盾構機主減速器齒輪溫度場及其影響因素分析

栗尚明，管會生，蔣永春，張斌榮

1中鐵建昆侖地鐵投資建設管理有限公司 四川成都 610040

2西南交通大學機械工程學院 四川成都 610031

隨 著我國城市軌道交通建設的快速發展，盾構機以其經濟、高效、安全的優勢逐漸成為城市地鐵隧道建設的主要裝備。盾構主減速器作為盾構機的核心部件，將變頻電動機或液壓馬達的輸出動力減速增矩后傳遞給前方的盾構機驅動系統，驅動系統再驅動刀盤轉動。主減速器一般采用的是串聯 3級NGW型 (2K-H負號) 行星齒輪傳動結構，分為高速級、中速級和低速級，每一級的傳動均由行星輪、太陽輪和內齒圈等結構組成。盾構機掘進時，主減速器長時間處于重載工況下，齒輪齒面嚙合摩擦所產生的大量熱量導致齒輪局部升溫；同時，減速器體積小，散熱面積小的特點不利于齒輪散熱，使得嚙合齒輪溫度容易升高，影響主減速器的工作效率、可靠性和壽命。

目前，我國的盾構機主減速器大多數依靠進口。隨著盾構機市場的增長，主減速器國產化勢在必行，主減速器溫升引起的傳動失效已經成為國產化道路上亟須解決的問題。然而對于減速器齒輪溫度場的分析國內少有研究[1-3]。

針對主減速器嚙合齒面的溫升問題，筆者以成都某地鐵施工現場的盾構機主減速器為研究對象，建立各級齒輪嚙合面相互滑動摩擦發熱的計算模型，仿真得到主減速器各齒輪的穩態溫度場并研究影響溫度場分布的因素，可為解決盾構機減速器溫升問題打下理論基礎，為主減速器的結構設計、熱設計等提供一定的理論支撐。……