夾層風冷箱體鋅基合金軸承支承動平衡內(nèi)擺線減速箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明夾層風冷箱體鋅基合金軸承支承動平衡內(nèi)擺線減速箱，包括箱體、輸入軸、傳動機構及輸出軸，特征在于：箱體內(nèi)設有內(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、側部設有排氣窗與風機，傳動機構包括四擺線輪、內(nèi)擺線齒圈及偏心軸承，輸出軸支承在鋅基合金軸承中，軸內(nèi)有“T”字型海綿，海綿與軸孔構成儲油腔Q，潤滑油從小孔流入摩擦面，均載環(huán)內(nèi)設合金軸承，構成輸出軸合金軸承簡支結構。技術效果：結構簡單，成本低；調節(jié)風量使熱功率接近機械功率；潤滑可靠，軸承成本低60-80％、軸承鋼省50-70％，能實現(xiàn)運轉動平衡。
【專利說明】 夾層風冷箱體鋅基合金軸承支承動平衡內(nèi)擺線減速箱
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及通用行星【技術領域】中K-V-H機構(N型)少齒差技術的改進，具體涉及內(nèi)擺線減速箱的改進，一種夾層風冷箱體鋅基合金軸承支承動平衡內(nèi)擺線減速箱。
【【背景技術】】
[0002]通用行星傳動主要包括2K-H負號機構(NGW型)與K_V_H機構(N型)兩大類，而K-V-H機構(N型)又包括擺線與漸開線少齒差。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有通用行星傳動技術有兩個不足:
[0004](一 )輸出軸采用滾動軸承支承，成本較滑動軸承高很多，尤其是大功率、大扭矩機型:其依據(jù)見于《漸開線齒輪行星傳動的設計與制造》第十二章水泥球磨機減速器計算實例:
[0005]“由于(行星減速器)輸出軸的軸承不承受徑向工作負荷(僅承受輸出行星架裝置的自重)，因而軸承尺寸僅由結構要求確定?！庇嬎憷x用的是單列特輕球軸承9707/780。
[0006]經(jīng)查,兩軸承共計重量624kg、價格44450元。如改為鑄造鋅基合金滑動軸承,重量約可減輕500kg、節(jié)省4萬元之多。
[0007]鑄造鋅基合金滑動軸承的優(yōu)點在于:
[0008](I)表面粗糙度可達1.6，摩擦因數(shù)小；(2)比銅輕40%，成本比錫青銅低40%以上；
[0009](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。
[0010](二)齒輪箱自身不具有散熱功能，因而熱功率低:
[0011]熱功率的大小關系到承載力，因而很重要，尤其是大功率、大扭矩機型。其理論依據(jù)見于成大先《機械設計手冊》3.14-432頁:“漸開線行星齒輪傳動具有結構緊湊、體積和質量小等等優(yōu)點廣泛應用于冶金、礦山、起重等等部門。...漸開線行星齒輪傳動的缺點是由于體積小，導致散熱不良，因而要求有良好的潤滑，甚至需要采取冷卻促施?！?br> [0012]現(xiàn)有技術內(nèi)擺線減速機并未采用散熱措施，僅依靠自然散熱導致熱功率低，使得用戶不得不加大一、二個機型號進行選型，許多機械理論專著就是這麼規(guī)定的，其結果必然增加了費用，功率越大、費用增加越多，現(xiàn)以擺線為例:如額定8255型(重量865kg、價2.68萬元)，現(xiàn)加大一個機型號選用8265(重量1125kg、價3.82萬元)。
[0013]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。熱功率應等于或近于實際工作傳遞的功率。(《齒輪傳動設計手冊》972頁)
[0014]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的輸入功率。熱功率是設計潤滑系統(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的設計與制造》230頁)
[0015]油溫過高是減速機故障的一個很重要原因，這是因為:油溫高粘度下降，局部油膜破壞，潤滑失效導致齒輪膠合、點蝕及異常磨損；油碳化，形成渣滓；油溫高導致齒輪異常磨損，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:
[0016](I)德國PPSC1290-MY型風電齒輪箱:潤滑油油池最高溫度為70°C ；
[0017](2)風電增速齒輪箱期望的最高油溫70°C (《風電增速齒輪箱的熱功率計算箱》風力發(fā)電2003.3)
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0018]本發(fā)明目的:解決現(xiàn)有技術(一)輸出軸采用滾動軸承支承，成本較滑動軸承高很多，尤其是大功率、大扭矩機型；(二)齒輪箱自身不具有散熱功能，因而熱功率低的缺陷。
[0019]提供一種夾層風冷箱體鋅基合金軸承支承動平衡內(nèi)擺線減速箱。技術實施方案理論依據(jù):
[0020](一 )航空發(fā)動機主軸承采用滑動軸承，減速箱為什麼不能？
[0021]“普通滑動軸承結構簡單、制造方便、承載能力大。”(王文斌《機械設計手冊》卷3.21-4 頁)
[0022]“在正常狀態(tài)下，滑動軸承磨損率是很低的?！?卜炎《實用軸承技術手冊》492頁)
[0023]“鑄造鋅基合金適用于中、低速((7-10m/s)、重載(25_30MPa)、許用接觸應力σ=550MPa條件下工作的軸承?！?成大先《機械設計手冊》軸承6頁)
[0024]本發(fā)明技術方案的關鍵在于:保證鋅基合金滑動軸承支承面有足量的清潔油品，因為:“不干凈、有外耒顆粒是滑動軸承失效的重要原因?！?《機械設計手冊》卷4.27-227頁)
[0025]( 二 )根據(jù)以下關于冷卻散熱裝置能使熱功率不低于機械功率的論述提出的:
[0026]《齒輪傳動設計手冊》1048頁:采用外循環(huán)散熱系統(tǒng):油箱中潤滑油一油泵一慮油器一風扇冷卻一油進入油箱，只要供油量和扇風量足夠大，減速器甚至可以不受熱功率限制；
[0027]研究熱功率修正公式P = Bref -Bv-Ba-Bt- Pq(kW)發(fā)現(xiàn):采用足夠強風速將箱體油溫控制在70°C左右時，減速器熱功率P可提高1.5倍，這是因為:
[0028](A)當空氣流速V彡3.8m/s時,修正系數(shù)Bv = 1.90,比V = 0.5?1.4m/s時Bv =1.0提高了近一倍，亦即熱功率P提高了近一倍。如:小軸流風機15(^2￥型風速￥ = 7.6111/s ；
[0029](B)減速齒輪箱油溫70°C時，油溫系數(shù)Bt = 0.667，使熱功率提高了 50%。
[0030](式中:BMf、Bv、Ba及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:ΒΤ = 0.00236.Cl 32845 = 0.667 (70°C )。(《齒輪傳動設計手冊》979頁)
[0031]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術實施方案如下:
[0032]所述箱體內(nèi)設有內(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)盤密封連接，所述內(nèi)圓筒與圓端蓋外設散熱筋，箱體與內(nèi)圓筒本體為均勻薄壁圓筒體；
[0033]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，所述箱體頂部設有聯(lián)通密閉夾層的排氣窗P，所述箱體的側面設有與密閉夾層聯(lián)通的軸流風機F ；
[0034]所述圓端蓋內(nèi)側連接輪轂，所述輪轂內(nèi)孔用軸承支承輸入軸；
[0035]進一步地，所述傳動部件包括擺線輪、內(nèi)擺線齒圈及設在輸入軸伸端的偏心軸承，所述內(nèi)擺線齒圈緊固在內(nèi)圓筒的輸入端內(nèi)孔，所述擺線輪為相同的四片輪，其中:兩側擺線輪相位相同；中間二擺線輪相位相同；兩側擺線輪與中間二擺線輪相位差180° ；
[0036]再進一步地，所述銷軸式輸出部件包括輸出軸、6-12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)構成籠式輸出軸，其中:
[0037]所述輸出軸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；
[0038]輸出軸內(nèi)設有“T”字斷面的《圓柱-圓盤型》聚酯吸油海綿，圓柱端與輸出軸軸孔構成一儲油腔Q，所述儲油腔Q潤滑油從輸出軸小孔流入合金軸承與耐磨圈間隙，而圓盤端設在輸出軸圓盤端面上與圓盤周邊均布的徑向孔相通；
[0039]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的外徑。
[0040]本發(fā)明各單獨技術特征雖然完全已知，但彼此互相支持，并且能產(chǎn)生下述有益技術效果:
[0041](I)密閉夾層中的熱一方面由排氣窗排出，另一方面?zhèn)鬟f給箱體本體的均勻薄壁圓筒散發(fā)到箱體外,冷風容量大、散熱面積遍及整個箱體、熱功率大，結構簡單,制造成本低；通過對風量、風速的正確計算，可以做到熱功率不低于機械功率；
[0042](2)鋅基合金軸承磨損率低、使用壽命長等優(yōu)點是滾動軸承所不能替代的；價格低60-80%，內(nèi)徑越大越顯著；工作平穩(wěn)、無噪音、承載力大；結構簡單、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%，舊鋅基合金滑動軸承可回收重鑄。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0043]圖1.本發(fā)明實施例結構示意圖
[0044]圖2..本發(fā)明實施例箱體I頂部設排風窗P與側面設進風機F結構示意圖
[0045]【【具體實施方式】】下面結合附圖對本發(fā)明詳加描述:
[0046]參照圖1.、2 —種夾層風冷箱體鋅基合金軸承支承動平衡內(nèi)擺線減速箱，包括箱體I和設置于箱體I內(nèi)并依次傳動的輸入軸15、傳動部件及銷軸式輸出部件，其特征在于:
[0047]所述箱體I內(nèi)設有內(nèi)圓筒2與圓端蓋19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19輸入端外圓與箱體I輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋19輸入端面與箱體I輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤14密封連接，所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋19外設散熱筋，所述箱體I與內(nèi)圓筒2本體為均勻薄壁圓筒體；
[0048]所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋19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頂部設有聯(lián)通密閉夾層的排氣窗P，所述箱體I的側面設有與密閉夾層聯(lián)通的軸流風機F ;
[0049]所述圓端蓋19內(nèi)側連接輪轂12，所述輪轂12內(nèi)孔用軸承13支承輸入軸15 ；
[0050]所述傳動部件包括擺線輪、內(nèi)擺線齒圈8及設在輸入軸15軸伸端的偏心軸承11，所述內(nèi)擺線齒圈8緊固在內(nèi)圓筒2的輸入端內(nèi)孔，使作用力直接指向箱體底腳而不會產(chǎn)生傾翻力矩，所述擺線輪為相同的四片輪，其中:兩側擺線輪7相位相同；中間二擺線輪9相位相同；兩側擺線輪7與中間二擺線輪9相位差180°，四片輪能實現(xiàn)運轉動平衡；
[0051]所述銷軸式輸出部件包括輸出軸5、6_12只均布的柱銷10及均載環(huán)18，所述柱銷10兩端分別連接輸出軸5圓盤與均載環(huán)18構成籠式輸出軸，其中:
[0052]所述輸出軸5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；
[0053]輸出軸5內(nèi)設有“T”字斷面的《圓柱-圓盤型》聚酯吸油海綿4，其圓柱端海綿與輸出軸5軸孔構成一儲油腔Q，所述儲油腔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)異的機械強度:耐磨、耐磨蝕、耐高溫、拉伸性強、彈性好和獨特的耐油抗老化、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，其圓柱部分儲存的油依靠重力會不斷滴下，積聚在儲油腔Q，通過輸出軸上小油孔進入滑動軸承與耐磨圈間的摩擦面，潤滑油源源補充，確保摩擦面有很長的使用壽命；
[0054]所述均載環(huán)18內(nèi)孔緊固第二鋅基合金軸承17，第二鋅基合金軸承17支承在第二耐磨圈16上，第二耐磨圈16與輪轂12外圓緊配，所述輪轂12的最大外徑小于第二耐磨圈16的外徑，其作用在于能順利裝配均載環(huán)。
[0055]銷軸式輸出部件兩側用鋅基合金軸承支承，優(yōu)點是改傳統(tǒng)懸臂為簡支結構。
[0056]上述實施例是對本發(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)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種夾層風冷箱體鋅基合金軸承支承動平衡內(nèi)擺線減速箱，包括箱體(I)和設置于箱體(I)內(nèi)并依次傳動的輸入軸(15)、傳動部件及銷軸式輸出部件，其特征在于: 所述箱體⑴內(nèi)設有內(nèi)圓筒⑵與圓端蓋(19)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(19)輸入端外圓與箱體(I)輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋(19)輸入端面與箱體(I)輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤(14)密封連接，所述內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(19)外設散熱筋，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⑵與圓端蓋(19)連接件的外壁與箱體⑴的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體(I)頂部設有聯(lián)通密閉夾層的排氣窗(P)，所述箱體(I)的側面設有與密閉夾層聯(lián)通的軸流風機(F)； 所述圓端蓋(19)內(nèi)側連接輪轂(12)，所述輪轂(12)內(nèi)孔用軸承(13)支承輸入軸(15)； 所述傳動部件包括擺線輪、內(nèi)擺線齒圈(8)及設在輸入軸(15)軸伸端的偏心軸承(II)，所述內(nèi)擺線齒圈(8)緊固在內(nèi)圓筒(2)的輸入端內(nèi)孔，所述擺線輪為相同的四片輪，其中:兩側擺線輪(7)相位相同；中間二擺線輪(9)相位相同；兩側擺線輪(7)與中間二擺線輪(9)相位差180° ； 所述銷軸式輸出部件包括輸出軸(5)、6-12只均布的柱銷(10)及均載環(huán)(18)，所述柱銷(10)兩端分別連接輸出軸(5)圓盤與均載環(huán)(18)構成籠式輸出軸，其中: 所述輸出軸(5)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)設有“T”字斷面的《圓柱-圓盤型》聚酯吸油海綿(4)，其圓柱端海綿與輸出軸(5)軸孔構成一儲油腔(Q)，所述儲油腔(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)(18)內(nèi)孔緊固第二鋅基合金軸承(17)，第二鋅基合金軸承(17)支承在第二耐磨圈(16)上，第二耐磨圈(16)與輪轂(12)外圓緊配，所述輪轂(12)的最大外徑小于第二耐磨圈(16)的外徑。
【文檔編號】F16H57/023GK104373566SQ201410396374
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】吳聲震 申請人:吳小杰