軸承用脂潤滑風(fēng)電增速齒輪箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及風(fēng)電齒輪箱【技術(shù)領(lǐng)域】，一種軸承用脂潤滑風(fēng)電增速齒輪箱，包括箱體、NW行星輪系及定軸構(gòu)成的增速傳動件，其特征在于：行星架兩側(cè)分別用第一、第二軸承支承在機座與固定架內(nèi)孔，第一軸承兩側(cè)有第一、第二密封件，第二軸承兩側(cè)有第三、第四密封件，第二軸承及第三、四密封圈裝在耐磨圈上，耐磨圈聯(lián)結(jié)輸入軸后端；行星齒輪輪兩側(cè)分別用第一、二密封軸承支承在固定架上；末級主動輪兩端用第三、四密封軸承分別支承在大、小端蓋內(nèi)孔；輸出齒輪軸兩側(cè)用第五、六密封軸承分別支承在大、小端蓋內(nèi)孔。有益效果：軸承運轉(zhuǎn)可靠，因而減速器使用壽命長、噪聲低。
【專利說明】軸承用脂潤滑風(fēng)電增速齒輪箱
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)電齒輪箱【技術(shù)領(lǐng)域】，一種軸承用脂潤滑風(fēng)電增速齒輪箱，其新穎性在于箱體內(nèi)滾動軸承用軸承脂潤滑、齒輪嚙合副用齒輪油強制潤滑。
【【背景技術(shù)】】
[0002]齒輪箱是風(fēng)電機組三大核心技術(shù)之一。國內(nèi)有大公司高管宣稱生產(chǎn)的風(fēng)電齒輪箱達到衛(wèi)星級水平，保證20年正常運轉(zhuǎn)。
[0003]但《風(fēng)電齒輪箱的發(fā)展及技術(shù)分析》(機械傳動2008.06)指出:國產(chǎn)齒輪箱都運行不足3年而停機大修。
[0004]本發(fā)明是下述【背景技術(shù)】的創(chuàng)新:
[0005]《風(fēng)電增速齒輪箱》(ZL200620104224.8)
[0006]《行星傳動風(fēng)力發(fā)電增速箱》(ZL03237681.2)
[0007](一)國內(nèi)風(fēng)電機組中的齒輪箱包括【背景技術(shù)】的問題是停機故障率高: [0008]論文《風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱潤滑油選擇指南》指出:“國內(nèi)風(fēng)電機組80 %的停機故障是因為齒輪箱問題，齒輪箱出現(xiàn)故障概率分別為:軸承81%，齒輪14%…”
[0009]軸承故障率高的原因是什麼？①現(xiàn)代加工中心完全能保證軸承孔的加工精度，因此可排除機加工因素；②設(shè)計者慣于選用比計算值高一個等級軸承，因此可排除軸承負(fù)荷小于設(shè)計因素；③齒輪箱裝配工大多是經(jīng)驗豐富的高級技師，因此可排除齒輪箱裝配質(zhì)量因素。
[0010]( 二)“潤滑不良是引起軸承早期破壞的主要原因”(劉澤九《滾動軸承應(yīng)用手冊》891 頁)
[0011]“…軸承早期失效往往不是材質(zhì)引起的疲勞破壞，而是污染物進入軸承內(nèi)部后潤滑脂質(zhì)逐漸變壞，在滾動接觸面上產(chǎn)生壓痕所致?！?《密封深溝球軸承的密封技術(shù)》軸承2009.05)
[0012]向心球軸承接觸應(yīng)力σ jmax = 5000MPa( P.A.別捷爾曼的《滾動軸承手冊》134頁)為齒輪副σ jmax = 1450MPa的3_4倍，因此軸承潤滑脂(油)的清潔度應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于齒輪的潤滑油。
[0013](I)國內(nèi)最大型風(fēng)電齒輪箱企業(yè)——南京高速齒輪制造有限公司齒輪專家在發(fā)明專利《風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的輸入端》(201110062373.8)申請說明書中明確指出:
[0014]現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機變槳或偏航齒輪箱運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的鐵屑和雜質(zhì)隨潤滑油進入軸承中，直接影響齒輪箱使用壽命，…；
[0015](2)朱孝錄《齒輪傳動設(shè)計手冊》94頁:在動力齒輪傳動中，輪齒表面由于滑動磨損、腐蝕、過熱等等，因而出現(xiàn)齒面損耗是不可避免的；
[0016](3)《風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱軸承的保養(yǎng)和維護》:“運行人員登機發(fā)現(xiàn)濾清器內(nèi)有2mm2鱗片狀鐵屑和大量金屬粉末；高速軸軸承損壞后齒輪位移，導(dǎo)致行星架齒面嚙合異常而損壞?！盵0017](4)上海機械學(xué)院《機械設(shè)計基礎(chǔ)》上103頁:“齒輪傳動裝備使用一段時間后拆下可發(fā)現(xiàn)輪齒表面出現(xiàn)磨損痕跡，特別在潤滑較差或潤滑油不純潔的條件下，磨損現(xiàn)象更為明顯，…磨損是由于接觸面之間有作用力和相對滑動造成的。”
[0018](5)《磁性油塞》(ZL200720131393.5)說明書指出:在工作的過程中，由于相互嚙合的齒輪磨損后往往形成游離鐵粉末，加速金屬接觸面的磨損，……；
[0019](6)《軌道交通車輛齒輪箱上的磁性油塞》(201120068109.0)說明書:齒輪嚙合中產(chǎn)生的游離金屬顆粒不斷被潤滑油帶入齒輪嚙合面，加速了齒輪磨損，直接影響齒輪箱使用壽命，…；
[0020](7)《風(fēng)電增速箱》(ZL200920112092)說明書采用磁性螺塞來吸附潤滑油中游離金屬粉末；
[0021](8)《傳動機構(gòu)箱體潤滑油鐵屑磨粒吸附裝置》(ZL200820083625.9)說明書:齒輪在加工過程中難免帶有毛刺，齒輪嚙合副的滑動摩擦?xí)a(chǎn)生鐵屑磨粒，…。
[0022](三)理論上要求軸承用脂潤滑(或不含添加劑礦物油)，齒輪用含添加劑的潤滑油:
[0023](a)劉澤九《滾動軸承應(yīng)用手冊》893頁:“當(dāng)高速運轉(zhuǎn)或高溫下工作的軸承，在無法使用潤滑脂潤滑時或軸承鄰近的另件(如齒輪)用潤滑油潤滑時，軸承才用潤滑油潤
滑?！?br> [0024]921頁:“…滾動軸承的潤滑一般用不含添加劑的礦物油”；
[0025](b)朱孝錄《齒 輪傳動設(shè)計手冊》1087頁:處于邊界潤滑狀態(tài)下的齒輪，應(yīng)使用含極壓抗磨劑(添加劑)的潤滑油。
[0026]SH/T0017-1990L-FC 一等品軸承油運動粘度為90-100 ；比齒輪油粘度為288-352
小得多。
[0027]結(jié)論:風(fēng)電齒輪箱故障率高的根本原因是齒輪箱運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的鐵屑和雜質(zhì)隨潤滑油進入軸承中，軸承損壞導(dǎo)致齒輪箱出現(xiàn)故障而停機，即使有過濾器和磁性螺塞。
[0028](四)密封軸承能防止鐵屑和雜質(zhì)隨潤滑油進入軸承中，確保齒輪箱使用的可靠性。選用密封軸承的理論依據(jù)如下:
[0029]①《密封深溝球軸承的密封技術(shù)》軸承2009.05 密封深溝球軸承具有抗污染、防塵埃、簡化主機結(jié)構(gòu)，便于安裝和維護等優(yōu)點，在電機、航空、航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?！谝恍┡涮字鳈C上，軸承的早期失效往往不是材質(zhì)引起的疲勞破壞，而是污染物進入軸承內(nèi)部后潤滑脂質(zhì)逐漸變壞，在滾動接觸面上產(chǎn)生壓痕所致?！?br> [0030]②劉澤九《滾動軸承應(yīng)用手冊》593頁:“密封軸承既可以有一個良好密封潤滑環(huán)境，同時也省去復(fù)雜的潤滑系統(tǒng)。所以在結(jié)構(gòu)緊湊、密封要求嚴(yán)格部位，均建議使用密封軸承。軸承自身密封除了具有良好防塵、密封效果外，還能在軸承運轉(zhuǎn)過程中毋需補給潤滑劑而保持良好運轉(zhuǎn)狀態(tài)，減少了維修費用?！?br> [0031]③卜炎《實用軸承技術(shù)手冊》95頁:“在那些結(jié)構(gòu)緊湊、軸向尺寸要求小、密封要求嚴(yán)格、維護補油困難，不便采用附加密封裝置的地方，可以優(yōu)先選用密封軸承?！?br> [0032]④埃斯曼《滾動軸承設(shè)設(shè)計與應(yīng)用手冊》221頁:“當(dāng)結(jié)構(gòu)緊湊時，最好使用裝有兩面密封的向心球軸承。裝有兩面密 封圈的向心球軸承已裝入足夠軸承整個使用期限的潤滑脂。”[0033]朱孝錄《齒輪傳動設(shè)計手冊》1096頁:“齒輪潤滑油和齒輪及其他另件一樣都有它的使用壽命，油品的使用壽命又與使用工況和保養(yǎng)技術(shù)密切相關(guān)?！话愎I(yè)齒輪正常運轉(zhuǎn)2500h.或6個月必須換油?！眲删拧稘L動軸承應(yīng)用手冊》913頁:換脂周期經(jīng)驗公式如下:
[0034]T=L 475.IO6Kki 99ci8-L 025.IO6ITc1.8626 (h.)
[0035]式中:系數(shù)K = Kf.η.Dm(r.mm/s)(球軸承 Kf = 0.9 ~1.1), Dm = (D+d) /2,計算結(jié)果:密封軸承的換脂周期> 2500 (h.)，因而證明了密封軸承已裝入足夠軸承整個使用期限的潤滑脂。
[0036]電機 Ii1 = 1000rpm, NAD:i = 6.3、n = 158.7rpm, NBD:i = 40、n = 25rpm 換脂周
期
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種軸承用脂潤滑風(fēng)電增速齒輪箱，包括箱體、NW行星輪系及定軸齒輪副，所述箱體包括機座(11)及順次聯(lián)接的固定架(10)、大端蓋(12)與小端蓋(13)，所述NW行星輪系包括行星架(I)、均布行星齒輪軸(3)、行星輪(4)、內(nèi)齒圈(2)及太陽輪(5)，所述行星輪(4)聯(lián)接在行星齒輪軸(3)軸伸端，所述內(nèi)齒圈(2)與行星架(I)圓盤相聯(lián)接，所述定軸齒輪副包括主動輪(6)與輸出齒輪軸(7)，所述主動輪(6)與太陽輪(5)花鍵聯(lián)接，增速傳動路線:動力由行星架⑴輸入，經(jīng)內(nèi)齒圈⑵驅(qū)動行星輪(3)、行星輪(4)傳至太陽輪(5)，最后由輸出齒輪軸(7)輸出，其特征在于: 所述行星架(I)兩側(cè)分別用第一、第二軸承(8、9)支承在機座(11)與固定架(10)內(nèi)孔，所述第一軸承(8)兩側(cè)有第一、第二密封件(81、82)，所述第二軸承(9)兩側(cè)有第三、第四密封件(91、92)，所述第二軸承(9)及第三、第四密封件(91、92)裝在耐磨圈(14)上，耐磨圈(14)聯(lián)結(jié)輸入軸⑴后端； 所述行星齒輪軸(3)兩側(cè)分別用第一、第二密封軸承(31、32)支承在固定架(10)上； 所述主動輪(6)兩端分別用第三、第四密封軸承(61、62)支承在大、小端蓋(12、13)內(nèi)孔； 所述輸出齒輪軸(7)兩側(cè)分別用第五、第六密封軸承(71、72)支承在大、小端蓋(12、13)內(nèi)孔； 所述密封軸承為接觸式徑向密封軸承，如RK、或RS、或HMS (A)、或MHS (A)型； 所述密封件為旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈或車氏組合密封。
【文檔編號】F16H57/029GK103791038SQ201210443613
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】吳聲震 申請人:吳小杰