觸圓柱滾子軸承(12)組成的軸承組； 所述大齒圈(17)具有不同直徑的第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面和第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面，所述第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑大于所述第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑；所述大齒圈上與減速器齒輪嚙合的內(nèi)齒設(shè)置在第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面上，所述大齒圈的第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑與所述套筒的內(nèi)徑相同；所述軸承內(nèi)圈(4)與所述大齒圈(17)之間設(shè)有鼓形齒式聯(lián)軸器，所述鼓形齒式聯(lián)軸器包括套筒(101)，所述套筒(101)的外回轉(zhuǎn)表面設(shè)有球面齒，球面中心在所述套筒(101)的軸線上，所述軸承內(nèi)圈(4)的內(nèi)回轉(zhuǎn)表面設(shè)有與所述套筒(101)的外齒相嚙合的內(nèi)齒，所述套筒(101)和所述大齒圈采用軸向螺栓聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸軸承，其特征在于，所述套筒(101)和所述大齒圈(17)的內(nèi)側(cè)緊密接觸，所述套筒(101)的外側(cè)設(shè)有擋板(103)，所述擋板(103)與所述軸承內(nèi)圈(4)固定；所述擋板(103)與所述套筒(101)之間設(shè)有密封圈(102)ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸軸承，其特征在于，所述軸承組與軸承外圈之間、所述軸承組與大齒圈(17)之間均分別設(shè)有軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)，所述軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)由擋圈和調(diào)整墊圈構(gòu)成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有柔性補(bǔ)償功能的TBM主軸軸承，包括軸承外圈和軸承內(nèi)圈，軸承外圈與TBM機(jī)頭架固定，軸承內(nèi)圈與軸承外圈之間設(shè)有三排滾柱，軸承內(nèi)圈通過螺栓與TBM刀盤固連，軸承外圈內(nèi)設(shè)有大齒圈，大齒圈用與減速器齒輪相嚙合，大齒圈與軸承外圈之間設(shè)有軸承組；大齒圈具有不同直徑的兩內(nèi)回轉(zhuǎn)表面，第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑大于第二內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的直徑；大齒圈上與減速器齒輪嚙合的內(nèi)齒設(shè)置在第一內(nèi)回轉(zhuǎn)表面上；軸承內(nèi)圈與大齒圈之間通過鼓形齒實(shí)現(xiàn)二者的柔性連接，以應(yīng)對(duì)二者之間在施工中出現(xiàn)的軸向及角偏移，并能相對(duì)減少刀盤切削巖石時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)TBM驅(qū)動(dòng)部件的影響，可保證刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和減速器以及減速器小齒輪與大齒圈嚙合的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【IPC分類】F16C27-04
【公開號(hào)】CN104533941
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410452372
【發(fā)明人】孫斌, 朱殿華, 郭偉, 王攀, 宋立瑋
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年9月5日