用于隧道掘進機的刀盤組件及具有其的隧道掘進機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于隧道掘進機的刀盤組件及具有其的隧道掘進機。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)技術(shù)中指出，掘進機設備上的刀盤的驅(qū)動機構(gòu)采用變頻電機(或液壓馬達)、減速機和行星齒輪的傳動結(jié)構(gòu)，變頻電機(或液壓馬達)通過輸出軸與減速機輸入端連接，減速機輸出端與行星齒輪的小齒圈連接并驅(qū)動主軸承，此種結(jié)構(gòu)的減速環(huán)節(jié)較多，結(jié)構(gòu)復雜，傳輸效率不高，且減速機造價高昂，體積龐大，與電機匹配性較差，可選擇余地較小，同時減速機需要專門的冷卻系統(tǒng)以及定期維護保養(yǎng)工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明在于提出一種用于隧道掘進機的刀盤組件，所述用于隧道掘進機的刀盤組件具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低的優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明還提出一種隧道掘進機，所述隧道掘進機包括如上所述的用于隧道掘進機的刀盤組件。
[0005]根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于隧道掘進機的刀盤組件，包括:刀盤;和用于驅(qū)動所述刀盤轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)包括行星齒輪，所述行星齒輪包括與所述刀盤相連的外齒圈和與所述外齒圈的內(nèi)周嚙合的多個內(nèi)齒輪，每個所述內(nèi)齒輪均通過一個與其直連的永磁同步電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的用于隧道掘進機的刀盤組件，通過利用永磁同步電機直接驅(qū)動行星齒輪轉(zhuǎn)動，再驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，可以避免使用變頻電機通過減速機進行減速之后，再與行星齒輪連接以驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，節(jié)省了減速機以及對減速機進行冷卻的冷卻系統(tǒng)，大大降低了整個驅(qū)動機構(gòu)的經(jīng)濟成本和維護保養(yǎng)成本，同時簡化了結(jié)構(gòu)，使得整個裝置的可靠性大為提高，并節(jié)約了掘進機的盾體空間，便于維修。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每個所述永磁同步電機上均設有用于監(jiān)測相應的所述永磁同步電機工作狀態(tài)信號的監(jiān)測裝置。
[0008]在本發(fā)明的一些實施例中，所述監(jiān)測裝置為旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0009]在本發(fā)明的一些實施例中，所述刀盤組件進一步包括:控制器，所述控制器分別與每個所述監(jiān)測裝置和每個所述永磁同步電機相連，以根據(jù)每個所述監(jiān)測裝置檢測的所述信號控制相應的所述永磁同步電機工作。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每個所述永磁同步電機的級數(shù)N滿足:12級< N < 48級。
[0011 ] 在本發(fā)明的一些實施例中，每個所述永磁同步電機的級數(shù)N為36級、基頻為30Hz。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每個所述內(nèi)齒輪與所述外齒圈的齒數(shù)比均為1:15或1:16 或 1:17ο
[0013]在本發(fā)明的一些實施例中，所述多個內(nèi)齒輪在所述外齒圈的周向方向上均勻地間隔開。
[0014]根據(jù)本發(fā)明第二方面的隧道掘進機，包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于隧道掘進機的刀盤組件。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的隧道掘進機，通過設置用于隧道掘進機的刀盤組件，可以降低整個隧道掘進機的經(jīng)濟成本和維護保養(yǎng)成本，并且由于結(jié)構(gòu)簡化，可以使得整個隧道掘進機的可靠性大大提高。
[0016]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于隧道掘進機的刀盤組件的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1中所示的行星齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標記:
[0020]驅(qū)動機構(gòu)1，行星齒輪11，外齒圈111，內(nèi)齒輪112，永磁同步電機12。
【具體實施方式】
[0021]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0022]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。
[0023]下面參考圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的用于隧道掘進機的刀盤組件。
[0024]如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的用于隧道掘進機的刀盤組件，包括:刀盤(圖未示出)和驅(qū)動機構(gòu)1。
[0025]具體地，驅(qū)動機構(gòu)1用于驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，驅(qū)動機構(gòu)1包括行星齒輪11，行星齒輪11包括與刀盤相連的外齒圈111和與外齒圈111的內(nèi)周嚙合的多個內(nèi)齒輪112，每個內(nèi)齒輪112均通過一個與其直連的永磁同步電機12驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。換言之，行星齒輪11可以驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，行星齒輪11的外齒圈111由多個與其嚙合的內(nèi)齒輪112共同驅(qū)動轉(zhuǎn)動，且每個內(nèi)齒輪112均與一個永磁同步電機12連接，多個永磁同步電機12可以驅(qū)動相對應連接的內(nèi)齒輪112轉(zhuǎn)動，多個內(nèi)齒輪112再帶動與其嚙合的外齒圈111轉(zhuǎn)動，外齒圈111與刀盤連接，在外齒圈111轉(zhuǎn)動的同時可以帶動刀盤轉(zhuǎn)動。
[0026]需要說明的是，由于永磁同步電機12的特性，在提升電機極數(shù)時功率因數(shù)并不會下降，并且由于功率密度遠大于異步電機，體積也會得到很好的控制，所以在掘進機上應用永磁同步電機12，并且永磁同步電機12的輸出轉(zhuǎn)速可以做到很低，扭矩可以做到很高，這樣可以避免通過減速機驅(qū)動行星齒輪11帶動刀盤旋轉(zhuǎn)。永磁同步電機12的特性應為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，這里不再詳述。
[0027]由此，可以避免使用減速機進行減速，節(jié)省了對減速機進行冷卻的冷卻系統(tǒng)，大大降低了整個驅(qū)動機構(gòu)1的經(jīng)濟成本和維護保養(yǎng)成本，同時簡化了結(jié)構(gòu)，使得整個裝置的可靠性大為提高，并節(jié)約了掘進機的盾體空間，便于維修。
[0028]根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的用于隧道掘進機的刀盤組件，通過利用永磁同步電機12直接驅(qū)動行星齒輪11轉(zhuǎn)動，再驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，可以避免使用變頻電機通過減速機進行減速之后，再與行星齒輪11連接以驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，節(jié)省了減速機以及對減速機進行冷卻的冷卻系統(tǒng)，大大降低了整個驅(qū)動機構(gòu)1的經(jīng)濟成本和維護保養(yǎng)成本，同時簡化了結(jié)構(gòu)，使得整個裝置的可靠性大為提高，并節(jié)約了掘進機的盾體空間，便于維修。
[0029]在本發(fā)明的一些實施例中，每個永磁同步電機12上均設有用于監(jiān)測相應的永磁同步電機12工作狀態(tài)信號的監(jiān)測裝置。由此監(jiān)測裝置可以檢測并反饋相應的永磁同步電機12上的轉(zhuǎn)速、位置、轉(zhuǎn)矩等信號，以實現(xiàn)各永磁同步電機12的同步性。進一步地，監(jiān)測裝置可以為旋轉(zhuǎn)變壓器，旋轉(zhuǎn)變壓器是一種精密角度、位置、速度檢測裝置，適用于所有使用旋轉(zhuǎn)編碼器的旋轉(zhuǎn)變壓器場合，特別是高溫、嚴寒、潮濕、高速、高震動等旋轉(zhuǎn)編碼器無法正常工作的場合。由此可以準確檢測永磁同步電機12的轉(zhuǎn)速、位置等信號。需要說明的是，旋轉(zhuǎn)變壓器和旋轉(zhuǎn)編碼器的具體結(jié)構(gòu)及其工作原理應為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，這里不再詳述。
[0030]可選地，刀盤組件進一步包括:控制器，控制器分別與每個監(jiān)測裝置和每個永磁同步電機12相連，以根據(jù)每個監(jiān)測裝置檢測的信號控制相應的永磁同步電機12工作。由此可以使永磁同步電機12在全頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)獲得優(yōu)良的控制特性，保證了各永磁同步電機12之間的同步性，改善了整個驅(qū)動系統(tǒng)的效能，減少了負載突變時整個系統(tǒng)受到的沖擊，增強了整個驅(qū)動系統(tǒng)的壽命。
[0031]在本發(fā)明的一些實施例中，每個永磁同步電機12的級數(shù)N滿足:12級< 48級。由此可以滿足刀盤對不同工作面的轉(zhuǎn)速要求，而且還可以防止轉(zhuǎn)速過低或過高而不利于工作面的開挖。進一步地，每個永磁同步電機12的級數(shù)N為36級、基頻為30Hz。由此不僅可以輸出一個較小的轉(zhuǎn)速，而且還可以減小永磁同步電機12的成本?？蛇x地，每個內(nèi)齒輪112與外齒圈111的齒數(shù)比均為1:15或1: