本發(fā)明涉及軸承，具體涉及一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承以及掘進機。

背景技術(shù)：

1、隨著地下空間的開發(fā)，越來越多的地下工程需要進行垂直鉆井。相比于傳統(tǒng)的鉆井方法，采用豎井掘進機有著高效率、安全生產(chǎn)、成井質(zhì)量好、機械化程度高、施工成本低、可面對多種地形等多種優(yōu)勢。在掘進機進行鉆井工作時，主驅(qū)動系統(tǒng)帶著下方刀盤轉(zhuǎn)動，主驅(qū)動系統(tǒng)上方的連接件會受到很高的反扭矩作用，而隨著掘進直徑變大，深度變深，需要使用的掘進機也會產(chǎn)生更大的扭矩，如果不能保證連接支撐部分可以承受較大的扭矩，可能會導(dǎo)致整個掘進機掘進異常，造成嚴重的后果。掘進機主驅(qū)動系統(tǒng)上方的連接支撐部分通常設(shè)置有關(guān)節(jié)軸承以適應(yīng)掘進過程中的角度變化，在關(guān)節(jié)軸承處，掘進過程中產(chǎn)生的反扭矩力主要依靠關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈和外圈之間的摩擦力來抵消，其難以承受較大的扭矩，影響支撐系統(tǒng)整體強度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有掘進機在大直徑、高深度工況下使用時，支撐系統(tǒng)強度不夠，容易相對轉(zhuǎn)動的問題，本發(fā)明提出一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承以及掘進機。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的具體技術(shù)方案如下：

3、一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，包括用于配合掘進機主支撐軸的內(nèi)圈和套設(shè)在內(nèi)圈外側(cè)的外圈，內(nèi)圈和外圈通過球面接觸連接，并在兩者之間設(shè)置有空腔，空腔內(nèi)布置齒輪副，齒輪副包括與內(nèi)圈連接的齒輪以及與外圈連接的齒套，齒輪與齒套配合，以在內(nèi)圈和外圈之間傳遞扭矩。

4、進一步的，沿軸向方向上，齒輪和齒套間隙配合，或者齒輪和齒套在上下端面處的配合部分為適應(yīng)外圈球面的弧形。

5、進一步的，齒輪為鼓形齒。

6、進一步的，外圈包括第一外圈和截面為l型的第二外圈，第一外圈和第二外圈之間固定連接，在第二外圈內(nèi)側(cè)形成空腔。

7、進一步的，外圈位于空腔上側(cè)的球接觸面上設(shè)有第一環(huán)槽，外圈位于空腔下側(cè)的球接觸面上設(shè)有第二環(huán)槽，外圈內(nèi)還設(shè)有與第一環(huán)槽相通的第一潤滑油道以及與第二環(huán)槽相通的第二潤滑油道。

8、進一步的，齒套的上側(cè)外壁與空腔上側(cè)內(nèi)壁之間形成第三環(huán)槽，齒套的下側(cè)外壁與空腔下側(cè)內(nèi)壁之間形成第四環(huán)槽。

9、進一步的，外圈內(nèi)還設(shè)有與第三環(huán)槽相通的第三潤滑油道。

10、進一步的，內(nèi)圈上用于安裝主支撐軸的內(nèi)孔截面為矩形。

11、進一步的，外圈上端面與內(nèi)圈的連接處以及外圈下端面與內(nèi)圈的連接處均設(shè)有端面密封組件；端面密封組件包括壓環(huán)，壓環(huán)與外圈之間通過壓環(huán)螺釘連接，壓環(huán)與內(nèi)圈接觸的端面上開有環(huán)狀凹槽，凹槽的底部設(shè)有雙o型密封圈，雙o型密封圈和內(nèi)圈之間還設(shè)有第二密封圈。

12、一種掘進機，包括上述的掘進機用關(guān)節(jié)軸承，內(nèi)圈可滑動地安裝在主支撐軸上，外圈與用于支撐在井道內(nèi)壁的撐靴組件連接。

13、本發(fā)明的有益效果在于：

14、1、關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈和外圈通過齒輪副和內(nèi)外球面接觸兩種方式連接，相比于單純的球面接觸，依靠滑動摩擦傳遞扭矩的方式，不僅可以利用球面接觸實現(xiàn)一定角度的擺動，還可以通過齒輪副更好的承受較高扭矩。

15、2、進一步的采用鼓形齒和齒套作為齒輪副，可以減少齒間側(cè)隙，避免發(fā)生高強度沖擊；齒輪副上下側(cè)布置有環(huán)槽，可以保證關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈軸線相對于外圈軸線發(fā)生角度變化時不會發(fā)生干涉。

16、3、掘進機的主支撐軸通過關(guān)節(jié)軸承將扭矩傳遞給撐靴組件將扭矩抵消，掘進機刀盤和主驅(qū)動系統(tǒng)在關(guān)節(jié)軸承的帶動下還能進行小角度轉(zhuǎn)向，在工作時，撐靴組件和關(guān)節(jié)軸承整個系統(tǒng)強度可以得到保證，避免出現(xiàn)關(guān)節(jié)軸承斷裂、相對轉(zhuǎn)動、磨損的情況。

技術(shù)特征：

1.一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：包括用于配合掘進機主支撐軸（3）的內(nèi)圈（5）和套設(shè)在內(nèi)圈（5）外側(cè)的外圈（6），內(nèi)圈（5）和外圈（6）通過球面接觸連接，并在兩者之間設(shè)置有空腔，空腔內(nèi)布置齒輪副，齒輪副包括與內(nèi)圈（5）連接的齒輪（5.1）以及與外圈（6）連接的齒套（6.26），齒輪（5.1）與齒套（6.26）配合，以在內(nèi)圈（5）和外圈（6）之間傳遞扭矩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：沿軸向方向上，齒輪（5.1）和齒套（6.26）間隙配合，或者齒輪（5.1）和齒套（6.26）在上下端面上的配合部分為適應(yīng)所述外圈（6）球面的弧形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：齒輪（5.1）為鼓形齒。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：外圈（6）包括第一外圈（6.1）和截面為l型的第二外圈（6.2），第一外圈（6.1）和第二外圈（6.2）之間固定連接，在第二外圈（6.2）內(nèi)側(cè)形成所述空腔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：外圈（6）位于空腔上側(cè)的球接觸面上設(shè)有第一環(huán)槽（6.12），外圈（6）位于空腔下側(cè)的球接觸面上設(shè)有第二環(huán)槽（6.22），外圈（6）內(nèi)還設(shè)有與第一環(huán)槽（6.12）相通的第一潤滑油道（6.11）以及與第二環(huán)槽（6.22）相通的第二潤滑油道（6.21）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：齒輪副的上側(cè)外壁與空腔上側(cè)內(nèi)壁之間形成第三環(huán)槽（6.24），齒輪副的下側(cè)外壁與空腔下側(cè)內(nèi)壁之間形成第四環(huán)槽（6.25）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：外圈（6）內(nèi)還設(shè)有與第三環(huán)槽（6.24）相通的第三潤滑油道（6.23）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：內(nèi)圈（5）上用于安裝主支撐軸（3）的內(nèi)孔截面為矩形。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承，其特征在于：外圈（6）上端面與內(nèi)圈（5）的連接處以及外圈（6）下端面與內(nèi)圈（5）的連接處均設(shè)有端面密封組件（7）；端面密封組件（7）包括壓環(huán)（7.1），壓環(huán)（7.1）與外圈（6）之間通過壓環(huán)螺釘（7.3）連接，壓環(huán)（7.1）與內(nèi)圈（5）接觸的端面上開有環(huán)狀凹槽，環(huán)狀凹槽的底部設(shè)有雙o型密封圈（7.2），雙o型密封圈（7.2）和內(nèi)圈（5）之間還設(shè)有第二密封圈（7.5）。

10.一種掘進機，其特征在于：包括權(quán)利要求1-9任意一項所述的掘進機用關(guān)節(jié)軸承，在安裝時，內(nèi)圈（5）可滑動地安裝在主支撐軸（3）上，外圈（6）與用于支撐在井道內(nèi)壁的撐靴組件（4）連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種掘進機用關(guān)節(jié)軸承以及掘進機，軸承包括用于配合掘進機主支撐軸的內(nèi)圈和套設(shè)在內(nèi)圈外側(cè)的外圈，內(nèi)圈和外圈通過球面接觸連接，并在兩者之間設(shè)置有空腔，空腔內(nèi)布置齒輪副，齒輪副包括與內(nèi)圈連接的齒輪以及與外圈連接的齒套，齒輪與齒套配合，以在內(nèi)圈和外圈之間傳遞扭矩；掘進機使用前述關(guān)節(jié)軸承作為撐靴組件和主支撐軸的連接件。關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈和外圈通過齒輪副和內(nèi)外球面接觸兩種方式連接，相比于單純的球面接觸，靠滑動摩擦傳遞扭矩，不僅可以實現(xiàn)一定角度的擺動，還可以更好的承受較高扭矩，同時傳遞扭矩，在工作時，撐靴組件和關(guān)節(jié)軸承整個系統(tǒng)強度可以得到保證，避免出現(xiàn)關(guān)節(jié)軸承斷裂、相對轉(zhuǎn)動、磨損的情況。

技術(shù)研發(fā)人員：張毅,王高峰,范雨晴,馮毅杰,李培培,謝要賓,莊志強,張士順,劉恒,劉帥兵
受保護的技術(shù)使用者：洛陽軸研科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30