驅動齒輪箱中的冷卻器、驅動齒輪箱的冷卻結構及方法與流程

2024-03-11 05:25:15

本發明涉及一種驅動齒輪箱中的冷卻器，用於盾構主刀盤驅動齒輪箱的冷卻降溫，本發明還涉及一種驅動齒輪箱的冷卻結構及方法。

背景技術：

盾構主刀盤驅動齒輪箱工作地點在深度十幾米的地面以下，由於地下熱量大、溫度高、通風條件差等惡劣的工作環境，以及盾構主刀盤驅動齒輪箱工作負載大、發熱量大、散熱空間小的工作條件，需要為盾構主刀盤驅動齒輪箱提供可靠有效的冷卻散熱裝置，以保證盾構機的正常掘進工作。

常規的盾構主刀盤驅動齒輪箱的冷卻方式有：採用循環油冷卻的方式，此方式採用的循環冷卻裝置結構複雜、佔用空間大，並且需要附加水冷或風冷的冷卻裝置，用於冷卻循環油；還有採用驅動齒輪箱的箱體內部設置柵格，例如CN 204140842 U的實用新型專利，公開了一種用於盾構機減速器中冷卻降溫循環水裝置，在所述行星減速器殼體中間有個密閉的腔體結構，在所述腔體上設有一個進水口和一個出水口，冷卻水通過進水口進入腔體內，在腔體內水流從進水口流向出水口，由流動的水帶走一部分熱量，並在腔體內間隔設有柵格，增加熱交換的面積。這種採用循環冷卻水在柵格內流動以帶走熱量的方式，散熱面積小，冷卻水流道短，散熱效果不夠理想，密封結構不夠可靠，容易造成漏水、甚至油水混合，影響驅動齒輪箱中的其它部件從而造成盾構主刀盤驅動齒輪箱提前失效。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，提供一種結構簡單、佔用空間小、散熱面積大、冷卻流道長、冷卻效果好、密封可靠的驅動齒輪箱中的冷卻器，本發明還提供一種驅動齒輪箱的冷卻結構及方法。

為達到上述目的，本發明採用的技術方案是：驅動齒輪箱中的冷卻器，冷卻器呈頂部開口的圓筒結構，其特徵在於冷卻器的頂部和底部分別設有環形的密封板一和密封板二，所述的冷卻器上還設有環形的隔層，所述的隔層設置在密封板一和密封板二之間，隔層與密封板一和密封板二均沿軸向隔開，隔層上開有一個過水缺口，相鄰隔層的過水缺口沿隔層的圓周方向錯開一定角度。

優選的，所述冷卻器的筒身、密封板一、密封板二和隔層為一體成型結構。

優選的，相鄰隔層的過水缺口沿隔層的圓周方向錯開180度。

優選的，所述的密封板一的外壁上具有沿密封板一周向的密封環槽一，密封板二的外壁上具有沿密封板二周向的密封環槽二，且密封環槽一和密封環槽二的數量均為至少一個。

優選的，所述的隔層的數量大於5，隔層在密封板一和密封板二之間沿軸向均勻間隔分布。

驅動齒輪箱的冷卻結構，包括驅動齒輪箱的箱體和安裝在箱體中的冷卻器，其特徵在於所述的冷卻器為以上所述的驅動齒輪箱中的冷卻器，所述的密封板一和密封板二均與箱體的內壁密封配合，所述隔層與箱體的內壁接觸配合，箱體上開有進水口、出水口和放水口，所述的進水口設置在密封板一與頂層的隔層之間，所述的出水口設置在密封板二與底層的隔層之間，所述的放水口設置在密封板一與頂層的隔層之間、密封板二與底層的隔層之間或者相鄰隔層之間，且放水口用可拆卸的塞柱封口。

優選的，所述的密封板一上的密封環槽一中和密封板二的密封環槽二中均壓裝有密封圈，密封圈與箱體的內壁接觸使密封板一和密封板二均與箱體的內壁密封配合。

優選的，所述的進水口和出水口沿軸向對齊分布，所述的放水口與所述的進水口或出水口沿箱體的周向隔開180度。

優選的，所述的放水口為螺紋口，所述的塞柱為與放水口螺紋配合的螺塞，箱體與塞柱之間具有螺塞墊。

驅動齒輪箱的冷卻方法，其特徵在於採用以上所述的驅動齒輪箱的冷卻結構進行冷卻，冷卻步驟如下：

（一）將冷器卻安裝在驅動齒輪箱的箱體內，使密封板一和密封板二與箱體的內壁密封配合，隔層與箱體的內壁接觸配合；

（二）將冷卻水輸出管與箱體上的進水口對接；

（三）輸送冷卻水，冷卻水由冷卻水輸出管流入進水口中，並流經密封板一與頂層的隔層之間，再通過隔層上的過水缺口流經各隔層及底層的隔層與密封板二之間，對箱體進行冷卻降溫後從出水口中流出；

（四）根據驅動齒輪箱的養護要求，在驅動齒輪箱未運行的狀態下，取下塞柱，將箱體中剩餘的冷卻水放出。

本發明的有益效果是：

1、 本發明的驅動齒輪箱中的冷卻器呈頂部開口的圓筒結構，結構簡單，方便與驅動齒輪箱的箱體配合安裝，冷卻器的頂部和底部分別設計密封板一和密封板二，保證冷卻器在驅動齒輪箱中被有效密封，避免冷卻水外漏及油水混合，冷卻器的布局密封可靠，不會對驅動齒輪箱中的其它部件造成影響。

2、 在冷卻器的密封板一和密封板二之間設置隔層，隔層上開有過水缺口，且相鄰的隔層的過水缺口沿隔層的圓周方向錯開一定角度，冷卻水從隔層的過水缺口中依次流經各隔層，通過隔層延長冷卻水在驅動齒輪箱內的冷卻流道，增大散熱面積，從而提高對驅動齒輪箱的冷卻效果。

3、 本發明的驅動齒輪箱的冷卻結構，冷卻器安裝在箱體中，密封板一和密封板二分別與箱體密封配合，在頂層的隔層與密封板一之間的箱體上開有進水口，在底層的隔層和密封板二之間的箱體上開有出水口，保證冷卻水在卻冷器與箱體之間的密封空間中依次經由各隔層流動，冷卻流道長，散熱面積大且密封可靠性高，為驅動齒輪箱提供可靠有效的冷卻散熱，以保證驅動齒輪箱的正常運行。

4、 本發明的驅動齒輪箱的冷卻方法，採用以上所述的驅動齒輪箱的冷卻結構進行冷卻，冷卻器安裝在箱體中，冷卻器的圓筒中空位不會佔用箱體空間，冷卻水的流道長、散熱面積大，冷卻效果好且密封可靠性高，保證驅動齒輪箱在地下惡劣的環境下也能夠可靠運行。

附圖說明

圖1為具體實施方式中的驅動齒輪箱中的冷卻器的立體結構示意圖。

圖2為圖1中的驅動齒輪箱中的冷卻器繞軸向轉動180度後的結構示意圖。

圖3為具體實施方式中的驅動齒輪箱中的冷卻器的剖視圖。

圖4為具體實施方式中的驅動齒輪箱的冷卻結構的示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖4對本發明的實施例做詳細說明。

驅動齒輪箱中的冷卻器，冷卻器呈頂部開口的圓筒結構，冷卻器的頂部和底部分別設有環形的密封板一1和密封板二2，所述的冷卻器上還設有環形的隔層3，所述的隔層3設置在密封板一1和密封板二2之間，隔層3與密封板一1和密封板二2均沿軸向隔開，隔層3上開有一個過水缺口31，相鄰隔層3的過水缺口31沿隔層3的圓周方向錯開一定角度。

如圖1所示的冷卻器，將其安裝在驅動動齒輪箱內，密封板一1和密封板二2用於冷卻器在驅動齒輪箱中的密封，確保冷卻水不會從冷卻器中流出，隔層3設置在密封板一1和密封板二2之間，隔層3將密封板一1和密封板二2之間的空間分成多層過水槽，通過隔層3上的過水缺口31，且相鄰隔層3的過水缺口沿隔層3的圓周方向錯開一定角度，使冷卻水可逐層流入過水槽中，隔層3的設置使冷卻水的冷卻流道更長，冷卻水與驅動齒輪箱的箱體接觸面積更大即散熱面積更大，冷卻降溫效果更好。

其中，所述冷卻器的筒身、密封板一1、密封板二2和隔層3為一體成型結構，冷卻器的結構更穩定，成型更簡單。

其中，從圖1和圖2中可以看出，相鄰隔層3的過水缺口31沿隔層3的圓周方向錯開180度，即間隔一層的隔層3的過水缺口31是軸向對齊的，而相鄰隔層3的過水缺口31為左右對稱分布，可使冷卻水進入冷卻器後逐層充滿過水槽，冷卻水的冷卻流道達到最長，與驅動齒輪箱的箱體接觸面積最大即散熱面積最大，冷卻降溫效果最好。

其中，所述的密封板一1的外壁上具有沿密封板一1周向的密封環槽一11，密封板二2的外壁上具有沿密封板二2周向的密封環槽二21，且密封環槽一11和密封環槽二21的數量均為至少一個，如圖3所示，密封環槽一11的數量為兩個，密封環槽二21的數量為一個，在密封環槽一11和密封環槽二21中分別壓入密封圈，使冷卻器在驅動齒輪箱中密封，冷卻水不會從冷卻器中流入驅動齒輪箱的其它部位，保護驅動齒輪箱的其它部位不受影響。

在實際結構中，所述的隔層3的數量大於5，隔層3在密封板一1和密封板二2之間沿軸向均勻間隔分布，形成的冷卻流道能滿足驅動齒輪箱的冷卻降溫需求。

如圖4所示，驅動齒輪箱的冷卻結構，包括驅動齒輪箱的箱體4和安裝在箱體4中的冷卻器100，所述的冷卻器100為以上所述的驅動齒輪箱中的冷卻器，所述的密封板一1和密封板二2均與箱體4的內壁密封配合，所述隔層3與箱體4的內壁接觸配合，箱體4上開有進水口41、出水口42和放水口43，所述的進水口41設置在密封板一1與頂層的隔層3之間，所述的出水口42設置在密封板二2與底層的隔層3之間，所述的放水口43設置在密封板一1與頂層的隔層3之間、密封板二2與底層的隔層3之間或者相鄰隔層3之間，且放水口43用可拆卸的塞柱44封口。

冷卻器100安裝在箱體4中，密封板一1和密封板二2分別與箱體4密封配合，在頂層的隔層3與密封板一1之間的箱體上開有進水口41，在底層的隔層3和密封板二2之間的箱體上開有出水口42，保證冷卻水在卻冷器與箱體之間的密封空間中依次經由各隔層流動，冷卻流道長，散熱面積大且密封可靠性高，為驅動齒輪箱提供可靠有效的冷卻散熱，以保證驅動齒輪箱的正常運行。

所述的密封板一1上的密封環槽一11中和密封板二2的密封環槽二21中均壓裝有密封圈5，密封圈5與箱體4的內壁接觸使密封板一1和密封板二2均與箱體4的內壁密封配合，密封環槽一11和密封環槽二21的數量可以根據冷卻器的密封要求確定。

其中，所述的進水口41和出水口42沿軸向對齊分布即進水口41與出水口42同邊設置，保證冷卻水流入冷卻器100與箱體4之間的密封空間後，流經逐層隔層3後再從出水口42中流出，冷卻流道最長，所述的放水口43與所述的進水口41或出水口42沿箱體4的周向隔開180度，在非冷卻狀態下，保證冷卻水被有效排出。

具體的，所述的放水口43為螺紋口，所述的塞柱44為與放水口43螺紋配合的螺塞，放便放水口43的封口與打開，箱體4與塞柱44之間具有螺塞墊45，用螺塞墊45防止在冷卻過程中，冷卻水從放水口43中漏出。

驅動齒輪箱的冷卻方法，其特徵在於採用以上所述的驅動齒輪箱的冷卻結構進行冷卻，冷卻步驟如下：

（一）將冷器卻100安裝在驅動齒輪箱的箱體4內，使密封板一1和密封板二2與箱體4的內壁密封配合，隔層3與箱體4的內壁接觸配合，為了方便冷卻器100的拆裝，可以通過螺栓6將冷卻器100固定在箱體4內；

（二）將冷卻水輸出管與箱體4上的進水口41對接；

（三）輸送冷卻水，冷卻水由冷卻水輸出管流入進水口41中，並流經密封板一1與頂層的隔層3之間，再通過隔層3上的過水缺口31流經各隔層及底層的隔層3與密封板二2之間，對箱體4進行冷卻降溫後從出水口43中流出；

（四）根據驅動齒輪箱的養護要求，在驅動齒輪箱未運行的狀態下，取下塞柱44，將箱體4中剩餘的冷卻水放出。

以上所述的驅動齒輪箱的冷卻方法，採用以上所述的驅動齒輪箱的冷卻結構進行冷卻，冷卻器安裝在箱體中，冷卻器的圓筒中空位不會佔用箱體空間，冷卻水的流道長、散熱面積大，冷卻效果好且密封可靠性高，保證驅動齒輪箱在地下惡劣的環境下也能夠可靠運行。

本發明的優點在於：冷卻器呈頂部開口的圓筒結構，結構簡單，方便與驅動齒輪箱的箱體配合安裝，冷卻器的頂部和底部分別設計密封板一1和密封板二2，在密封板一1上的密封環槽一11和密封板二2上的密封環槽二21中壓入密封圈，密封環槽一11和密封環槽二21的數量可根據密封需求進行設計，對冷卻器進行多層密封，冷卻器在驅動齒輪箱中密封可靠性高，避免冷卻水外漏及油水混合，不會對驅動齒輪箱中的其它部件造成影響。

在冷卻器的密封板一1和密封板二2之間設置隔層3，隔層3的數量由隔層的厚度和驅動齒輪箱的冷卻需求來確定，隔層3上開有過水缺口31，且相鄰的隔層3的過水缺口31沿隔層的圓周方向錯開180度，使冷卻水進入冷卻器後逐層充滿箱體與冷卻器之間的過水槽，冷卻水的冷卻流道達到最長，與驅動齒輪箱的箱體接觸面積最大即散熱面積最大，冷卻降溫效果最好。

以上所述的驅動齒輪箱的冷卻結構，冷卻器100安裝在箱體4中，密封板一1和密封板二2分別與箱體4密封配合，在頂層的隔層3與密封板一1之間的箱體上開有進水口41，在底層的隔層3與密封板二2之間的箱體上開有出水口42，保證冷卻水在卻冷器與箱體之間的密封空間中依次經由各隔層流動，冷卻流道長，散熱面積大且密封可靠性高，為驅動齒輪箱提供可靠有效的冷卻散熱，以保證驅動齒輪箱的正常運行。

以上所述的驅動齒輪箱的冷卻方法，採用以上所述的驅動齒輪箱的冷卻結構進行冷卻，冷卻器安裝在箱體中，冷卻器的圓筒中空位不會佔用箱體空間，冷卻水的流道長、散熱面積大，冷卻效果好且密封可靠性高，保證驅動齒輪箱在地下惡劣的環境下也能夠可靠運行。

以上結合附圖對本發明的實施例的技術方案進行完整描述，需要說明的是所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。