阅读说明：本技术 冷却用齿轮箱结构 (Gear box structure for cooling ) 是由 王德申 李荃 *** 李苏东 蔡志明 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种冷却用齿轮箱结构,涉及冷却用齿轮箱结构的技术领域,以解决现有技术中的散热能力差的技术问题。本申请的冷却用齿轮箱结构包括箱壳本体、第一冷却腔体以及第二冷却腔体,所述箱壳本体上具有供轴穿过的内孔,以及与所述内孔相通的空腔；所述第一冷却腔体设于所述箱壳本体内,且位于所述内孔处；所述第二冷却腔体设于所述箱壳本体内,且位于所述空腔处。故本申请可以通过第一冷却腔体降低输入轴承和一级轮系在使用中的环境温度,通过第二冷却腔体降低一级轮系和二级轮系在使用中的环境温度,从而增大了散热面积,提高了散热能力,提高了齿轮箱的承载能力,可使整个齿轮箱的使用温度达到一个良性的状态。(The application discloses gear box structure for cooling relates to the technical field of gear box structure for cooling to solve the poor technical problem of heat dissipation ability among the prior art. The gear box structure for cooling comprises a box shell body, a first cooling cavity and a second cooling cavity, wherein an inner hole for a shaft to pass through and a cavity communicated with the inner hole are formed in the box shell body; the first cooling cavity is arranged in the box shell body and is positioned at the inner hole; the second cooling cavity is arranged in the box shell body and is positioned at the cavity. Therefore, the temperature of the environment where the input bearing and the primary gear train are in use can be reduced through the first cooling cavity, the temperature of the environment where the primary gear train and the secondary gear train are in use is reduced through the second cooling cavity, the heat dissipation area is increased, the heat dissipation capacity is improved, the bearing capacity of the gear box is improved, and the service temperature of the whole gear box can reach a benign state.)

冷却用齿轮箱结构

技术领域

本申请涉及齿轮箱的技术领域，具体而言，涉及一种冷却用齿轮箱结构。

背景技术

盾构齿轮箱是盾构机驱动的重要部件之一。其作用是传送动力，增大扭矩，驱动前端刀盘，使盾构机在前进的同时挖掘盾构机前的泥土砂石等，再通过其他设备将这些泥土碎石输送出隧道，其工作环境密闭，散热条件恶劣。

现有技术中，盾构机的主驱动齿轮箱。由于扭矩大及使用空间问题，散热能力差，采用自然冷却或都风扇冷却的热功率不足，齿轮箱运行温度较高，对齿轮箱内部各个零部件损害大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种冷却用齿轮箱结构，以解决现有技术中的散热能力差的技术问题。

本申请的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种冷却用齿轮箱结构，包括箱壳本体、第一冷却腔体以及第二冷却腔体，所述箱壳本体上具有供轴穿过的内孔，以及与所述内孔相通的空腔；所述第一冷却腔体设于所述箱壳本体内，且位于所述内孔处所述第二冷却腔体设于所述箱壳本体内，且位于所述空腔处。

于一实施例中，所述空腔的内壁上设有圆环形的第二凹槽，且在所述空腔上设有用于封闭所述第二凹槽的齿圈；其中，所述齿圈的外壁与所述空腔的内壁相抵，所述齿圈与所述第二凹槽相配形成所述第二冷却腔体。

于一实施例中，所述空腔的内壁与所述齿圈的接触部位设有第二密封圈。

于一实施例中，在所述箱壳本体上设有与所述第二冷却腔体相通的第二进水口和第二出水口；其中，所述第二进水口位于所述第二出水口的下方。

于一实施例中，所述第二进水口包括进水道和两个进口，所述进水道开设在所述箱壳本体的一侧面上，所述进水道一端能拆卸地连接有第一进水塞，一端连通至所述第二冷却腔体；两个所述进口开设在所述箱壳本体的底部上，并与所述进水道相通，在两个所述进口能拆卸地连接有第二进水塞。

于一实施例中，所述第二出水口包括出水道和两个出口，所述出水道开设在所述箱壳本体的一侧面上，所述出水道一端能拆卸地连接有第一出水塞，一端连通至所述第二冷却腔体；两个所述出口开设在所述箱壳本体的顶部上，并与所述出水道相通，在两个所述出口能拆卸地连接有第二出水塞。

于一实施例中，在所述箱壳本体上设有与所述第二冷却腔体相通的排水孔，所述排水孔内能拆卸地连接有塞子，其中，所述排水孔位于所述第二出水口的下方。

于一实施例中，所述箱壳本体的一侧面上设有圆环形的第一凹槽，且在所述箱壳本体上盖设用于封闭所述第一凹槽的盖板；其中，所述盖板与所述第一凹槽相配形成所述第一冷却腔体。

于一实施例中，所述第一冷却腔体的内表面上设有散热片，所述散热片具有第一端和第二端，第一端连接至所述第一冷却腔体的内表面上，第二端与所述第一冷却腔体的内表面间隔设置；相邻两个所述散热片的所述第一端的安装位置在所述第一冷却腔体的周向方向错开。

于一实施例中，所述盖板与所述箱壳本体的接触部位设有第一密封圈。

于一实施例中，在所述箱壳本体上设有与所述第一冷却腔体相通的第一进水口和第一出水口；其中，所述第一进水口位于所述第一出水口的下方。

本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请可以通过第一冷却腔体降低输入轴承和一级轮系在使用中的环境温度，通过第二冷却腔体降低一级轮系和二级轮系在使用中的环境温度，从而增大了散热面积，提高了散热能力，提高了齿轮箱的承载能力，可使整个齿轮箱的使用温度达到一个良性的状态。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例示出的冷却用齿轮箱结构的结构示意图；

图2为本申请一实施例示出的冷却用齿轮箱结构的侧视图；

图3为本申请一实施例示出的冷却用齿轮箱结构的结构示意图；

图4为本申请一实施例示出的冷却用齿轮箱结构的结构示意图。

图标：100－冷却用齿轮箱结构；1－箱壳本体；1a－第一面；1b－第一顶部；1c－第一底部；11－内孔；12－空腔；2－第一冷却腔体；21－第一凹槽；22－盖板；23－第一密封圈；24－散热片；24a－第一端；24b－第二端；25－第一进水口；26－第一出水口；3－第二冷却腔体；31－第二凹槽；32－齿圈；321－齿圈螺栓；322－第三凹槽；33－第二密封圈；34－第二进水口；341－进水道；342－进口；343－第一进水塞；344－第二进水塞；35－第二出水口；351－出水道；352－出口；353－第一出水塞；354－第二出水塞；36－排水孔；361－排水塞；4－输入轴承；5－输入轴；6－一级轮系；7－二级轮系。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1，其为本申请一实施例示出的冷却用齿轮箱结构100的结构示意图。冷却用齿轮箱结构100包括箱壳本体1、第一冷却腔体2以及第二冷却腔体3。

箱壳本体1具有第一面1a，第一顶部1b和第一底部1c，将第一顶部1b指向第一底部1c的方向，定义为向下的方向，将第一面1a的所在侧定义为右侧。箱壳本体1可以为长方体结构，也可以为圆柱体结构，当箱壳本体1为圆柱体结构时，该圆柱体结构的一端面为第一面1a，第一顶部1b和第一底部1c均位于该圆柱体结构的侧壁上。

箱壳本体1的第一面1a上具有供轴穿过的内孔11，以及与内孔11相通的空腔12；第一冷却腔体2设于箱壳本体1内，且位于内孔11处第二冷却腔体3设于箱壳本体1内，且位于空腔12处。

于一实施例中，冷却用齿轮箱结构100可以应用在盾构机中；内孔11中安装有输入轴承4和输入轴5，输入轴5通过输入轴承4安装在内孔11中，空腔12内设有一级轮系6、二级轮系7和齿圈32，一级轮系6套设在输入轴5上，二级轮系7与一级轮系6传动连接，齿圈32与二级轮系7传动连接即啮合，齿圈32与箱壳本体1通过齿圈螺栓321能拆卸地连接在一起。

本申请可以通过第一冷却腔体2降低输入轴承4和一级轮系6在使用中的环境温度，通过第二冷却腔体3降低一级轮系6和二级轮系7在使用中的环境温度，从而增大了散热面积，提高了散热能力，提高了齿轮箱的承载能力，可使整个齿轮箱的使用温度达到一个良性的状态。

于一实施例中，本冷却用齿轮箱结构100可与通过有限元热场分析来进行验证或者分析设计。

请参照图2，其为本申请一实施例示出的冷却用齿轮箱结构100的侧视图。在箱壳本体1上设有与第二冷却腔体3相通的第二进水口34和第二出水口35；其中，第二进水口34位于第二出水口35的下方，即第二进水口34位于箱壳本体1的第一底部1c；第二出水口35位于箱壳本体1的第一顶部1b。

在箱壳本体1上设有与第一冷却腔体2相通的第一进水口25和第一出水口26；其中，第一进水口25位于第一出水口26的下方。即第一进水口25位于箱壳本体1的第一底部1c；第一出水口26位于箱壳本体1的第一顶部1b。

第一冷却腔体2为圆环形腔体，第一冷却腔体2的内表面上设有散热片24，散热片24具有第一端24a和第二端24b，第一端24a连接至第一冷却腔体2的内表面上，第二端24b与第一冷却腔体2的内表面间隔设置；相邻两个散热片24的第一端24a的安装位置在第一冷却腔体2的周向方向错开。

其中，散热片24将第一冷却腔体2分割形成迂回的冷却水道，不仅增加了散热面积，而且散热片24的第二端24b与第一冷却腔体2的内表面之间留有间隙，可以防止形成封闭的小室，从而避免散热效率的降低。

于一操作过程中，在第一进水口25和第一出水口26安装冷却水管，第一进水口25与一水泵相连，水泵令循环冷却水从下方的第一进水口25进入，使得第一冷却腔体2的液面自然上升，充分接触了有效的散热面积，直至从第一出水口26流出，使得第一冷却腔体2中的循环冷却水可把输入轴承4和一级轮系6在使用中产生的热量带走，达到降温效果。

在第二进水口34和第二出水口35安装冷却水管，第二进水口34与一水泵相连，水泵令循环冷却水从下方的第二进水口34进入，使得第二冷却腔体3的液面自然上升，充分接触了有效的散热面积，直至从第二出水口35流出，使得第二冷却腔体3中的循环冷却水可把二级轮系7和一级轮系6在使用中产生的热量带走，达到降温效果。

其中，循环冷却水的压力最大时可达到1MPa。循环冷却水的进水与出水的温差一般选用10K(温升)左右。循环冷却水在循环过程中，可以降低箱壳本体1内润滑油的温度。本申请循环冷却水在循环过程中，可以控制润滑油温度，有效减少了点蚀等失效风险，提高了输入轴承4的使用寿命，延长了盾构机齿轮箱的整机使用寿命。

于一操作过程中，可以根据不同使用工况的需要选择单独使用第一冷却腔体2或第二冷却腔体3，而降低能耗，避免浪费能源，更环保。也可以根据需要选择共同使用第一冷却腔体2或第二冷却腔体3，而提高散热效率，提高冷却效果。

请参照图3，其为本申请一实施例示出的冷却用齿轮箱结构100的结构示意图。箱壳本体1的第一面1a上设有圆环形的第一凹槽21，且在箱壳本体1上盖设用于封闭第一凹槽21的盖板22；其中，盖板22与第一凹槽21相配形成第一冷却腔体2。盖板22可以通过螺栓、销钉等方式固定在箱壳本体1上。盖板22可以是与第一凹槽21相配的圆环柱形板。于一实施例中，盖板22与箱壳本体1可拆卸地连接在一起。

空腔12的内壁上设有圆环形的第二凹槽31，且在空腔12上设有用于封闭第二凹槽31的齿圈32；其中，齿圈32的外壁与空腔12的内壁相抵，齿圈32与第二凹槽31相配形成第二冷却腔体3。由齿圈32和第二凹槽31形成第二冷却腔体3，则结构紧凑，且制造方便，不会影响空腔12的空间大小，结构稳固性好，符合有限元热场分析合理设计理念。

在空腔12的内壁与齿圈32的接触部位设有第二密封圈33。第二密封圈33可以是O型密封圈，用于密封，可以防止第二冷却腔体3中的冷却水进入空腔12中而污染润滑油。

于一实施例中，齿圈32的外壁上设有绕齿圈32一周的圆环形的第三凹槽322，第三凹槽322和第二凹槽31相配形成第二冷却腔体3。第三凹槽的设置可以增大第二冷却腔体3的容积。第二密封圈33设于第三凹槽322的外侧。

第二出水口35包括一个出水道351和两个出口352，出水道351开设在箱壳本体1的第一面1a上，出水道351一端安装了可拆卸的第一出水塞353，一端与第二冷却腔体3相通；两个出口352开设在箱壳本体1的第一顶部1b上，并与出水道351相通，在两个出口352安装了可拆卸的有第二出水塞354。

在箱壳本体1上设有与第二冷却腔体3相通的排水孔36，排水孔36内安装了可拆卸的排水塞361，其中，排水孔36位于第二出水口35的下方，用于快速排空第二冷却腔体3内的循环冷却水。

请参照图4，其为本申请一实施例示出的冷却用齿轮箱结构100的结构示意图。盖板22与箱壳本体1的接触部位设有第一密封圈23。第一密封圈23可以是O型密封圈，用于密封，可以防止第一冷却腔体2中的冷却水进入内孔11中而污染润滑油。

第二进水口34包括一个进水道341和两个进口342，进水道341开设在箱壳本体1的第一面1a上，进水道341一端安装了可拆卸的第一进水塞343，一端与第二冷却腔体3相通；两个进口342开设在箱壳本体1的第一底部1c上，并与进水道341相通，在两个进口342安装了可拆卸的第二进水塞344。

于一实施例中，第一进水塞343、第二进水塞344、第一出水塞353、第二出水塞354和排水塞361均为螺塞。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。