CN218757701U - 一种变速箱机构及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变速箱机构及挖掘机，变速箱机构包括齿轮轴，齿轮轴上连接有行星齿轮装置，行星齿轮装置包括齿圈和行星框架；齿轮轴的外周设有离合器摩擦片并滑动连接有离合器活塞，离合器摩活塞的外端连接有离合器弹簧，压缩离合器弹簧，以使离合器活塞的内端推动离合器摩擦片锁止齿轮轴；离合器活塞的外周滑动连接有制动器活塞，齿圈的一侧设有制动器摩擦片，制动器活塞的外端连接有制动器弹簧，压缩制动器弹簧，以使制动器活塞的内端推动制动器摩擦片锁止齿圈；锁止解除装置用于使离合器活塞复位，以解除离合器摩擦片对齿轮轴的锁止，或用于使制动器活塞复位，以解除制动器摩擦片对齿圈的锁止；本申请可可实现快速长距离拖车。

Description

一种变速箱机构及挖掘机

技术领域

本实用新型涉及轮式挖掘机技术领域，具体涉及一种变速箱机构及挖掘机。

背景技术

应急制动为正常行车制动发生故障或制动力不足时，采取的制动措施。轮式挖掘机在户外施工过程中往往会遇到各种故障导致变速箱应急制动启动，此时需要解除应急制动以方便拖车，因为拖车时制动器与离合器摩擦片均解除，与输入轴连接的润滑油泵将不再工作。较高的拖车速度及较长的拖车距离将导致变速器异常高温，最终导致轴承烧蚀，密封失效等次生故障产生。因此，变速箱供应商严格限制拖车速度（≤10km/h）及拖车距离（≤5km）。

这种不合理约束不仅增加了变速箱次生故障发生概率同时降低了维修服务的时效性，用户体验也随之变差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种变速箱机构及挖掘机，以解决现有技术中较高的拖车速度及较长的拖车距离导致变速器异常高温及次生故障的问题。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本申请公开了一种变速箱机构，包括：

齿轮轴，所述齿轮轴上连接有行星齿轮装置，所述行星齿轮装置包括齿圈和行星框架；所述齿轮轴的外周设有离合器摩擦片并滑动连接有离合器活塞，所述离合器活塞的外端连接有离合器弹簧，压缩所述离合器弹簧，以使离合器活塞的内端推动离合器摩擦片锁止齿轮轴；

所述离合器活塞的外周滑动连接有制动器活塞，所述齿圈的一侧设有制动器摩擦片，所述制动器活塞的外端连接有制动器弹簧，压缩所述制动器弹簧，以使所述制动器活塞的内端推动所述制动器摩擦片锁止所述齿圈；

锁止解除装置，所述锁止解除装置用于使所述离合器活塞复位，以解除离合器摩擦片对齿轮轴的锁止，或用于使所述制动器活塞复位，以解除制动器摩擦片对齿圈的锁止。

进一步地，所述锁止解除装置包括连接在所述制动器活塞挡肩处的第一压力环，所述第一压力环和壳体之间设有黄油流道，所述制动器活塞的连接孔内还连接有顶销，所述顶销的外端位于所述离合器活塞外端的内侧，内端位于所述第一压力环内端的外侧；

所述第一压力环移动以通过顶销推动所述离合器活塞向外端移动，以解除离合器摩擦片对齿轮轴的锁止，或所述第一压力环移动以推动制动器活塞向外端移动，以解除制动器摩擦片对齿圈的锁止。

进一步地，所述制动器活塞与第一压力环之间的间隙L＞C1+C2+C3+C4；其中，C1为离合器活塞与箱体的间隙，C2为顶销与离合器活塞的间隙，C3为顶销与制动器活塞的间隙，C4为离合器摩擦片之间的间隙。

进一步地，所述离合器摩擦片之间的间隙为0.7-1.3mm。

进一步地，所述离合器活塞与顶销之间的间隙P>D1+D2+D3+D4；其中，D1为制动器活塞与箱体的间隙，D2为压力环与制动器活塞的间隙，D3为顶销与压力环的间隙，D4为制动器摩擦片之间的间隙。

进一步地，所述制动器摩擦片之间的间隙为0.7-1.3mm。

进一步地，还包括第二压力环，所述第二压力环的外圆面和壳体相连接，内圆面和第一压力环小端的外圆面相连接，所述黄油流道位于第一压力环和第二压力环之间。

进一步地，所述黄油流道和壳体上的黄油嘴相连通。

进一步地，所述离合器弹簧的外端及制动器弹簧的外端均和壳体上的端盖相连接。

第二方面，本发明公开了一种挖掘机，包括第一方面任一项所述的变速箱机构。

根据上述技术方案，本实用新型的实施例至少具有以下效果：本申请变速箱机构中的锁止解除装置可以解除离合器摩擦片对齿轮轴的锁止，并通过制动器摩擦片对齿圈锁止，或解除制动器摩擦片对齿圈的锁止，并通过离合器摩擦片对齿轮轴锁止，拖车过程中保证有一组摩擦片结合，一组摩擦片脱开，保证输入轴有稳定的转速输入，保证润滑油泵正常工作，轴承、齿轮被润滑，可实现快速长距离拖车。

附图说明

图1是常规变速箱机构的示意图；

图2是图1的局部示意图；

图3是本实用新型的变速箱机构示意图；

图4为图3的局部结构示意图；

图5是本实用新型与现技术制动器活塞结构对比示意图；

图6是本实用新型可实现的配合条件的示意图；

图7为本实用新型中离合器活塞的示意图；

图8本申请不同实施例的变速箱机构装配的局部示意图；

图9为本申请不同实施例可实现配合条件的示意图。

其中：1、离合器弹簧；2、离合器活塞；3、制动器活塞；4、制动器弹簧；5、顶销；6、第一压力环；7、第二压力环；8、离合器摩擦片；9、黄油嘴；10、制动器摩擦片；11、齿轮轴；12、齿圈；13、行星框架；14、油泵。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语中部件的“内端”指的是图示右侧方向，部件的“外端”，指的是图示的左侧方向。同样的，部件的“内侧”及“内侧面”指的是右侧，“外侧”及“外侧面”指的是左侧。指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

相关术语解释，应急制动：正常行车制动发生故障或制动力不足时，采取的制动措施。15吨21吨轮式挖掘机应急制动由变速箱提供，应急制动启动后，变速箱制动器及离合器摩擦片抱死，变速箱传动机构锁止，无动力输出。

在常规变速箱结构中，应急制动装置解除后，离合器摩擦片8及制动器摩擦片10均脱开，此时行星齿轮机构为两自由度机构。拖车过程中，动力从车轮输入给行星框架13，由于齿轮轴11一端接润滑油泵，一端连接行走马达，所受阻力大于齿圈12所受阻力，故齿轮轴11无转动，润滑油泵14不工作，轴承处于干摩擦阶段，变速箱易高温，高温又会导致密封件失效，轴承烧蚀等次生故障。拖行速度与拖行距离受到严重约束。

基于常规变速箱结构的缺点，本申请设计了离合器摩擦片8及制动器摩擦片10一个脱开的方案，即通过锁止解除装置使离合器活塞2复位，以解除离合器摩擦片8对齿轮轴11的锁止。或通过锁止解除装置使制动器活塞3复位，以解除制动器活塞3对齿圈12的锁止。

通过该设计实现拖车过程中保证有一组摩擦片结合，一组摩擦片脱开，保证输入轴有稳定的转速输入，保证润滑油泵正常工作。

下面通过不同的实施例对本申请进行说明。

实施例1

该实施例对离合器摩擦片8脱开，制动器摩擦片10结合锁止的方案进行具体说明。

一种变速箱机构，包括齿轮轴11，齿轮轴11上连接有行星齿轮装置，行星齿轮装置包括齿圈12和行星框架13；齿轮轴11的外周设有离合器摩擦片8并滑动连接有离合器活塞2，离合器活塞2的外端连接有离合器弹簧1，压缩离合器弹簧1，以使离合器活塞2的内端推动离合器摩擦片8锁止齿轮轴11；离合器活塞2的外周滑动连接有制动器活塞3，齿圈12的一侧设有制动器摩擦片10，制动器活塞3的外端连接有制动器弹簧4，压缩制动器弹簧4，以使制动器活塞3的内端推动制动器摩擦片10锁止齿圈12。

离合器弹簧1和制动器弹簧4的右侧均和壳体相连接，齿轮轴11上还连接有油泵14。

锁止解除装置包括连接在制动器活塞3挡肩处的第一压力环6，第一压力环6和壳体之间设有黄油嘴9，制动器活塞3的连接孔内还连接有顶销5，顶销5的外端位于离合器活塞2外端的内侧，内端位于第一压力环6内端的外侧；第一压力环6移动以通过顶销5推动离合器活塞2向外端移动，以解除离合器摩擦片8对齿轮轴11的锁止。

进一步地，制动器活塞3与第一压力环6之间的间隙L＞C1+C2+C3+C4；其中，C1为离合器活塞与箱体的间隙，C2为顶销与离合器活塞的间隙，C3为顶销与制动器活塞的间隙，C4为离合器摩擦片之间的间隙。离合器摩擦片之间的间隙为0.7-1.3mm。

应急制动启动时，没有液压油进入活塞腔体，离合器弹簧1推动离合器活塞2压紧离合器摩擦片8，制动器弹簧4推动制动器活塞3压紧制动器摩擦片10，变速箱传动机构锁止。

常规的变速箱机构在应急制动解除时，如图1和图2所示，通过黄油嘴9打入黄油，黄油推动应急机构第一压力环6，应急机构第一压力环6再推动制动器活塞3和顶销5，制动器活塞3和顶销5分别推动制动器弹簧4和离合器活塞2，制动解除。常规方案中，离合器摩擦片8及制动器摩擦片10均脱开，变速箱易高温，拖行速度与拖行距离受到严重约束。

在本申请中，第二压力环7的外圆面和壳体相连接，内圆面和第一压力环小端的外圆面相连接。具体的，如图4所示，第一压力环6的右端为小端，左端为大端，第二压力环7的外圆面的左端设有缺口，黄油流道位于第一压力环6和第二压力环7的缺口之间，黄油流道和壳体上的黄油嘴9相连通。以通过黄油嘴注油推动第一压力环6向左运动。

在本申请中，离合器弹簧1的左端及制动器弹簧4的左端均和壳体上的端盖相连接，以实现离合器弹簧1及制动器弹簧4的安装。

本申请中，应急制动解除见图3、图4，黄油推动应急机构第一压力环6，因为制动器活塞3挡肩缩短△L，并限定具体的范围L＞C1+C2+C3+C4，应急机构第一压力环6只能推动顶销5，顶销5推动离合器活塞2，离合器活塞2压缩离合器弹簧1。此时应急机构第一压力环6尚未与制动器活塞3接触，所以制动器摩擦片抱死，即行星机构齿圈12固定。离合器摩擦片脱开，即齿轮轴11自由。行星机构为行星框架13输入，齿轮轴11输出。齿轮轴带动润滑油泵14工作，轴承、齿轮被润滑，可实现快速长距离拖车。

故障解决后，需要将黄油排出，此时进行控制，液压油进入制动器活塞3和应急机构第一压力环6之间，将黄油由油道排出。应急制动机构回复。

通过该设置，以避免因拖车导致的变速箱异常高温及次生故障发生；有效提升拖行速度及拖行距离，提高服务时效性，提升客户的体验感受；有利于降低服务成本。

实施例2

该实施例对离合器摩擦片8结合锁止，制动器摩擦片10脱开的方案进行具体说明。

一种变速箱机构，包括齿轮轴11，齿轮轴11上连接有行星齿轮装置，行星齿轮装置包括齿圈12和行星框架13；齿轮轴11的外周设有离合器摩擦片8并滑动连接有离合器活塞2，离合器活塞2的外端连接有离合器弹簧1，压缩离合器弹簧1，以使离合器活塞2的内端推动离合器摩擦片8锁止齿轮轴11；离合器活塞2的外周滑动连接有制动器活塞3，齿圈12的一侧设有制动器摩擦片10，制动器活塞3的外端连接有制动器弹簧4，压缩制动器弹簧4，以使制动器活塞3的内端推动制动器摩擦片10锁止齿圈12。

离合器弹簧1和制动器弹簧4的右侧均和壳体相连接，齿轮轴11上还连接有油泵14。

锁止解除装置包括连接在制动器活塞3挡肩处的第一压力环6，第一压力环6和壳体之间设有黄油嘴9，制动器活塞3的连接孔内还连接有顶销5，顶销5的外端位于离合器活塞2外端的内侧，内端位于第一压力环6内端的外侧；第一压力环6移动以推动制动器活塞3向外端移动，以解除制动器摩擦片10对齿圈12的锁止。

进一步地，离合器活塞与顶销结合面台架高度降低△P，且满足离合器活塞2与顶销5之间的间隙P＞D1+D2+D3+D4；其中，D1为制动器活塞与箱体的间隙，D2为压力环与制动器活塞的间隙，D3为顶销与压力环的间隙，D4为制动器摩擦片之间的间隙。制动器摩擦片之间的间隙为0.7-1.3mm。

应急制动启动时，没有液压油进入活塞腔体，离合器弹簧1推动离合器活塞2压紧离合器摩擦片8，制动器弹簧4推动制动器活塞3压紧制动器摩擦片10，变速箱传动机构锁止。

常规的变速箱机构在应急制动解除时，如图1和图2所示，通过黄油嘴9打入黄油，黄油推动应急机构第一压力环6，应急机构第一压力环6再推动制动器活塞3和顶销5，制动器活塞3和顶销5分别推动制动器弹簧4和离合器活塞2，制动解除。常规方案中，离合器摩擦片8及制动器摩擦片10均脱开，变速箱易高温，拖行速度与拖行距离受到严重约束。

本申请中，应急制动解除见图8、图9，黄油推动应急机构第一压力环6，因为离合器活塞2挡肩缩短△P，并限定具体的范围P＞D1+D2+D3+D4，应急机构第一压力环6只能推动制动器活塞3，制动器活塞2压缩制动器弹簧4。此时顶销5尚未接触离合器活塞2，所以制动器摩擦片脱开，即行星机构齿圈12自由。离合器摩擦片抱死，即齿轮轴11与齿圈12固联。行星机构为行星框架13输入，齿圈齿轮轴11输出。齿轮轴带动润滑油泵14工作，轴承、齿轮被润滑，可实现快速长距离拖车。

故障解决后，需要将黄油排出，此时进行控制，液压油进入制动器活塞3和应急机构第一压力环6之间，将黄油由油道排出。应急制动机构回复。

实施例3

本实施例提供了一种挖掘机，该挖掘机采用实施例1和实施例2中的变速箱，该挖掘机可实现快速长距离的拖车。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种变速箱机构，其特征在于，包括：

齿轮轴（11），所述齿轮轴（11）上连接有行星齿轮装置，所述行星齿轮装置包括齿圈（12）和行星框架（13）；所述齿轮轴（11）的外周设有离合器摩擦片（8）并滑动连接有离合器活塞（2），所述离合器活塞（2）的外端连接有离合器弹簧（1），压缩所述离合器弹簧（1），以使离合器活塞（2）的内端推动离合器摩擦片（8）锁止齿轮轴（11）；

所述离合器活塞（2）的外周滑动连接有制动器活塞（3），所述齿圈（12）的一侧设有制动器摩擦片（10），所述制动器活塞（3）的外端连接有制动器弹簧（4），压缩所述制动器弹簧（4），以使所述制动器活塞（3）的内端推动所述制动器摩擦片（10）锁止所述齿圈（12）；

锁止解除装置，所述锁止解除装置用于使所述离合器活塞（2）复位，以解除离合器摩擦片（8）对齿轮轴（11）的锁止，或用于使所述制动器活塞（3）复位，以解除制动器摩擦片（10）对齿圈（12）的锁止。

2.根据权利要求1所述的变速箱机构，其特征在于，所述锁止解除装置包括连接在所述制动器活塞（3）挡肩处的第一压力环（6），所述第一压力环（6）和壳体之间设有黄油流道，所述制动器活塞（3）的连接孔内还连接有顶销（5），所述顶销（5）的外端位于所述离合器活塞（2）外端的内侧，内端位于所述第一压力环（6）内端的外侧；

所述第一压力环（6）移动以通过顶销（5）推动所述离合器活塞（2）向外端移动，以解除离合器摩擦片（8）对齿轮轴（11）的锁止，或所述第一压力环（6）移动以推动制动器活塞（3）向外端移动，以解除制动器摩擦片（10）对齿圈（12）的锁止。

3.根据权利要求2所述的变速箱机构，其特征在于，所述制动器活塞（3）与第一压力环（6）之间的间隙L＞C1+C2+C3+C4；其中，C1为离合器活塞与箱体的间隙，C2为顶销与离合器活塞的间隙，C3为顶销与制动器活塞的间隙，C4为离合器摩擦片之间的间隙。

4.根据权利要求3所述的变速箱机构，其特征在于，所述离合器摩擦片（8）之间的间隙为0.7-1.3mm。

5.根据权利要求2所述的变速箱机构，其特征在于，所述离合器活塞（2）与顶销（5）之间的间隙P>D1+D2+D3+D4；其中，D1为制动器活塞与箱体的间隙，D2为压力环与制动器活塞的间隙，D3为顶销与压力环的间隙，D4为制动器摩擦片之间的间隙。

6.根据权利要求5所述的变速箱机构，其特征在于，所述制动器摩擦片（10）之间的间隙为0.7-1.3mm。

7.根据权利要求2所述的变速箱机构，其特征在于，还包括第二压力环（7），所述第二压力环（7）的外圆面和壳体相连接，内圆面和第一压力环（6）小端的外圆面相连接，所述黄油流道位于第一压力环（6）和第二压力环（7）之间。

8.根据权利要求7所述的变速箱机构，其特征在于，所述黄油流道和壳体上的黄油嘴（9）相连通。

9.根据权利要求1所述的变速箱机构，其特征在于，所述离合器弹簧（1）的外端及制动器弹簧（4）的外端均和壳体上的端盖相连接。

10.一种挖掘机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的变速箱机构。

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