夾層水冷箱體鋅基合金軸承支承之行星減速箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明夾層水冷箱體鋅基合金軸承支承之行星減速箱，包括箱體、輸入軸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及輸出軸，特征在于：箱體內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件，內(nèi)圓筒與箱體連接，圓端蓋輸入端與箱體輸入端內(nèi)孔緊配，圓端蓋與箱體用圓環(huán)盤連接，箱內(nèi)壁與內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件外壁形成夾層，箱體頂部、側(cè)部設(shè)有進(jìn)、排水閥，行星部件包括太陽輪、行星輪及內(nèi)齒圈，輸出軸上耐磨圈支承在鋅基合金軸承中，輸出軸內(nèi)設(shè)有斷面呈“T”字型海綿，輸出軸內(nèi)海綿與軸孔構(gòu)成儲(chǔ)油腔Q，均載環(huán)內(nèi)設(shè)鋅基合金軸承，構(gòu)成輸出軸鋅基合金軸承簡支結(jié)構(gòu)。技術(shù)效果：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；調(diào)節(jié)水流量使熱功率接近機(jī)械功率；合金軸承潤滑可靠軸承成本低60-80％、軸承用鋼可省50-70％。
【專利說明】夾層水冷箱體鋅基合金軸承支承之行星減速箱
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及行星【技術(shù)領(lǐng)域】的改進(jìn)，一種夾層水冷箱體鋅基合金軸承支承之行星減速箱。
【【背景技術(shù)】】
[0002]通用行星傳動(dòng)2K-H負(fù)號機(jī)構(gòu)包括NAD (單級)、NBD (二級)及NCD (三級)。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有行星傳動(dòng)技術(shù)有兩個(gè)不足:
[0004](一 )輸出軸采用滾動(dòng)軸承支承，成本較滑動(dòng)軸承高很多，尤其是大功率、大扭矩機(jī)型:其依據(jù)見于《漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造》第十二章水泥球磨機(jī)減速器計(jì)算實(shí)例:
[0005]“由于(行星減速器)輸出軸的軸承不承受徑向工作負(fù)荷(僅承受輸出行星架裝置的自重)，因而軸承尺寸僅由結(jié)構(gòu)要求確定?！庇?jì)算例選用的是單列特輕球軸承9707/780。
[0006]經(jīng)查,兩軸承共計(jì)重量624kg、價(jià)格44450元。如改為鑄造鋅基合金滑動(dòng)軸承,重量約可減輕500kg、節(jié)省4萬元之多。
[0007]鑄造鋅基合金滑動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0008](I)表面粗糙度可達(dá)1.6，摩擦因數(shù)小；(2)比銅輕40%，成本比錫青銅低40%以上；(3)使用壽命為錫青銅2?3倍，具有自潤滑性能及減震功能，適用于中低速重載場合。
[0009]( 二)齒輪箱自身不具有散熱功能，因而熱功率低:
[0010]熱功率的大小關(guān)系到承載力，因而很重要，尤其是大功率、大扭矩機(jī)型。其理論依據(jù)見于成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》3.14-432頁:“漸開線行星齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積和質(zhì)量小等等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重等等部門。...漸開線行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是由于體積小，導(dǎo)致散熱不良，因而要求有良好的潤滑，甚至需要采取冷卻促施?！?br>
[0011]現(xiàn)有技術(shù)MD、NBD及NCD行星減速器并未采用散熱措施，僅依靠自然散熱導(dǎo)致熱功率低，使得用戶不得不加大一、二個(gè)機(jī)型號進(jìn)行選型，許多機(jī)械理論專著就是這麼規(guī)定的，其結(jié)果必然增加了費(fèi)用，功率越大、費(fèi)用增加越多:如額定機(jī)型是NBD900型(熱功率176kW、重量5.6t.、價(jià)16.5萬元)，現(xiàn)加大一個(gè)機(jī)型號選用NBD1000 (熱功率230kW、重量8.1t.、價(jià)23萬元)，結(jié)果:重量增2.5t、價(jià)格增6.5萬元。
[0012]熱功率是閉式減速器在潤滑油平衡溫度條件下所能連續(xù)傳遞的最大功率。熱功率應(yīng)等于或近于實(shí)際工作傳遞的功率。(《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊》972頁)
[0013]熱功率是指在自然冷卻條件下潤滑油溫不超過許用溫度時(shí)的輸入功率。熱功率是設(shè)計(jì)潤滑系統(tǒng)的重要參數(shù)，是選用減速器的重要依據(jù)。(《漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造》230頁)
[0014]油溫過高是減速機(jī)故障的一個(gè)很重要原因，這是因?yàn)?油溫高粘度下降，局部油膜破壞，潤滑失效導(dǎo)致齒輪膠合、點(diǎn)蝕及異常磨損；油碳化，形成渣滓；油溫高導(dǎo)致齒輪異常磨損，異常磨損使油溫升高，形成惡性循環(huán)。減速齒輪箱潤滑油許用油溫約為70°C，其依據(jù)有二:
[0015](I)德國PPSC1290-MY型風(fēng)電齒輪箱:潤滑油油池最高溫度為70°C ；
[0016](2)風(fēng)電增速齒輪箱期望的最高油溫70°C (《風(fēng)電增速齒輪箱的熱功率計(jì)算箱》風(fēng)力發(fā)電2003.3)
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0017]本發(fā)明目的:解決現(xiàn)有技術(shù)(一)輸出軸采用滾動(dòng)軸承支承，成本較滑動(dòng)軸承高很多，尤其是大功率、大扭矩機(jī)型；(二)齒輪箱自身不具有散熱功能，因而熱功率低的缺陷。
[0018]提供一種夾層水冷箱體鋅基合金軸承支承之行星減速箱。技術(shù)實(shí)施方案理論依據(jù):
[0019](一 )航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承采用滑動(dòng)軸承，減速箱為什麼不能？
[0020]“普通滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、承載能力大?！?王文斌《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》卷
3.21-4 頁)
[0021]“在正常狀態(tài)下，滑動(dòng)軸承磨損率是很低的?！?卜炎《實(shí)用軸承技術(shù)手冊》492頁)
[0022]“鑄造鋅基合金適用于中、低速((7-10m/s)、重載(25_30MPa)、許用接觸應(yīng)力σ=550MPa條件下工作的軸承?！?成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》軸承6頁)
[0023]本發(fā)明技術(shù)方案的關(guān)鍵在于:保證鋅基合金滑動(dòng)軸承支承面有足量的清潔油品，因?yàn)?“不干凈、有外耒顆粒是滑動(dòng)軸承失效的重要原因?！?《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》卷4.27-227頁)
[0024]( 二 )根據(jù)以下關(guān)于冷卻散熱裝置能使熱功率不低于機(jī)械功率的論述提出的:
[0025]《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊》973頁:熱功率的大小與散熱冷卻措施有關(guān)，如果采用循環(huán)油潤滑、冷卻器和外油箱足夠大，熱功率可以不低于機(jī)械功率；
[0026]《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊》979頁:當(dāng)冷卻水流量與流速足夠大將箱體內(nèi)油溫控制在70°C左右時(shí)，減速器熱功率P可提高1.5倍。這是因?yàn)?熱功率修正公式P =Bref-Bv-Ba-Bt-Pq(kff)中油溫系數(shù) Bt = 0.667，使熱功率 P 提高了 50%。式中:BMf、Bv、BA&Bt分別為環(huán)境溫度、空氣流速、海拔高度及最高油溫修正系數(shù)，其中:BT = 0.00236.Cl 32845=0.667 (70 °C )。
[0027]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)實(shí)施方案如下:
[0028]所述箱體內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒與圓端蓋的連接件，所述內(nèi)圓筒法蘭與箱體輸出端面連接，所述圓端蓋輸入端外圓與箱體輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋輸入端面與箱體輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤連接，內(nèi)置圓筒與圓端蓋外設(shè)散熱筋，所述箱體與內(nèi)圓筒本體為均勻薄壁圓筒體；
[0029]所述內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件的外壁與箱體的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進(jìn)水閥門，所述箱體的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門；
[0030]所述圓端蓋內(nèi)側(cè)連接輪轂，所述輪轂內(nèi)孔用軸承支承輸入軸；
[0031]進(jìn)一步地，所述行星部件包括設(shè)在輸入軸上的太陽輪、行星輪及內(nèi)齒圈，所述內(nèi)齒圈連接在內(nèi)圓筒輸入端；
[0032]再進(jìn)一步地，所述銷軸式輸出部件包括輸出軸、3?4只均布的星輪軸、3?4只均布的柱銷及均載環(huán)，所述柱銷兩端分別連接輸出軸圓盤與均載環(huán)構(gòu)成籠式輸出軸，其中:
[0033]所述輸出軸上輸出軸頸上緊配第一耐磨圈，第一耐磨圈支承在第一鋅基合金軸承中，第一鋅基合金軸承緊固在內(nèi)圓筒輸出端內(nèi)孔；
[0034]所述輸出軸內(nèi)設(shè)有“T”字?jǐn)嗝娴摹秷A柱-圓盤型》聚酯吸油海綿，圓柱端與輸出軸軸孔構(gòu)成一儲(chǔ)油腔，所述儲(chǔ)油腔潤滑油從輸出軸小孔流入合金軸承與耐磨圈間隙，而圓盤端設(shè)在輸出軸圓盤端面上與圓盤周邊均布的徑向孔相通；
[0035]所述均載環(huán)內(nèi)孔緊固第二鋅基合金軸承，第二鋅基合金軸承支承在第二耐磨圈上，第二耐磨圈與輪轂外圓緊配，所述輪轂的最大外徑小于第二耐磨圈外徑。
[0036]本發(fā)明各單獨(dú)技術(shù)特征雖然完全已知，但彼此互相支持，并且能產(chǎn)生下述有益技術(shù)效果:
[0037](I)本發(fā)明內(nèi)圓筒及圓端蓋的外壁圍接形成密閉夾層中的熱水的熱一方面由出水閥門排出帶走，另一方面?zhèn)鬟f給箱體本體散發(fā)到箱體外，散熱面積遍及整個(gè)箱體，通過對冷卻水流量的調(diào)節(jié)，可以做到熱功率不低于機(jī)械功率；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；
[0038](2)鋅基合金軸承磨損率低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)是滾動(dòng)軸承所不能替代的；價(jià)格低60-80%，內(nèi)徑越大越顯著；工作平穩(wěn)、無噪音、承載力大；結(jié)構(gòu)簡單、制造、拆裝方便；具有良好的耐沖擊和吸振性能；可節(jié)約軸承鋼50-70%，舊鋅基合金滑動(dòng)軸承可回收重鑄。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0039]圖1.本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖【【具體實(shí)施方式】】
[0040]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明詳加描述:
[0041]參照圖1.一種夾層水冷箱體鋅基合金軸承支承之行星減速箱，包括箱體I和設(shè)置于箱體I內(nèi)并依次傳動(dòng)的輸入軸11、行星部件及銷軸式輸出部件，其特征在于:
[0042]所述箱體I內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒2與圓端蓋9的連接件，所述內(nèi)圓筒2法蘭與箱體I輸出端面連接，所述圓端蓋9輸入端外圓與箱體I輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋9輸入端面與箱體I輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤17密封連接，所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋9外設(shè)散熱筋，所述箱體I與內(nèi)圓筒2本體為均勻薄壁圓筒體；
[0043]所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋9連接件的外壁與箱體I的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體I頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進(jìn)水閥門J，所述箱體I的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門C，出水閥處另設(shè)一測量水溫的儀器儀表；
[0044]所述圓端蓋9內(nèi)側(cè)連接輪轂13，所述輪轂13內(nèi)孔用軸承12支承輸入軸11 ；
[0045]所述行星部件包括設(shè)在輸入軸11上的太陽輪8、行星輪17及內(nèi)齒圈15，所述內(nèi)齒圈15連接在內(nèi)圓筒2輸入端；
[0046]所述銷軸式輸出部件包括輸出軸5、3?4只均布的星輪軸7、3?4只均布的柱銷18及均載環(huán)16，所述柱銷18兩端分別連接輸出軸5圓盤與均載環(huán)16構(gòu)成籠式輸出軸，其中:
[0047]所述輸出軸5上輸出軸頸上緊配第一耐磨圈3，第一耐磨圈3支承在第一鋅基合金軸承6中，第一鋅基合金軸承6緊固在內(nèi)圓筒2輸出端內(nèi)孔；
[0048]輸出軸5內(nèi)設(shè)有“T”字?jǐn)嗝娴摹秷A柱-圓盤型》聚酯吸油海綿4，其圓柱端海綿與輸出軸5軸孔構(gòu)成一儲(chǔ)油腔Q，所述儲(chǔ)油腔Q潤滑油從輸出軸5小孔流入合金軸承與耐磨圈間隙，而圓盤端海綿設(shè)在輸出軸5圓盤端面上與圓盤周邊均布的徑向孔相通，聚酯吸油海綿具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度:耐磨、耐磨蝕、耐高溫、拉伸性強(qiáng)、彈性好和獨(dú)特的耐油抗老化、抗溶劑的特性。箱體油池潤滑油被《圓柱-圓盤型》聚酯吸油海綿濾芯吸入后，其圓柱部分儲(chǔ)存的油依靠重力會(huì)不斷滴下，積聚在儲(chǔ)油腔Q，通過輸出軸上小油孔進(jìn)入滑動(dòng)軸承與耐磨圈間的摩擦面，潤滑油源源補(bǔ)充，確保摩擦面有很長的使用壽命。
[0049]所述均載環(huán)16內(nèi)孔緊固第二鋅基合金軸承10，第二鋅基合金軸承10支承在第二耐磨圈14上，第二耐磨圈14與輪轂13外圓緊配，所述輪轂13的最大外徑小于第二耐磨圈14外徑，其作用在于能順利裝配均載環(huán)18。
[0050]上述實(shí)施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種夾層水冷箱體鋅基合金軸承支承之行星減速箱，包括箱體(I)和設(shè)置于箱體(I)內(nèi)并依次傳動(dòng)的輸入軸(11)、行星部件及銷軸式輸出部件，其特征在于: 所述箱體(I)內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(9)的連接件，所述內(nèi)圓筒(2)法蘭與箱體(I)輸出端面連接，所述圓端蓋(9)輸入端外圓與箱體(I)輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋(9)輸入端面與箱體(I)輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤(17)密封連接，所述內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(9)外設(shè)散熱筋，所述箱體(I)與內(nèi)圓筒(2)本體為均勻薄壁圓筒體； 所述內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(9)連接件的外壁與箱體(I)的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體⑴頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進(jìn)水閥門(J)，所述箱體⑴的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門(C)，出水閥處另設(shè)一測量水溫的儀器儀表； 所述圓端蓋(9)內(nèi)側(cè)連接輪轂(13)，所述輪轂(13)內(nèi)孔用軸承(12)支承輸入軸(II); 所述行星部件包括設(shè)在輸入軸(11)上的太陽輪(8)、行星輪(17)及內(nèi)齒圈(15)，所述內(nèi)齒圈(15)連接在內(nèi)圓筒(2)輸入端； 所述銷軸式輸出部件包括輸出軸(5)、3?4只均布的星輪軸(7)、3?4只均布的柱銷(18)及均載環(huán)(16)，所述柱銷(18)兩端分別連接輸出軸(5)圓盤與均載環(huán)(16)構(gòu)成籠式輸出軸，其中: 所述輸出軸(5)上輸出軸頸上緊配第一耐磨圈(3)，第一耐磨圈(3)支承在第一鋅基合金軸承(6)中，第一鋅基合金軸承(6)緊固在內(nèi)圓筒(2)輸出端內(nèi)孔； 輸出軸(5)內(nèi)設(shè)有“T”字?jǐn)嗝娴摹秷A柱-圓盤型》聚酯吸油海綿(4)，其圓柱端海綿與輸出軸(5)軸孔構(gòu)成一儲(chǔ)油腔(Q)，所述儲(chǔ)油腔(Q)潤滑油從輸出軸(5)小孔流入合金軸承與耐磨圈間隙，而圓盤端海綿設(shè)在輸出軸(5)圓盤端面上與圓盤周邊均布的徑向孔相通；所述均載環(huán)(16)內(nèi)孔緊固第二鋅基合金軸承(10)，第二鋅基合金軸承(10)支承在第二耐磨圈(14)上，第二耐磨圈(14)與輪轂(13)外圓緊配，所述輪轂(13)的最大外徑小于第二耐磨圈(14)的外徑。
【文檔編號】F16H57/023GK104154221SQ201410396953
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】吳聲震 申請人:吳小杰