[发明专利]隧道钻机冲击齿轮箱

说明书

技术领域

本发明涉及钻机的冲击齿轮箱，属于工程机械领域。

背景技术

由于受制于液压马达和液压冲击锤的体积，该类型的行星传动的齿轮箱轴向尺寸较大，液压马达和液压冲击锤必须进行轴向错位安装，不适应大功率容量的齿轮箱。

目前的钻机冲击齿轮箱主要依靠进口，多数齿轮箱的冲击部分与旋转部分的联接采用渐开线花键连接，比如瑞典阿特拉斯.柯普科ROC D7露天钻机冲击钻用齿轮箱即采用渐开线花键联接。采用渐开线花键联接的特点：连接部分较为紧凑。适合大批量制造。采用渐开线花键联接的不足之处：加工方面：公花键采用铣削加工，母花键一般采用花键拉刀或插齿加工（短花键），需要配置专业机床和专用刀具，小批量制造成本较高，质量难于保证。由于输出轴联接部分同时承受扭矩和轴向高频冲击，因此要求联接部分同时具有较高的强度和耐磨性，制造成倍较高，不适合大冲击功的要求。由于采用渐开线花键联接，花键的公、母部分分别为输出齿轮和输出轴，当花键有所损坏，需更换齿轮或输出轴，维修成本较高。国外部分功率等级较低的齿轮箱齿轮传动采用行星齿轮传动（径向体积较小）。采用行星齿轮传动的特点：齿轮箱径向结构紧凑。适合大批量制造。采用行星齿轮传动的不足：由于结构紧凑，不便于作业现场的检修。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种隧道钻机冲击齿轮箱，采用旋转+冲击工作模式，双边旋转功率驱动、平行轴传动方式，减小轴向尺寸，输出轴的扭矩部分和冲击功部分通过简单可靠的圆柱销联接，可同时传递旋转力矩和轴向冲击能，结构简单可靠、传递的冲击功较大。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

隧道钻机冲击齿轮箱，包括箱体、箱体内部设置传动机构，所述传动机构包括输出轴组成、中间轴组成、输入轴组成、外部动力输入装置。该齿轮箱性能特征在于冲击+回转的动力输出，回转功率采用双边输入，齿轮传动采用平行轴模式，回转功率最后一级传动采用可滑动圆柱销型式，齿轮箱体采用整体焊接型式，冲击部件与箱体设有缓冲弹簧，各传动轴径向支撑轴承采用满滚子轴承。外部动力输入包括箱体后端面联接的液压冲击锤、与输入轴组成相联的液压马达（两组），该齿轮箱功能特征在于冲击+回转的动力输出。齿轮箱采用轴向安装，无水平分箱面，整体刚度较好。回转功率的传递采用双边输入的模式，齿轮传动采用平行轴传动型式。为平衡该齿轮箱的受力状态，最大限度的降低高度尺寸，该齿轮箱的旋转功率（扭矩+转速）输入采用双边输入型式，液压马达采用双边输入的方式，除平衡齿轮箱的受力的考虑外，还可有效的降低齿轮箱的整体高度。与行星传动相比，齿轮传动采用结构简单的平行轴传动模式，检修方便。输出轴齿轮与输出轴的旋转功率（扭矩+转速）采用新颖的多个圆柱销传递，由于接触面为圆弧，因此应力集中较低，便于与其配合的输出轴滑动，其可靠性比传统的花键高（如矩形键和渐开线花键），适应在轴向有滑动的工况下传递较大扭矩、变形小，并最大限度的减少轴向冲击对齿轮传动的影响，应力集中较小。同时还具有加工方便的特点，采用普通精度的钻床即可完成配对加工，适合小批量和专机制造，成本可控。由于设置了圆柱销为易损件，当联接部分出现损害时，只需更换圆柱销，维修成本较低。

作为优选，该齿轮箱功能特征在于冲击+回转的动力输出。

作为优选，旋转功率（扭矩+转速）采用双边输入模式：其一，有利于平衡齿轮箱的整体受力状态，其二，最大限度的减小了输入部分的体积。

作为优选，该齿轮箱回转功率最后一级的传递（输出轴齿轮至输出轴）采用可滑动的圆柱销传递的方式，所述圆柱销直径为范围15-70mm，数量范围4-15。

作为优选，所述齿轮箱体为整体焊接式。齿轮箱体采用整体焊接型式，结构刚度较好，有利于齿轮传动。更加鉴于该功率等级的冲击+旋转的工程钻机批量较小，据业内专家专家测算，全国需求量不及100台，且目前主要由国外品牌垄断，该冲击齿轮箱体不适合采用铸造模式批量生产制造，因此，该齿轮箱体采用焊接方式。

作为优选，在输出轴和箱体之间设置有缓冲弹簧，提高齿轮箱体的抗冲击能力。

作为优选，各轴径向支撑轴承均为满滚子轴承。满滚子轴承的轴承内径和外径差值较小，最大限度减少各轴的径向尺寸，间接地提高了齿轮箱体的整体刚度。