專利名稱：軸承用脂潤滑兆瓦級十分流風(fēng)電增速箱的制作方法
軸承用脂潤滑兆瓦級十分流風(fēng)電增速箱
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)電齒輪箱技術(shù)領(lǐng)域，一種軸承用脂潤滑兆瓦級十分流風(fēng)電增速箱，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(qiáng)制潤滑。
背景技術(shù)：
齒輪箱是風(fēng)電機(jī)組三大核心技術(shù)之一。國內(nèi)有公司自稱從原料到生產(chǎn)均實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格監(jiān)控，生產(chǎn)的齒輪箱精度已經(jīng)達(dá)到衛(wèi)星水平，保證了齒輪箱產(chǎn)品能夠連續(xù)20年正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但《風(fēng)電齒輪箱的發(fā)展及技術(shù)分析》(機(jī)械傳動2008.06)指出:國產(chǎn)齒輪箱都運(yùn)行不足3年而停機(jī)大修。本發(fā)明是背景技術(shù):發(fā)明專利《兆瓦級十分流風(fēng)電增速箱》(ZL200810098958.3)的創(chuàng)新。(—)國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組中的齒輪箱包括背景技術(shù)的問題是停機(jī)故障率高:論文《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱潤滑油選擇指南》指出:“國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組80 %的停機(jī)故障是因?yàn)辇X輪箱問題，齒輪箱出現(xiàn)故障概率分別為:軸承81%，齒輪14%…”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(jī)加工因素；②設(shè)計(jì)者慣于選用比計(jì)算值高一個等級軸承，因此可排除軸承負(fù)荷小于設(shè)計(jì)因素；③齒輪箱裝配工大多是經(jīng)驗(yàn)豐富的高級技師，因此可排除齒輪箱裝配質(zhì)量因素。( 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)“…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(jìn)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)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。(1)國內(nèi)最大型風(fēng)電齒輪箱企業(yè)一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(jī)齒輪箱的輸入端》(201110062373.8)申請說明書中明確指出:現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳或偏航齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的鐵屑和雜質(zhì)隨潤滑油進(jìn)入軸承中，直接影響齒輪箱使用壽命，...;(2)朱孝錄《齒輪傳動設(shè)計(jì)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；(3)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱軸承的保養(yǎng)和維護(hù)》:“運(yùn)行人員登機(jī)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?！?4)上海機(jī)械學(xué)院《機(jī)械設(shè)計(jì)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?！?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，……；(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，…；(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；(8)《傳動機(jī)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，…。(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:(a)劉澤九《滾動軸承應(yīng)用手冊》893頁:“當(dāng)高速運(yùn)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。”921頁:“…滾動軸承的潤滑一般用不含添加劑的礦物油”；(b)朱孝錄《齒輪傳 動設(shè)計(jì)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。SH/T0017-1990L-FC 一等品軸承油運(yùn)動粘度為90-100 ；比齒輪油粘度為288-352
小得多。結(jié)論:風(fēng)電齒輪箱故障率高的根本原因是齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的鐵屑和雜質(zhì)隨潤滑油進(jìn)入軸承中，軸承損壞導(dǎo)致齒輪箱出現(xiàn)故障而停機(jī)，即使有過濾器和磁性螺塞。(四)密封軸承能防止鐵屑和雜質(zhì)隨潤滑油進(jìn)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: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(jī)結(jié)構(gòu)，便于安裝和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在電機(jī)、航空、航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。……在一些配套主機(jī)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(jìn)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。”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(yùn)轉(zhuǎn)過程中毋需補(bǔ)給潤滑劑而保持良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，減少了維修費(fèi)用?！雹鄄费住秾?shí)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(hù)補(bǔ)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。”④埃斯曼《滾動軸承設(shè)設(shè)計(jì)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?！敝煨洝洱X輪傳動設(shè)計(jì)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(yùn)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(yàn)公式如下:T=L 475.106?！?9908 1.025.IO6ITc1.8626 (h.)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(jì)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。電機(jī) Ii1 = IOOOrpm, NAD:i = 6.3、n = 158.7rpm, NBD:i = 40、n = 25rpm 換脂周
期
權(quán)利要求
1.一種軸承用脂潤滑兆瓦級十分流風(fēng)電增速箱，包括箱體、第一、二分流傳動件及輸出齒輪副，所述箱體包括前箱體(I)及順次聯(lián)接的固定架(6)與后箱體(12)，所述第一分流傳動件包括五只均布軸齒輪(19)、內(nèi)齒圈(11)、軸齒輪(19)與內(nèi)齒圈(11)間的二只相同的第一分流齒輪(14)及分流齒輪軸(5)，所述內(nèi)齒圈(11)外圓與短圓筒(8)內(nèi)孔花鍵聯(lián)接，所述短圓筒(8)與輸入軸(2)圓盤聯(lián)接，所述輸入軸(2)內(nèi)側(cè)端面聯(lián)接導(dǎo)管(13)，所述分流齒輪軸(5)兩端緊固在固定架(6)兩側(cè)輻板上，所述第二分流傳動件包括太陽輪(17)及裝在軸齒輪(19)軸伸端的第二分流齒輪(20)，所述輸出齒輪副包括聯(lián)接在太陽輪(17)上的大齒輪(18)與輸出齒輪軸(16)，所述后箱體(12)內(nèi)設(shè)有支架(15)，其特征在于: 所述輸入軸(2)用第一、二軸承(3、4)分別支承在前箱體(I)與固定架￠)內(nèi)孔，所述第一軸承(3)兩側(cè)有第一、二密封件(31、32)，所述第一軸承(3)及第一、二密封件(41、42)裝在第一耐磨圈(21)上，第一耐磨圈(21)與輸入軸(2)前端緊配，所述第二軸承(4)兩側(cè)有第三、四密封件(41、42)，所述第二軸承(4)及第三、四密封件(41、42)裝在第二耐磨圈(22)上，第二耐磨圈(22)與輸入軸(2)后端用螺栓聯(lián)結(jié)，所述第一、第二軸承(3、4)裝配時內(nèi)填軸承潤滑脂； 所述第一分流齒輪(14) 用第三、四軸承(9、10)支承在分流齒輪軸(5)上，所述第三、四軸承(9、10)外側(cè)分別裝有第五、六密封件(91、101)，所述第三、第四軸承(9、10)裝配時內(nèi)填軸承潤滑脂，或用密封軸承； 所述軸齒輪(19)兩側(cè)分別用第一、二密封軸承(191、192)支承在固定架(6)上； 所述太陽輪(17)兩端用第三、第四密封軸承(171、172)分別支承在導(dǎo)管(13)外圓與后箱體(12)內(nèi)孔； 所述輸出齒輪軸(16)兩側(cè)用第五、第六密封軸承(161、162)分別支承在支架(15)與后箱體(12)內(nèi)孔； 所述密封軸承為接觸式徑向密封軸承，如RK型、或RS型、或HMS(A)型、或MHS(A)型，有單唇和雙唇兩種； 所述密封件為旋轉(zhuǎn)軸唇形密封或車氏密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及風(fēng)電齒輪箱技術(shù)領(lǐng)域，一種軸承用脂潤滑兆瓦級十分流風(fēng)電增速箱，包括箱體、第一、二分流傳動件及輸出齒輪副，箱體包括前箱體及順次聯(lián)接的固定架與后箱體，其特征在于輸入軸用二軸承分別支承在前箱體與固定架內(nèi)孔，軸承兩側(cè)有二密封件，軸承及密封件裝在耐磨圈上，軸承裝配時內(nèi)填潤滑脂；第一分流齒輪用軸承支承在分流齒輪軸上，軸承外側(cè)分別裝有密封件，軸承裝配時內(nèi)填軸承潤滑脂，或用密封軸承；軸齒輪兩側(cè)分別用二密封軸承支承在固定架上；太陽輪兩端用二密封軸承分別支承在導(dǎo)管外圓與后箱體內(nèi)孔；輸出齒輪軸兩側(cè)用二密封軸承分別支承在支架與后箱體內(nèi)孔。有益效果軸承運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，齒輪箱使用壽命長、噪聲低。
文檔編號F16H57/08GK103089928SQ20121045553
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月3日
發(fā)明者吳聲震 申請人:吳小杰