一種齒輪箱組合密封裝置

陳剛，侯高強(qiáng)

（1.太原重工股份有限公司齒輪傳動(dòng)分公司，山西太原 030024；2.杭州中亞機(jī)械股份有限公司，浙江杭州 310011）

一種齒輪箱組合密封裝置

陳剛1，侯高強(qiáng)2

（1.太原重工股份有限公司齒輪傳動(dòng)分公司，山西太原 030024；2.杭州中亞機(jī)械股份有限公司，浙江杭州 310011）

詳細(xì)介紹了太重設(shè)計(jì)的一種齒輪箱組合密封裝置。此裝置在機(jī)械迷宮式密封裝置的基礎(chǔ)上增設(shè)了骨架油封式密封裝置，既能確保齒輪箱在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)漏油，又能靠骨架油封橡膠的彈力和附加的環(huán)形螺旋彈簧的扣緊作用防止空氣中的水分、粉料顆粒進(jìn)入齒輪箱破壞油質(zhì)，防止齒輪箱停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)漏油；該裝置在軸承前面安裝了擋油盤(pán)，當(dāng)齒輪箱輸入軸高速運(yùn)行時(shí)，能夠阻擋住潤(rùn)滑油向外飛濺及擴(kuò)散，減少漏油現(xiàn)象的發(fā)生。

齒輪箱 迷宮式密封裝置 骨架油封式密封 漏油 輸入軸

流體密封技術(shù)對(duì)提高機(jī)器效率、節(jié)省能耗、節(jié)約原材料、提高機(jī)器工作的可靠性、保護(hù)環(huán)境以及開(kāi)發(fā)新能源等都發(fā)揮著重要的作用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在航空航天、冶金礦山、石油化工等領(lǐng)域，都對(duì)齒輪箱密封結(jié)構(gòu)的可靠性提出了非常高的要求。

目前，傳統(tǒng)的齒輪箱輸入軸密封方式多為單一機(jī)械式迷宮密封式、骨架油封式或O形橡膠圈式等結(jié)構(gòu)，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是因?yàn)橄鹉z易老化，橡膠油封對(duì)線速度有要求，機(jī)械式迷宮密封又要求溝槽、回油孔保持暢通，且對(duì)轉(zhuǎn)速有一定要求，所以這些結(jié)構(gòu)的密封使用壽命短。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，外界物料顆粒受離心力的影響很難進(jìn)入密封室，但在開(kāi)停車(chē)時(shí)其離心力場(chǎng)減弱或消失，而粉料靜壓仍存在，使得部分粉料顆粒進(jìn)入密封室，對(duì)油品及軸承構(gòu)成威脅，因此機(jī)械式迷宮密封式、骨架油封式或O形橡膠圈式等結(jié)構(gòu)，各有各的局限性，使用一段時(shí)間后密封失效，出現(xiàn)潤(rùn)滑油泄漏等現(xiàn)象，漏油嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起齒輪箱少油、斷油，影響齒輪、軸承的潤(rùn)滑效果，使得各運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦加劇，進(jìn)而發(fā)生咬焊或剝離，導(dǎo)致設(shè)備損壞，嚴(yán)重影響齒輪箱的正常使用及周?chē)ぷ鳝h(huán)境，影響設(shè)備的整體使用壽命，嚴(yán)重的漏油將使齒輪箱無(wú)法正常工作。特別是使用期間的維護(hù)、保養(yǎng)費(fèi)用很大，而且使用一段時(shí)間后，還會(huì)重復(fù)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，這也是一直以來(lái)國(guó)內(nèi)外針對(duì)減速器輸入軸、輸出軸要解決的一大難題。

1 新型齒輪箱組合密封裝置

1.1 結(jié)構(gòu)描述

為克服上述傳統(tǒng)密封方式存在的密封性能差和容易磨損失效的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種齒輪箱輸入軸組合密封裝置：采用一種橡膠骨架油封與機(jī)械式迷宮密封兩者相結(jié)合的組合密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有制造工藝性好、密封可靠、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

圖1為齒輪箱輸入軸組合密封裝置的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖和局部放大圖，主要由油封、軸套、齒輪箱透蓋、擋油盤(pán)、O形密封圈構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)裝置在齒輪箱輸入軸、軸承套杯和齒輪箱軸承座之間。

該裝置中，在齒輪箱輸入軸的軸承前面設(shè)計(jì)有擋油盤(pán)，這樣，在輸入軸高速運(yùn)行時(shí)，由于軸承前面安裝有擋油盤(pán)，能夠阻擋住潤(rùn)滑油向外擴(kuò)散飛濺；在軸套和齒輪箱透蓋上的凹型槽交接，構(gòu)成了迷宮式密封，確保齒輪箱在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)漏油；該齒輪箱輸入軸組合密封裝置位于齒輪箱輸入軸和齒輪箱軸承座之間，擋油盤(pán)作為第一道密封，阻擋住潤(rùn)滑油向外擴(kuò)散；軸套和齒輪箱透蓋上的凹型槽交接，構(gòu)成了迷宮式密封；齒輪箱透蓋內(nèi)孔與軸套回轉(zhuǎn)配合，在配合面上設(shè)計(jì)有骨架油封，骨架油封靠橡膠的彈力和附加的環(huán)形螺旋彈簧的扣緊作用而緊套在軸套上起密封作用，既可以防止空氣中的水分、粉體進(jìn)入齒輪箱，又可以防止齒輪箱停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)漏油；齒輪箱透蓋、軸承套杯處在齒輪箱軸承座上，它們之間為靜配合，在配合面上設(shè)計(jì)有O形密封圈，減少了泄露的幾率；在軸承套杯、齒輪箱軸承座上設(shè)計(jì)有潤(rùn)滑油回油孔與溝槽，保證回油暢通。

圖1 齒輪箱輸入軸組合密封裝置

1.2 實(shí)例應(yīng)用

內(nèi)蒙古呼和浩特?zé)犭姀S20 W機(jī)組立式磨煤機(jī)原有驅(qū)動(dòng)齒輪箱存在一些問(wèn)題，即在生產(chǎn)過(guò)程中輸入軸處漏油嚴(yán)重，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差，不能滿足生產(chǎn)需要，因此在2010年該單位委托太原重工齒輪傳動(dòng)分公司（全文簡(jiǎn)稱太重）重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)一臺(tái)立磨齒輪箱作為備件。該立磨齒輪箱參數(shù)為：磨煤機(jī)功率285 kW；輸入速度990 r/min；輸出速度28.43 r/min；速比34.82。

合同中用戶要求太重嚴(yán)格按照呼和浩特?zé)犭姀S提供的參數(shù)和外形圖進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，同時(shí)要求太重根據(jù)呼和浩特?zé)犭姀S現(xiàn)場(chǎng)使用情況，在考慮有足夠的安全系數(shù)的前提下，對(duì)原有不合理結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，確保設(shè)備能夠滿足電廠生產(chǎn)需求。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹及對(duì)用戶對(duì)齒輪箱的現(xiàn)場(chǎng)使用情況考察發(fā)現(xiàn)，該齒輪箱在使用過(guò)程中存在有嚴(yán)重的漏油現(xiàn)象，主要出現(xiàn)在齒輪箱輸入軸部位（如圖2所示）。

圖2 呼和浩特?zé)犭姀S20 W機(jī)組立式磨煤機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用

通過(guò)對(duì)該齒輪箱輸入軸處密封結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)漏油的原因是現(xiàn)場(chǎng)齒輪箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理：在箱體上沒(méi)有設(shè)計(jì)回油槽，潤(rùn)滑油就會(huì)積聚在軸封、端蓋、結(jié)合面等地方，在壓力差作用下，潤(rùn)滑油從縫隙處漏出；軸封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，采用了單一的骨架油封結(jié)構(gòu)，由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)回油，使油封老化磨損，出現(xiàn)了嚴(yán)重漏油的現(xiàn)象。原因找到了，太重在備件齒輪箱設(shè)計(jì)時(shí)，在輸入軸處采用了前文所闡述的新型組合密封裝置，重新制造齒輪箱備件。在交付使用后，用戶反應(yīng)良好，未發(fā)現(xiàn)有任何漏油現(xiàn)象，得到用戶的認(rèn)可。2012年用戶再次與太重簽訂了一臺(tái)齒輪箱備件合同。

2 結(jié)語(yǔ)

減速器是所有機(jī)械的心臟，凡是在減速器的輸入、輸出軸漏油的機(jī)械均需應(yīng)用密封裝置。本文提出的密封裝置是一種只要按時(shí)維護(hù)保養(yǎng)，即可徹底根除其漏油現(xiàn)象的較佳方案。特別是對(duì)于大、中型減速器，無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)效益方面還是從勞動(dòng)強(qiáng)度以及維護(hù)保養(yǎng)等多方面來(lái)講，其優(yōu)點(diǎn)更為顯著、效果更為突出，實(shí)用性極強(qiáng)。

（編輯：胡玉香）

A Gear Box Combined Sealing Device

CHEN Gang1,HOU Gaoqiang2
（1.Gear Transmission Branch of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030024;2.Hangzhou Zhongya Machinery Co.,Ltd.,Hangzhou Zhejiang 310011）

This paper introduces a kind of gear box combined sealing device,which is designed in Taiyuan Heavy Industry company.This device is based on mechanical labyrinth sealing device and additionally installs the skeleton oil seal device,which can ensure no oil leakage in operation of the gear box.Also it can depend on the elastic force of skeleton oil seal rubber and fastening function of additional circular spiral spring to prevent the moisture in the air and powder particles into the gear box to damage oil,preventing oil leakage when gear box stops operate.The oil baffle is installed in front of the bearing of the device.When the input shaft of gear box runs at high speed,it can stop the oil splashing and spreading,reducing the occurrence of oil leakage phenomenon.

gear box,labyrinth seal device,skeleton oil seal,oil leakage,input shaft

TH136

A

1672-1152（2016）06-0057-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.21

2016-10-31

陳剛（1969—），男，工程師，長(zhǎng)期從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。