專(zhuān)利名稱(chēng)：行星齒輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于大型齒輪箱的新型改進(jìn)的輸入行星級(jí)。本發(fā)明中提及的輸入 行星級(jí)是用于具有500kW及更大輸出額定功率容量的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)被認(rèn)為是產(chǎn)生電能最節(jié)省成本并環(huán)保的方法之一。目前各種風(fēng)力 渦輪機(jī)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成產(chǎn)生超過(guò)5MW的電能。大多數(shù)風(fēng)力渦輪機(jī)的關(guān)鍵部件是其齒輪箱， 齒輪箱在低速時(shí)承受變化的高負(fù)載并具有20年的設(shè)計(jì)壽命。風(fēng)力渦輪機(jī)的制造者和使用 者特別希望使這些齒輪箱更加耐用和高效?，F(xiàn)代大型風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)(500kW及更大)是通常采用大型行星齒輪系統(tǒng)作為輸 入級(jí)的重型設(shè)備。這些安裝在高塔頂部的重型齒輪箱經(jīng)常位于邊遠(yuǎn)地區(qū)例如在山上或海 上，經(jīng)歷風(fēng)力和溫度的急劇波動(dòng)，并經(jīng)常暴露于侵蝕性海水環(huán)境和/或磨蝕性顆粒中。齒輪 箱發(fā)生故障時(shí)需要使用大型裝備移走該齒輪箱、用制造廠的工具對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，接著將其 重新安裝在邊遠(yuǎn)地區(qū)。同時(shí)產(chǎn)生的發(fā)電損失也使齒輪箱本身的成本很高。制造者認(rèn)識(shí)到在滿載勵(lì)磁操作前從輪齒的嚙合表面上清除峰值粗糙點(diǎn)(peak asperities)可提高齒輪箱的使用壽命。清除峰值粗糙點(diǎn)有兩個(gè)明顯的好處。首先，可以減 少金屬與金屬的嚙合量，這種金屬與金屬的嚙合會(huì)產(chǎn)生潤(rùn)滑碎屑并眾所周知會(huì)對(duì)齒輪和承 壓面具有破壞作用。其次，可以改善材料比率(RJ，所述材料比率是對(duì)可支承負(fù)載的輪齒 表面面積的一種度量。本行業(yè)認(rèn)定只要沒(méi)有產(chǎn)生任何明顯的冶金上的損傷或沒(méi)有產(chǎn)生任何 對(duì)導(dǎo)入面和輪廓的幾何形狀的明顯改變，任何清除峰值粗糙點(diǎn)的工藝技術(shù)都是等同的。例 如在航天工業(yè)中經(jīng)常采用齒輪珩磨減少峰值粗糙高度。一直考慮在風(fēng)力渦輪機(jī)的齒輪箱上 采用珩磨，只是由于大多珩磨裝備僅限于加工具有12英寸或更小直徑的齒輪，這就在成本 上限制了珩磨在上述大型齒輪上的應(yīng)用。因此，現(xiàn)在的風(fēng)力渦輪機(jī)的齒輪通常具有磨光的 齒側(cè)面，并被建議通過(guò)磨合工序運(yùn)行以從接觸表面上清除峰值粗糙點(diǎn)。多年來(lái)一直認(rèn)為，當(dāng)采用化學(xué)加速振動(dòng)拋光使相互配合的嚙合表面都各向同性地 被超精加工到小于大約0.075微米的算術(shù)平均粗糙度(Ra)時(shí)可以獲得對(duì)承壓面的最佳性 能效益。同樣地，在汽車(chē)賽車(chē)用傳動(dòng)裝置內(nèi)的齒輪在高負(fù)載下以較高的節(jié)線速度運(yùn)行，其 得益于具有從0. 3微米到小于0. 025微米輪齒光潔度Ra的各向同性超精加工過(guò)程。這種 超精加工后的齒輪承受很小的嚙合疲勞、運(yùn)行溫度、摩擦、噪聲以及振動(dòng)。
超精加工帶動(dòng)了流體動(dòng)力潤(rùn)滑(HL)或彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑(EHL)的發(fā)展。在運(yùn)行 過(guò)程中通過(guò)連續(xù)潤(rùn)滑油膜使相互配合的輪齒完全分離時(shí)存在HL。在運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)分離潤(rùn)滑 油膜的形成受?chē)Ш媳砻娴膹椥宰冃斡绊憰r(shí)，受到高負(fù)載的相互配合的輪齒上存在EHL。因 此，通過(guò)HL或EHL在高速或高負(fù)載運(yùn)行過(guò)程中，超精加工的汽車(chē)賽車(chē)用傳動(dòng)裝置幾乎沒(méi)有 承受任何配合輪齒之間金屬與金屬的嚙合。與汽車(chē)賽車(chē)用傳動(dòng)裝置形成鮮明對(duì)比，在風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)行業(yè)中采用的輸入行星 級(jí)齒輪是在明顯不同的工況下運(yùn)行。在風(fēng)力渦輪機(jī)的應(yīng)用中，齒輪在低節(jié)線速度下承受非 常高的變化負(fù)載，從而可以預(yù)測(cè)到產(chǎn)生臨界潤(rùn)滑而不是流體動(dòng)力潤(rùn)滑(HL)或彈性流體動(dòng) 力潤(rùn)滑(EHL)。當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中相互配合的輪齒被潤(rùn)滑液弄濕但潤(rùn)滑油膜的厚度小于結(jié)合在 一起的配合表面的粗糙度時(shí)存在臨界潤(rùn)滑。由此，潤(rùn)滑油膜可被峰值粗糙點(diǎn)穿透，并且金 屬與金屬的接觸從輪齒處產(chǎn)生金屬碎屑。常規(guī)制造的精磨的風(fēng)力渦輪機(jī)的輪齒(參見(jiàn)“風(fēng) 力渦輪機(jī)的齒輪箱設(shè)計(jì)和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)” (Stardard for Design and Specification of Gear Boxes forffind Turbines)ANSI/AGMA/AWEA6006-AO3)在下文描述的磨合工序后有望達(dá)到 Ra = 0. 5-0. 7微米的表面光潔度。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到常規(guī)制造的空心輪具 有更高的表面光潔度。AGMA標(biāo)準(zhǔn)建議這種齒輪的光潔度不超過(guò)Ra > 1. 6微米。0. 5-0. 7 的光潔度被認(rèn)為是足以避免大多金屬與金屬的側(cè)面嚙合。同時(shí)有理由相信這種表面條件將 會(huì)引起緩慢移動(dòng)輪齒所需的明顯的潤(rùn)滑液的滯留，由此獲得最合理的潤(rùn)滑狀況。但風(fēng)力渦 輪機(jī)的齒輪箱的主要故障源是承壓面損壞。盡管通過(guò)磨合達(dá)到了上述光潔度，但在行星齒 輪級(jí)輪齒上仍然有金屬與金屬輪齒的嚙合并產(chǎn)生潤(rùn)滑碎屑，這些潤(rùn)滑碎屑反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致快 速的承壓面損壞。相反，化學(xué)加速振動(dòng)超精加工達(dá)到的Ra < 0. 3微米狀態(tài)被認(rèn)為對(duì)大型風(fēng)力渦輪發(fā) 電機(jī)來(lái)說(shuō)是太光滑了，因?yàn)辇X側(cè)面沒(méi)有足夠用于運(yùn)行的潤(rùn)滑液滯留，可預(yù)測(cè)到會(huì)產(chǎn)生輪齒 損壞。因此，問(wèn)題是采用化學(xué)加速振動(dòng)拋光對(duì)輸入行星級(jí)的超精加工是否提高了齒輪箱的 任何品質(zhì)值。只有超長(zhǎng)和高成本的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)才能提供這一結(jié)果。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為構(gòu)成大型風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的輸入行星級(jí)的大型厚重齒 輪不能通過(guò)在化學(xué)加速振動(dòng)拋光加工中采用的振動(dòng)拋光設(shè)備進(jìn)行加工。該振動(dòng)拋光設(shè)備是 筒狀或箱狀。對(duì)于輸出功率500kW或更大的發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)輸入行星級(jí)齒輪通常為200kg或更 大。這一齒輪重量被認(rèn)為是超出了振動(dòng)拋光設(shè)備的正常操作范圍。特別是，重量從400kg到大于5000kg的大型空心齒輪(環(huán)形齒輪)被認(rèn)為是不可 能在大型振動(dòng)拋光滾筒中被超精加工的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)預(yù)見(jiàn)到這種具有相當(dāng)小的 橫截面積的大質(zhì)量齒輪將會(huì)直接沉入滾筒的底部，使襯套、齒輪或二者都損壞。此外，一直 認(rèn)為是厚重的齒輪使用于振動(dòng)拋光設(shè)備上的陶瓷介質(zhì)破裂，因?yàn)檩^高壓力作用在所述介質(zhì) 上。由陶瓷介質(zhì)被壓碎而產(chǎn)生的碎片具有銳利的尖和邊緣。這些介質(zhì)碎片被預(yù)測(cè)為沒(méi)有使 輪齒的臨界嚙合表面修整到超精加工的狀態(tài)，而是損壞了這些表面，導(dǎo)致了這些表面的粗 糙、擦傷甚至是撞癟，尤其是在壓力最大的滾筒底部附近。這種損壞一直對(duì)更軟的穿透淬火 (32-40HRC)的空心齒輪有明顯的增大。由于破裂造成的可預(yù)見(jiàn)的介質(zhì)的快速磨損也增加了 難以承受的加工成本，同時(shí)引起了阻塞和妨礙加工機(jī)械排放的問(wèn)題。另外，在加工空心齒輪時(shí)，一直認(rèn)為在橫跨輪齒的導(dǎo)入面的介質(zhì)壓力強(qiáng)度上存在 差異。在更靠近滾筒的底部的輪齒上的介質(zhì)壓力大于頂部附近的介質(zhì)壓力。結(jié)果，更多的材料被認(rèn)為是從輪齒底部附近移動(dòng)到輪齒頂部附近。因此振動(dòng)加工的空心齒輪最終是超出 了尺寸公差?？梢酝ㄟ^(guò)在加工中途移動(dòng)齒輪、將其翻轉(zhuǎn)、再放回到滾筒中并繼續(xù)加工的方法 來(lái)部分地緩解上述問(wèn)題。但應(yīng)該指出翻轉(zhuǎn)這種大型齒輪是耗費(fèi)時(shí)間并有可能存在危險(xiǎn)的。 同時(shí)，輪齒的部分中心寬度在拋光時(shí)會(huì)被加工兩次，這就有可能引起齒形的最終變化。上述 預(yù)見(jiàn)的每個(gè)缺陷一直被認(rèn)為是使這種對(duì)大型空心齒輪的超精加工在工業(yè)上無(wú)法實(shí)施并無(wú) 法預(yù)料的原因。對(duì)構(gòu)成風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的輸入行星級(jí)的其它齒輪的化學(xué)加速振動(dòng)拋光也一直 被認(rèn)為存在同樣的缺陷。這些公知為行星輪和太陽(yáng)輪的齒輪同樣是大質(zhì)量的，通常每個(gè)重 量超過(guò)200kg。這樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)預(yù)見(jiàn)到它們不能用振動(dòng)拋光機(jī)進(jìn)行加工，無(wú)論 拋光機(jī)是筒狀還是箱狀。因此，風(fēng)力渦輪機(jī)行業(yè)不能夠認(rèn)識(shí)到這種超精加工為齒輪箱的輸 入行星級(jí)帶來(lái)的益處。應(yīng)該指出的是，希望能夠在大型輸入行星齒輪級(jí)上采用穿透淬火的空心齒輪代替 氣體滲氮或氣體滲碳的空心齒輪。穿透淬火的空心齒輪制造成本更低。氣體滲氮是高成本且耗時(shí)的，并在輪齒表面產(chǎn)生非常堅(jiān)硬、脆性的“白層”。本領(lǐng)域 的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到這種白層在使用齒輪之前必須被清除。但通過(guò)磨光清除白層費(fèi)用很高， 而且還有毀壞空心齒輪的危險(xiǎn)。另一種通過(guò)化學(xué)溶解清除白層也是非常危險(xiǎn)并不利于環(huán)保 的工藝。在氣體滲碳方面，由于熱處理過(guò)程導(dǎo)致明顯的變形，因此需要對(duì)輪齒進(jìn)行最終精 磨，這也是一個(gè)成本較高的工藝過(guò)程。而且，在最終精磨后，經(jīng)過(guò)氣體滲碳的空心齒輪需要 進(jìn)行回火過(guò)燒檢查，這又是一個(gè)危險(xiǎn)并不利于環(huán)保的工藝過(guò)程。另外，穿透淬火的空心齒輪不只是制造成本低，而且與滲氮或滲碳的空心齒輪相 比它們?cè)趲缀涡螤钌细泳_。這是非常有利的，因?yàn)樾行驱X輪組的其余齒輪照例要被制 造成具有高精確的幾何形狀。因此，如果更精確、成本更低的穿透淬火的空心齒輪與高精確 的行星和太陽(yáng)齒輪一起運(yùn)行，則所獲得的行星齒輪組是高效并足夠耐用。如果采用化學(xué)加 速振動(dòng)拋光對(duì)穿透淬火的空心齒輪進(jìn)行超精加工，則其輪齒具有足夠的表面承載能力并能 夠在HL或EHL狀態(tài)下運(yùn)行，由此減少了碎屑的產(chǎn)生。這樣，如果與超精加工的行星和太陽(yáng) 齒輪組合的超精加工的穿透淬火的空心齒輪能夠在風(fēng)力渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下合乎 要求地運(yùn)行，則結(jié)果將產(chǎn)生更高性能的輸入行星齒輪級(jí)。備選地是，如果行星和太陽(yáng)小齒輪 能夠被超精加工并與非超精加工的空心齒輪配合，而無(wú)論其金屬熱處理情況如何，結(jié)果都 將產(chǎn)生一個(gè)用于具有500kW或更大輸出功率的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的改進(jìn)的行星齒輪級(jí)。因 此，對(duì)輸入行星級(jí)的一些優(yōu)選是全部齒輪進(jìn)行超精加工會(huì)使從輪齒上產(chǎn)生的潤(rùn)滑碎屑減少 或消除，從而減少或消除了承壓面的破壞源。實(shí)際上，大型風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的齒輪箱的設(shè)計(jì)者在磨光之后僅有一個(gè)可行的用于 減少峰值粗糙點(diǎn)的選擇，那就是磨合過(guò)程。在磨合過(guò)程中，通過(guò)在不同負(fù)載和轉(zhuǎn)速下運(yùn)行齒 輪箱而使齒輪在裝配狀態(tài)下變得平滑，從而嚙合區(qū)域的峰值粗糙點(diǎn)被切下或本身發(fā)生塑性 變形。應(yīng)該提及的是，這也是能夠采用的最經(jīng)濟(jì)的工序，因?yàn)樵谘b運(yùn)并安裝在最終目的地之 前無(wú)論如何要在負(fù)荷工況下對(duì)齒輪箱進(jìn)行測(cè)試和認(rèn)證。磨合和測(cè)試階段可以同時(shí)在同一試 驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。例如AGMA/AWEA以及Danish Energy Agency已經(jīng)寫(xiě)出了設(shè)計(jì)風(fēng)力渦輪機(jī)齒 輪箱的準(zhǔn)則并強(qiáng)調(diào)需要磨合。主要論述了表面拋光對(duì)輪齒耐用性的影響，但沒(méi)有給出任何修平表面的方法。這種清除峰值粗糙點(diǎn)的方法為無(wú)關(guān)緊要的觀點(diǎn)是本行業(yè)以及其他齒輪制 造者所共有的。理想的磨合過(guò)程需要在不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下運(yùn)行齒輪箱以模擬實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)條件，從 而橫跨整個(gè)承載表面對(duì)峰值粗糙點(diǎn)進(jìn)行修平。但在試驗(yàn)臺(tái)上重復(fù)實(shí)際的運(yùn)行條件不僅在實(shí) 踐上不可能，而且由于裝備、時(shí)間以及成本的限制同樣也是不切實(shí)際的。在磨合工序過(guò)程 中，經(jīng)常有意地減小油膜厚度以使峰值粗糙點(diǎn)相互嚙合，由此產(chǎn)生更光滑的表面。一旦磨合 過(guò)程完成，齒輪箱磨合潤(rùn)滑液和過(guò)濾系統(tǒng)就應(yīng)該進(jìn)行維修。通常排出潤(rùn)滑液，沖洗齒輪箱并 換上新潤(rùn)滑液，同時(shí)收集磨合過(guò)程中產(chǎn)生的金屬碎屑的過(guò)濾器被清洗或更換。不利的是，即 使是在被收集到過(guò)濾器內(nèi)之前的磨合過(guò)程中，金屬碎屑也可能引起對(duì)軸承(或承壓面)和 齒輪嚙合表面的嚴(yán)重破壞。而且，大多過(guò)濾器僅能收集更大的碎屑顆粒而允許更細(xì)的顆粒 通過(guò)。這些細(xì)小的顆粒仍然能夠引起表面損壞，特別是對(duì)齒輪箱軸承。而且，無(wú)論磨合工序完成的多么徹底或細(xì)致，由于使峰值粗糙點(diǎn)機(jī)械剪切、破裂或 彈性變形而形成了較高的應(yīng)力，因此該工序過(guò)程在輪齒嚙合表面區(qū)域留下了微觀材料疲勞 (應(yīng)力集中區(qū))。這些應(yīng)力集中區(qū)成為將來(lái)發(fā)生嚙合疲勞失效或微坑的起源點(diǎn)。所以，即使是在磨合以后，輸入行星齒輪也經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的早期出現(xiàn)微坑。微坑 本身是另一種金屬碎屑的來(lái)源，其能夠促使對(duì)軸承和齒輪嚙合表面的進(jìn)一步損壞，因?yàn)榻?屬碎屑不能直接或完全通過(guò)過(guò)濾裝置收集。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，即使是能夠穿過(guò)10微米的過(guò)濾 器的微觀金屬碎屑顆粒也還是足夠大的能引起損壞。微坑被公認(rèn)為是將來(lái)可能發(fā)生齒輪失 效和/或嚴(yán)重的磨損問(wèn)題的標(biāo)志。只要有嚴(yán)重的磨損產(chǎn)生，輪齒輪廓就會(huì)改變，導(dǎo)致振動(dòng)和 噪聲提高，從而在齒輪箱系統(tǒng)上施加了升高的應(yīng)力。另外，磨合工序通常僅使空心齒輪和太陽(yáng)齒輪的驅(qū)動(dòng)側(cè)平滑，而留下這些輪齒的 不工作齒側(cè)進(jìn)行機(jī)械加工。在反向運(yùn)行條件例如強(qiáng)風(fēng)暴或渦輪機(jī)制動(dòng)時(shí)，不工作齒側(cè)負(fù)載 足夠高以至使粗糙點(diǎn)相互嚙合，并產(chǎn)生了有害的金屬碎屑。化學(xué)加速振動(dòng)超精加工的齒輪 在嚙合輪齒表面兩側(cè)都被修平了。還有，需要強(qiáng)調(diào)的是，本行業(yè)還沒(méi)有對(duì)關(guān)于實(shí)際最佳的表面拋光或形成該最佳表 面以改善齒輪箱的耐用性的方法給出指導(dǎo)。相反主要是依靠磨合工序?qū)嘄X嚙合區(qū)域進(jìn)行 修平以達(dá)到據(jù)認(rèn)為是合乎要求的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
在此公開(kāi)的是一種改進(jìn)的用于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)輸入級(jí)的大型行星齒輪系統(tǒng)。這種 改進(jìn)的行星齒輪系統(tǒng)減少或消除了通常從輪齒上產(chǎn)生的潤(rùn)滑碎屑，由此消除了引起承軸承 失效的根源。為了達(dá)到這些效果，采用化學(xué)加速振動(dòng)拋光將行星齒輪系統(tǒng)內(nèi)的一些以及優(yōu) 選為全部輪齒超精加工到表面粗糙度大約為0. 25微米或更小。特別是公開(kāi)了一種對(duì)水平放置在振動(dòng)滾筒內(nèi)的大質(zhì)量空心齒輪、尤其是穿透淬火 后的空心齒輪進(jìn)行超精加工的新方法。能夠認(rèn)識(shí)到，在此公開(kāi)的本發(fā)明的教導(dǎo)對(duì)大型行星齒輪組的其它應(yīng)用也是有用 的。同樣，本發(fā)明的教導(dǎo)也可應(yīng)用在由于常規(guī)研磨輪齒拋光而存在臨界潤(rùn)滑狀態(tài)的其它大 型非行星齒輪類(lèi)型的齒輪箱內(nèi)的一些或全部齒輪上。在這些齒輪箱內(nèi)，齒輪的型式例如正 齒輪、螺旋齒輪、平面齒輪、錐齒輪等等對(duì)在此公開(kāi)的本發(fā)明的思想并不重要。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解的是可以對(duì)明顯的性質(zhì)做出各種變化和改變，這些 變化和改變被認(rèn)為是處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。通過(guò)研究說(shuō)明書(shū)和在此公開(kāi)的對(duì)本發(fā)明的實(shí) 踐，本發(fā)明的其它實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員也是顯而易見(jiàn)的。示例是對(duì)這些類(lèi)型的大型 齒輪箱內(nèi)的所有齒輪和/或所有承壓面進(jìn)行超精加工。因此，所描述的具體實(shí)施例不是要 限制本發(fā)明而僅僅是為示意本發(fā)明的方法。在本發(fā)明中所采用的工藝過(guò)程的唯一及重要的特征是用于獲得表面光潔度的表 面平整機(jī)制。與陶瓷介質(zhì)結(jié)合在振動(dòng)滾筒或桶內(nèi)采用化學(xué)溶液。當(dāng)被投入機(jī)器時(shí)，這種化學(xué) 溶液與金屬起反應(yīng)并在輪齒的粗糙點(diǎn)(高峰和低谷)上產(chǎn)生穩(wěn)定、較軟的轉(zhuǎn)換涂層。由機(jī) 器和介質(zhì)在輪齒的側(cè)面形成的摩擦運(yùn)動(dòng)有效地將表面“尖峰”上的轉(zhuǎn)換涂層磨掉，而使“低 谷”的轉(zhuǎn)換涂層保留下來(lái)。在這一階段轉(zhuǎn)換涂層連續(xù)地被重新形成和磨掉，以構(gòu)成表面平整 機(jī)制。該機(jī)制在振動(dòng)拋光機(jī)內(nèi)持續(xù)運(yùn)行直至獲得所需的表面光潔度。這時(shí)，活性化學(xué)物質(zhì) 的處理停止并通常被用不與基底金屬起反應(yīng)的拋光溶液從機(jī)器內(nèi)清洗掉。在這一階段轉(zhuǎn)換 涂層被從輪齒側(cè)面磨掉，最終獲得用于輸入行星齒輪級(jí)的拋光齒輪。最后，由于所述工藝過(guò) 程是以水為基礎(chǔ)，在大致室溫下并暴露在大氣中，因此采用化學(xué)加速振動(dòng)拋光沒(méi)有任何使 齒輪回火的可能。這樣，在采用本發(fā)明進(jìn)行超精加工以后不需要進(jìn)行回火過(guò)燒檢測(cè)。由于在安裝前清除了峰值粗糙點(diǎn)，因此沒(méi)有引入任何像在常規(guī)磨合平滑工藝過(guò)程 那樣的微應(yīng)力。實(shí)際上，對(duì)磨合的需要極大地減少或完全消除了。因此減少或消除了齒輪 表面的微坑和磨蝕問(wèn)題。同時(shí)，采用本發(fā)明拋光的齒輪在開(kāi)始或投入使用長(zhǎng)時(shí)間以后沒(méi)有 產(chǎn)生任何明顯的金屬碎屑，由此避免了金屬碎屑損壞軸承(或承壓面)。這也使?jié)櫥S護(hù) 之間的周期更長(zhǎng)。由于表面的平滑也減少摩擦，因此齒輪不會(huì)促進(jìn)造成潤(rùn)滑劑、軸承和密封 件壽命降低的典型磨合溫度尖峰的產(chǎn)生。噪聲和振動(dòng)由于兩個(gè)原因也被認(rèn)為是減小了。首 先，摩擦的減少對(duì)減小振動(dòng)和噪聲起作用。其次，磨損的減少意味著傳動(dòng)誤差會(huì)隨著時(shí)間保 持更加恒定，因此噪聲也不會(huì)提高。在本發(fā)明之前，試圖提高風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)齒輪箱的耐用性是通過(guò)對(duì)輪齒進(jìn)行表面 拋光接著磨合來(lái)實(shí)現(xiàn)，這時(shí)齒輪箱是在變化的負(fù)載和轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。磨合可以從一些輪齒配 合表面上清除峰值粗糙點(diǎn)，但也有許多上述相對(duì)于本發(fā)明的嚴(yán)重缺陷。因此，應(yīng)用于具有 500kW及更大獨(dú)立輸出功率的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的本發(fā)明相對(duì)于輪齒拋光和磨合工藝過(guò)程的 幾個(gè)目的和優(yōu)點(diǎn)是1.提供一種整個(gè)輪齒側(cè)面都被超精加工的改進(jìn)的輸入行星級(jí)，這種超精加工可減 少或消除在磨合或?qū)嶋H使用過(guò)程中由齒輪產(chǎn)生的破壞性的金屬碎屑；2.提供一種通常由輪齒產(chǎn)生的金屬碎屑明顯減少或消除的改進(jìn)的行星級(jí)，由此減 少或消除了引起軸承失效的根源；3.提供一種對(duì)大型空心齒輪尤其是具有較高幾何精確度并穿透淬火的空心齒輪 進(jìn)行超精加工的實(shí)用并節(jié)省成本的方法，該方法采用化學(xué)加速振動(dòng)拋光得到具有較低Ra 值、較高R 值和應(yīng)力集中區(qū)明顯減少的優(yōu)質(zhì)表面；4.提供一種改進(jìn)的輸入行星級(jí)，因?yàn)楝F(xiàn)在任何型式200kg和更大齒輪的一些并且 優(yōu)選為全部齒輪側(cè)面在保持尺寸公差的同時(shí)都可以被超精加工到Ra值為0. 25微米或更 小；5.提供一種微坑和磨蝕明顯減少的改進(jìn)的行星級(jí)，這些微坑和磨蝕會(huì)產(chǎn)生將來(lái)的
8大坑、磨損并最終導(dǎo)致輪齒和軸承的失效；6.提供一種對(duì)所有齒輪尤其是空心齒輪和太陽(yáng)齒輪的輪齒的驅(qū)動(dòng)側(cè)和不工作側(cè) 同時(shí)進(jìn)行超精加工的方法，這就減少或消除了有可能產(chǎn)生的有害金屬碎屑；7.提供一種溫度尖峰明顯減少的改進(jìn)的輸入行星級(jí)，這種溫度尖峰在磨合或早期 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)冶金、潤(rùn)滑劑以及密封件有很大損害；8.提供一種振動(dòng)和/或噪聲明顯減少的改進(jìn)的輸入行星級(jí)，這種振動(dòng)和/或噪聲 是通過(guò)摩擦和/或由于磨損輪齒輪廓變形引起的；9.提供一種在齒輪嚙合齒面上具有材料比率(RJ提高的改進(jìn)的輸入行星級(jí)，從 而可以產(chǎn)生更大的動(dòng)力密度；10.提供一種改進(jìn)的輸入行星級(jí)，革新或取消磨合工序；11.提供一種對(duì)齒輪超精加工后不需要回火過(guò)燒檢測(cè)的工藝；12.提供一種應(yīng)用于在臨界潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)行的所有類(lèi)型齒輪箱內(nèi)所有200kg和更 大型式的齒輪的化學(xué)加速振動(dòng)拋光工藝，從而使超精加工減少或消除了潤(rùn)滑碎屑；以及13.提供一種改進(jìn)的大型齒輪箱，其中一些、或者優(yōu)選為所有齒輪和/或承壓面被 超精加工以減少或消除潤(rùn)滑碎屑。本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)從隨后的描述和附圖中更清楚地了解到。


圖1是具有三個(gè)行星齒輪的行星齒輪箱的橫截面視圖；圖2a是表示出齒嚙合區(qū)域的輪齒示意圖；圖2b是兩個(gè)輪齒的橫截面視圖；圖3是包含用于對(duì)空心齒輪進(jìn)行超精加工的介質(zhì)的振動(dòng)滾筒的視圖；圖4是表示在超精加工過(guò)程中對(duì)空心齒輪處于理想位置的振動(dòng)滾筒的視圖；圖5表示在超精加工過(guò)程中化學(xué)溶液投放位置的視圖；圖6是在對(duì)空心齒輪輪齒的齒側(cè)面進(jìn)行典型機(jī)械加工/研磨而檢測(cè)到的表面參數(shù) 和輪廓；以及圖7是采用本發(fā)明的方法對(duì)空心齒輪輪齒的齒側(cè)面進(jìn)行典型超精加工而檢測(cè)到 的表面參數(shù)和輪廓。本發(fā)明的詳細(xì)描述圖1是通常用于風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的輸入行星級(jí)齒輪的視圖。它由空心齒輪1、兩 個(gè)或多個(gè)行星齒輪2以及太陽(yáng)齒輪3組成。每個(gè)齒輪的齒4將被超精加工。圖2a是單個(gè) 輪齒4的三維視圖，而圖2b是兩個(gè)輪齒4的二維橫截面視圖。輪齒4由齒側(cè)面5、齒頂部 6、齒根部7以及齒根圓角8組成，其中，齒側(cè)面5是輪齒的工作或嚙合側(cè)面，齒頂部6是輪 齒的上表面，齒根部7是相鄰齒之間的空間底部處的表面，且齒根圓角8是在齒側(cè)面5和齒 根部7之間輪齒的基底上的圓形部分。最關(guān)鍵的區(qū)域是齒接觸印痕9，其是在齒輪運(yùn)行時(shí)輪 齒與其配合副已經(jīng)處于嚙合的的表面區(qū)域。在本發(fā)明中，在振動(dòng)滾筒或箱內(nèi)采用化學(xué)加速 拋光將包括太陽(yáng)齒輪3、行星齒輪2以及空心齒輪1的風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的一個(gè)或多個(gè)行星 齒輪的驅(qū)動(dòng)和不工作側(cè)超精加工到Ra為0. 25微米或更小。超精加工過(guò)程的總體描述
超精加工過(guò)程的總體描述是按照共同擁有的美國(guó)專(zhuān)利Nos. 4，491，500和 4,818, 333以及美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)Nos. 10/071,533,09/758,067以及10/684, 073的記載，它們 每個(gè)都結(jié)合在此作為參考。在振動(dòng)拋光機(jī)內(nèi)引入活性化學(xué)物質(zhì)，能夠?qū)X輪的金屬轉(zhuǎn)化為 具有減小硬度膜的合成物，所述薄膜的物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，而且可以或不能在視覺(jué)上觀 察到。這種薄膜被稱(chēng)為轉(zhuǎn)化涂層。當(dāng)這種薄膜在齒輪的表面上形成時(shí)，介質(zhì)成分在齒輪上 的作用力僅會(huì)從齒輪的峰值粗糙點(diǎn)除去薄膜，而留下涂層完整的低凹區(qū)。通過(guò)用活性化學(xué) 物質(zhì)連續(xù)潤(rùn)濕金屬表面，將會(huì)連續(xù)地重新形成穩(wěn)定的涂層，對(duì)那些剛剛暴露出裸露底層金 屬的區(qū)域，以提供相對(duì)較軟的薄膜層。如果這部分仍然比相鄰區(qū)域更高，則會(huì)繼續(xù)將其磨掉 直至已經(jīng)有效消除任何粗糙峰值。所采用的活性化學(xué)溶液的量只需要保持所有待加工部分的表面處于潤(rùn)濕狀態(tài)，以 確保連續(xù)、有效、即時(shí)地重新形成通過(guò)摩擦作用去除的任何涂層。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而 易見(jiàn)的是，所采用的任何介質(zhì)的量取決于多個(gè)因素例如表面特性、面積、被處理的齒輪的重 量和成分、所采用的用于轉(zhuǎn)化涂層的溶液的組分、操作溫度、精磨要達(dá)到的程度和等級(jí)，等寸。盡管通過(guò)齒輪上產(chǎn)生的涂層轉(zhuǎn)化后表現(xiàn)出來(lái)的性能對(duì)本發(fā)明過(guò)程的實(shí)踐成功至 關(guān)重要，但所采用的產(chǎn)生涂層的活性化學(xué)物質(zhì)的組成卻不是這樣。這種組合物必須能夠在 運(yùn)行條件下快速有效地產(chǎn)生基體金屬的相對(duì)較軟的反應(yīng)產(chǎn)物，而且所述涂層基本上不溶于 液體介質(zhì)以保證主要通過(guò)摩擦而不是溶解完成清除工作?；钚曰瘜W(xué)物質(zhì)通常由水和大于約 40重量百分比的活性成分組成，所述活性成分基本上包括轉(zhuǎn)換化合物，而且優(yōu)選并按要求 還包括氧化劑，有時(shí)還包括穩(wěn)定劑和/或潤(rùn)濕劑。在已經(jīng)達(dá)到所需的精磨數(shù)量后，活性化學(xué) 物質(zhì)的處理停止。此后，將拋光溶液引入振動(dòng)拋光機(jī)。拋光溶液不與基體金屬反應(yīng)，起到從 表面上清除轉(zhuǎn)換涂層以形成鏡面外表的作用。超精加工行星和太陽(yáng)齒輪在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可在具有適當(dāng)尺寸的振動(dòng)滾筒或桶的機(jī)器內(nèi)對(duì)太陽(yáng)齒 輪和行星齒輪進(jìn)行超精加工。多個(gè)具有適當(dāng)固定的齒輪可以被同時(shí)超精加工?？刹捎靡谎b 置支承齒輪(多個(gè)齒輪)或防止齒輪(多個(gè)齒輪)在運(yùn)行時(shí)與振動(dòng)滾筒或桶的側(cè)壁接觸。 齒輪(多個(gè)齒輪)被快速攪動(dòng)以在齒輪(多個(gè)齒輪)和非磨料陶瓷介質(zhì)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn) 動(dòng)。用30V/V%&FERR0MIL >FML-590水成溶液將齒輪(多個(gè)齒輪)的表面和介質(zhì)保持在 潤(rùn)濕狀態(tài)。非磨料固態(tài)介質(zhì)成分的數(shù)量、尺寸和形狀被設(shè)置成在攪動(dòng)狀態(tài)下可對(duì)輪齒產(chǎn)生 均勻的介質(zhì)摩擦。持續(xù)這一過(guò)程直至算術(shù)平均粗糙度(Ra)值為0.25微米或更小。而后用 1. FERR0MIL FBC-295水成溶液對(duì)齒輪(多個(gè)齒輪)進(jìn)行拋光以清除轉(zhuǎn)換涂層并 形成鏡面外表。盡管優(yōu)選實(shí)施例考慮采用非磨料陶瓷介質(zhì)，但也可以采用其它陶瓷介質(zhì)、塑料介 質(zhì)、鋼介質(zhì)、不銹鋼介質(zhì)以及不同類(lèi)型介質(zhì)的組合，這取決于齒輪拋光周?chē)木唧w環(huán)境情 況。在每種情況下采用哪種介質(zhì)或介質(zhì)的組合是本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握的技術(shù)常識(shí)。超精加工空心齒輪這個(gè)示例給出了對(duì)適用于具有500kW或更大輸出功率的工業(yè)用風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪 箱的大型空心齒輪1進(jìn)行超精加工的一個(gè)實(shí)施例?？招凝X輪1具有下面大致的重量和尺寸。 其重1620kg，具有171cm的外徑、146cm的內(nèi)徑、以及38. 5cm的齒寬?？赏ㄟ^(guò)氣體滲碳、氣體滲氮或通過(guò)淬火對(duì)空心齒輪進(jìn)行熱處理。在圖3中，對(duì)振動(dòng)滾筒10容積的大約三分之二 充入磨料和非磨料陶瓷介質(zhì)11的混合物。介質(zhì)的尺寸和形狀被選定為使得介質(zhì)的均勻混 合具有對(duì)輪齒齒側(cè)面的均衡接觸。介質(zhì)的數(shù)量也被選擇為在加工過(guò)程中提供最佳的提升作 用量值，使得齒輪不與振動(dòng)滾筒的管筒(或通道)的底部或側(cè)面接觸，或使齒輪的頂部不突 出工作介質(zhì)層上方。馬達(dá)配重被設(shè)置成具有大約85度的螺旋升角。空心齒輪1水平放置在振動(dòng)滾筒10的中心輪轂12上，該中心輪轂12在固定介質(zhì) 塊11上適當(dāng)?shù)叵鄬?duì)滾筒的中心與空心齒輪進(jìn)行對(duì)中。如圖5所示，流速為20升/小時(shí)(L/ hr)的1. FERR0MIL >FBC-295水或溶液被投入滾筒的外壁和齒輪13的外表面之 間的區(qū)域以減少摩擦生熱的作用。包括FERR0MIL FML-590的活性化學(xué)物質(zhì)的 水成溶液以18升/小時(shí)(L/hr)的流速被投入到中心輪轂12和內(nèi)輪齒14之間的區(qū)域。振動(dòng)滾筒10以低頻啟動(dòng)并逐漸升高到大約46-48赫茲，由此空心齒輪在介質(zhì)11 中穩(wěn)定下來(lái)。圖4所示的理想位置是齒輪1的最上面處于或剛剛位于介質(zhì)11和空氣界面的 下方。如果振動(dòng)滾筒的振幅不在1.5-2. 0mm之間，就應(yīng)該調(diào)節(jié)下配重以達(dá)到所述振幅。這 一測(cè)量結(jié)果可從安裝在滾筒10的外側(cè)上的振幅計(jì)上讀出。在其余加工過(guò)程中，空心齒輪1 保持對(duì)中并繞振動(dòng)滾筒的中心輪轂12緩慢旋轉(zhuǎn)。以下參數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整以使齒輪1處于或剛剛位于介質(zhì)11上表面的下 方，從而使齒輪1繞振動(dòng)滾筒10的中心滾筒12均勻地旋轉(zhuǎn)。介質(zhì)尺寸、形狀、成分以及每種成分的百分比；介質(zhì)層面；馬達(dá)的頻率；由可調(diào)配重系統(tǒng)產(chǎn)生的振幅和螺旋升角；活性化學(xué)物質(zhì)和拋光溶液的濃度和流速。這些參數(shù)的調(diào)整屬于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識(shí)。繼續(xù)加工過(guò)程直至算術(shù)平均粗糙度(Ra)的值達(dá)到0. 25微米或更小?；钚曰瘜W(xué)物 質(zhì)的流動(dòng)被停止，包括1.FERR0MIL FBC-295水或溶液的拋光混合物以150升/ 小時(shí)(L/hr)的流速被投入到滾筒的中心圓柱和齒輪15的輪齒之間的區(qū)域。繼續(xù)加工過(guò)程 直至轉(zhuǎn)換涂層被清除，形成清潔光亮的外表。獲得的預(yù)料不到的結(jié)果是1.齒輪在滾筒內(nèi)保持對(duì)中，由于介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而懸浮脫離滾筒的底部，齒輪的最上 面保持處于或剛剛位于介質(zhì)/空氣界面的下方。2.對(duì)齒輪超精加工時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生任何由介質(zhì)或介質(zhì)碎片造成的破壞。3.達(dá)到0.25微米或更小的Ra值，材料比率顯著提高。a.圖6表示在超精加工前輪齒接觸區(qū)域典型的表面粗糙輪廓。扎為0.78微米， Rmr 為 49. 4%。b.圖7表示超精加工后輪齒接觸區(qū)域的表面粗糙輪廓。Ra為0. 16微米，R 為 73. 2 % o4.導(dǎo)入面和輪廓上的表面光潔度均勻，在誤差范圍內(nèi)。5.即使有的話也僅有微不足道數(shù)量的介質(zhì)在加工過(guò)程中被破碎(也就是說(shuō)介質(zhì) 的磨損率相當(dāng)?shù)?。
行星齒輪的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試采用在本發(fā)明中描述的加工過(guò)程將來(lái)自?xún)蓚€(gè)具有大于500kW輸出功率的風(fēng)力渦 輪發(fā)電機(jī)齒輪箱的輸入行星級(jí)的所有齒輪都超精加工到表面粗糙度為0. 25微米或更小。 在超精加工之前對(duì)空心齒輪穿透淬火，而對(duì)行星和太陽(yáng)齒輪氣體滲碳。投入使用后，在大約 6個(gè)月和大約1年的運(yùn)行后對(duì)齒輪箱進(jìn)行檢測(cè)。在輪齒表面上沒(méi)有觀察到任何微坑或磨蝕。 同樣沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何軸承的損壞。與之相比，僅通過(guò)一般的磨合技術(shù)修平的磨光齒輪僅在6 個(gè)月的運(yùn)行后就開(kāi)始顯示出微坑或磨蝕的跡象，通過(guò)直接檢測(cè)或通過(guò)噪聲/振動(dòng)監(jiān)測(cè)看到 軸承開(kāi)始顯示出損壞。本發(fā)明另外的可預(yù)見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)包括減少了金屬碎屑、提高了軸承的壽 命、減少了磨損、減少了振動(dòng)和噪聲、提高了接觸疲勞強(qiáng)度、改善了潤(rùn)滑、提高了潤(rùn)滑維護(hù)之 間的周期、簡(jiǎn)化或消除了磨合工序、以及增加了耐用性、效率并減少了行星齒輪箱的制造和 運(yùn)行成本。盡管已經(jīng)通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明的裝置和方法，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然 知道在不脫離本發(fā)明的思想和范圍的情況下可對(duì)在此描述的內(nèi)容做出改變。所有這種類(lèi)似 的對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的替換和修改都被認(rèn)為是處于本發(fā)明的范圍和思想內(nèi)，尤其 是這種供應(yīng)應(yīng)用于拋光任何類(lèi)型的齒輪、大型行星齒輪系統(tǒng)而不只是包含在風(fēng)力渦輪機(jī)領(lǐng) 域內(nèi)的那些任何類(lèi)型的齒輪、以及具有每個(gè)齒輪在邊界潤(rùn)滑區(qū)域內(nèi)運(yùn)行而且超過(guò)200kg的 大型齒輪箱中的任何類(lèi)型的齒輪。這項(xiàng)技術(shù)在其它行業(yè)內(nèi)有效的實(shí)例包括在船舶動(dòng)力裝置 和土方運(yùn)輸行業(yè)、采礦業(yè)以及其它任何采用大型齒輪系統(tǒng)的行業(yè)。
權(quán)利要求
一種用于船舶動(dòng)力裝置或土方運(yùn)輸裝置的行星齒輪箱，所述行星齒輪箱包括空心齒輪、兩個(gè)或多個(gè)行星齒輪以及太陽(yáng)齒輪，其特征在于，所述空心齒輪、所述兩個(gè)或多個(gè)行星齒輪以及所述太陽(yáng)齒輪中的一個(gè)或多個(gè)包括多個(gè)被超精加工至0.25微米或更小的最終表面粗糙度的輪齒。
2.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪箱，其中，在被超精加工至0.25微米或更小的表面粗 糙度之前，所述空心齒輪、所述兩個(gè)或多個(gè)行星齒輪以及所述太陽(yáng)齒輪中的一個(gè)或多個(gè)通 過(guò)選自由氣體滲碳、氣體滲氮及穿透淬火構(gòu)成的組的方法而被熱處理。
3.如權(quán)利要求1或2所述的行星齒輪箱，其中，所述空心齒輪、兩個(gè)或多個(gè)行星齒輪以 及太陽(yáng)齒輪中的每個(gè)都包括多個(gè)被超精加工到表面粗糙度為0. 25微米或更小的輪齒。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星齒輪箱，其中，所述多個(gè)輪齒的驅(qū)動(dòng)側(cè)及不工 作齒側(cè)都被超精加工至0. 25微米或更小的表面粗糙度。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星齒輪箱，包括質(zhì)量大于200千克的齒輪。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星齒輪箱，進(jìn)一步包括多個(gè)軸承，其中，有些軸承 或者優(yōu)選地所有軸承也被超精加工。
7.一種船舶動(dòng)力裝置或土方運(yùn)輸裝置，其包括如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的行星 齒輪箱。
8.—種制造用于船舶動(dòng)力裝置或土方運(yùn)輸裝置的行星齒輪箱的方法，所述行星齒輪箱 包括空心齒輪、兩個(gè)或多個(gè)行星齒輪以及太陽(yáng)齒輪，所述方法的特征在于，優(yōu)選為使用化學(xué) 加速振動(dòng)拋光，將所述空心齒輪、所述兩個(gè)或多個(gè)行星齒輪以及所述太陽(yáng)齒輪中的一個(gè)或 多個(gè)的輪齒超精加工至0. 25微米或更小的表面粗糙度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，在多種拋光介質(zhì)和一種化學(xué)溶液存在的條件下通 過(guò)攪動(dòng)所述齒輪而對(duì)所述空心齒輪、兩個(gè)或多個(gè)行星齒輪以及太陽(yáng)齒輪中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn) 行超精加工，所述化學(xué)溶液能夠與所述齒輪的金屬起反應(yīng)而在所述齒輪的表面形成具有較 低硬度膜的薄膜，從而使得多種拋光介質(zhì)能夠從所述齒輪的表面上清除較低硬度膜，由此 對(duì)所述齒輪的表面進(jìn)行精磨，此后為了借助多種拋光介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的精磨，立即通過(guò)在 所述齒輪和所述化學(xué)溶液之間的反應(yīng)重新形成具有較低硬度膜的混合物。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述多種拋光介質(zhì)選自由磨料介質(zhì)、非磨料介質(zhì) 以及它們的混合物構(gòu)成的組。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述磨料介質(zhì)選自由石英、花崗巖、天然及人工 合成的氧化鋁、碳化硅、氧化鐵以及它們的混合物構(gòu)成的組，優(yōu)選地被保持在陶瓷、塑料或 它們的混合物的基體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，所述非磨料介質(zhì)選自由陶瓷介質(zhì)、塑料介 質(zhì)、鋼介質(zhì)、不銹鋼介質(zhì)以及它們的混合物構(gòu)成的組。
13.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述攪動(dòng)在振動(dòng)拋光機(jī)內(nèi)發(fā)生，優(yōu) 選為在滾筒或箱內(nèi)發(fā)生。
14.如權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述化學(xué)溶液包括選自由磷酸鹽、 磷酸、草酸、草酸鈉、硫酸鹽、硫酸、碳酸氫鈉、鉻酸鹽、鉻酸、鉻酸鈉以及它們的混合物構(gòu)成 的組的化學(xué)物質(zhì)，優(yōu)選地進(jìn)一步包括選自由鋅、磷酸鎂、磷酸鐵、有機(jī)氧化劑、無(wú)機(jī)氧化劑、 過(guò)氧化物、間硝基苯、氯酸鹽、亞氯酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽以及它們的混合物構(gòu)成的組的加速劑。
15.如權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在被超精加工至0. 25微米或更小 的表面粗糙度之前，所述空心齒輪、所述兩個(gè)或多個(gè)行星齒輪以及所述太陽(yáng)齒輪中的一個(gè) 或多個(gè)通過(guò)選自由氣體滲碳、氣體滲氮及穿透淬火構(gòu)成的組的方法而被熱處理。
全文摘要
一種用于船舶動(dòng)力裝置或土方運(yùn)輸裝置的行星齒輪箱，其包括空心齒輪1、兩個(gè)或更多行星齒輪2以及太陽(yáng)齒輪3。所述空心齒輪、所述兩個(gè)或更多行星齒輪以及所述太陽(yáng)輪中的一個(gè)或多個(gè)包括多個(gè)被超精加工至0.25微米或更小的最終表面粗糙度的輪齒4。所得的齒輪箱能夠在完全彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑(EHL)的狀態(tài)下、甚至在非常低速及高載荷狀態(tài)下運(yùn)行。
文檔編號(hào)F16H57/00GK101818803SQ20091017112
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月30日
發(fā)明者E·蘇默斯, M·米紹 申請(qǐng)人:雷姆技術(shù)公司;奧斯羅有限責(zé)任公司