礦用變速箱潤滑結構的研究

陳亮 李想

摘 要：礦用變速箱是一種專門針對國內非道路寬體車開發的專用變速箱，相比于傳統變速箱，礦用變速箱特點為結構簡單，承載力強，潤滑性能好，可承受一定的抗沖擊能力。文章結合國內不同礦區和廠家的調研，確定了礦用變速箱的最終要求為在惡劣工況的礦區長年不間斷運行中保持可靠的性能。因此礦用變速箱高標準的可靠性成為唯一的評價標準，而礦用變速箱良好的潤滑結構是支撐其可靠性能至關重要的環節。

關鍵詞：礦用變速箱;潤滑結構;性能

中圖分類號：U463.1 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）19-48-03

Study on lubricating structure of mine transmission

Chen Liang， Li Xiang

（ Shaanxi Fast Gear Co.， Ltd.， Shaanxi Baoji 722409 ）

Abstract： Mining transmission is a specially for transmission of mine car development， compared with the traditional transmission， mine transmission characteristics of simple structure，strong bearing capacity， good lubrication， can absorb acertain amount of impact， and connecting with the domestic research of different mining area and the manufacturer， the final requirements for mine transmission for the condition of long uninterrupted operation of the mining area to maintain reliable performance， so mine transmission high standards of reliability as the only evaluation standard， and mine transmission good lubrication structure is support it is very important for the reliable performance.

Keywords： Mine gearbox; Lubrication structure; Performance

CLC NO.： U463.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-48-03

1 變速箱潤滑結構方式

目前傳統手動變速箱的潤滑方式主要有飛濺潤滑和強制潤滑，兩種方式的潤滑主要是針對變速箱齒輪嚙合時潤滑齒輪表面，避免齒輪在高負荷下早期點蝕，而礦用變速箱的潤滑方式也是沿用以上兩種結構，但是為了適應不同惡劣礦區路況，在潤滑結構上的設計與傳統變速箱不同。

2 礦用變速箱飛濺潤滑結構

飛濺潤滑就是利用齒輪運轉時將變速箱內部齒輪油甩起來對內部各個零件進行潤滑，主要包括齒輪齒面、軸承、調整墊;在目前國內礦區中，結構特點為路面為土石路面，平整度差，多為深凹坑，車輛在運行中傳動軸會對變速箱施加軸向力，導致變速箱齒輪與調整墊受力磨損，由于齒輪端面和調整墊接觸面在飛濺潤滑下，潤滑油很難進入此處進行潤滑，潤滑不良情況下，調整墊發生燒蝕引起變速箱故障，降低礦用變速箱的可靠性，因此礦用變速箱在設計時，在二軸上的各個檔位齒輪進行開油孔的方式如圖1所示，將潤滑油由油孔處引入兩者接觸端面處，使兩者在受力情況下有足夠厚的油膜，防止磨損引起高溫燒蝕，此結構通過在售后市場的批量驗證達到預期效果，提高了礦用變速箱的可靠性。

2.1 飛濺潤滑結構對軸承潤滑設計的要求

礦用變速箱相比于傳統變速箱在運行中要承受較大的軸向力，因此礦用變速箱輸出軸承需采用雙列圓錐滾子軸承，承受來自傳動軸處的一定軸向力，雙列圓錐滾子為組合軸承，在結構上對潤滑要求高，需保證足夠的潤滑油進行潤滑，在結構設計上需在相配件殼體上設計專用油道，通過飛濺潤滑將潤滑油漸入殼體油道中，通過軸承油孔對軸承內部滾珠進行潤滑，這樣才能避免軸承在承受軸向動載荷因潤滑不足導致燒蝕，如下圖2所示。

3 礦用變速箱的強制潤滑結構

強制潤滑結構應用于超負荷變速箱運行中，而礦用變速箱是全天候運行，強制潤滑結構在礦用變速箱設計中至關重要，相比于傳統公路變速箱對強制潤滑的要求是配合飛濺潤滑對齒輪齒面潤滑進行補充潤滑。但礦用變速箱對強制潤滑的需求是在某些極端情況下起到主要潤滑方式，在礦區實際運行中，道路爬坡度可達20度，重載下坡車輛低檔區齒輪無法通過飛濺潤滑方式進行潤滑。這種情況下需依靠強制潤滑方式進行潤滑，傳統強制潤滑結構為將吸油濾清器布置在變速箱后端，通過齒輪泵將潤滑油泵入變速箱上端潤滑管中對變速箱齒輪進行潤滑，但礦用變速箱強制潤滑結構在設計中需考慮在實際運行中路況因素，車輛在重載下坡時，潤滑油分布在變速箱前端，傳統強制潤滑結構是處于失效狀態如圖3所示，斜線L1代表變速箱后端向上傾斜10°時油位，斜線L2代表變速箱后端向上傾斜20°時油位，斜線L3代表變速箱后端向上傾斜30°時油位，因此礦用變速箱強制潤滑結構為濾油器設在變速箱殼體內的底部中間位置如圖4所示，即在變速器殼體3內設有濾油器1、濾油螺塞4和齒輪泵6，在濾油螺塞4和齒輪泵6的進油口之間設有一根連接油管5，齒輪泵6的出油口連接有一根出油管7;在變速器殼體3內的底部位置加設一根主箱油管2，主箱油管2一端與濾油器1連接，另一端與濾油螺塞4連接，在主箱油管2、連接油管5及出油管7形成油液回路，變速箱內的齒輪油在齒輪泵的作用下通過濾油器1經主箱油管2、連接油管5運輸到變速器上端的出油管7中進行噴射，這樣車輛在下坡（超過10度）路況中，濾油器不會裸露在空氣中，仍然處在油液中，變速箱內的齒輪油在齒輪泵的作用下通過濾油器經主箱油管、連接油管運輸到變速器上端的出油管中進行噴射，對齒輪進行強制潤滑，提升齒輪嚙合的接觸疲勞強度，保證車輛在坡度大的路況中下坡運行強制潤滑正常起作用，提高變速箱的可靠性。

強制潤滑出油管的設計應基于流體力學和液壓原理，在泵油量一定的情況下，靠近進油口的前端流體壓強高于后端，因此保證噴油管油孔出油量均勻情況下孔徑設計應低檔區孔徑小（靠近進油口），高檔區孔徑大進行排布如圖5所示，避免因低檔區油孔出油量過大，高檔區沒有油量噴出的情況，使強制潤滑作用降低，影響變速箱可靠性。

4 結語

本文主要是從潤滑結構設計上

對礦用變速箱進行分析研究，結合不同礦區、市場和整車廠需求，探究出適合于礦用變速箱的專用潤滑結構，提高礦用變速箱的可靠性。

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