CN102996729B - 轴承脂润滑大型星轮调速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大型齿轮调速器技术领域，一种轴承脂润滑大型星轮调速器，机座内齿轮用齿轮油润滑、滚动轴承用轴承脂润滑。包括主、副机座，主机座内装星轮传动件，包括输入轴、偏心轴承、N组星轮组件、主内齿圈及笼型销轴式输出机构，副机座内装锥齿轮副及行星差动部件，其特征在于：行星轮用密封轴承支承在星轮轴上；输入轴的两端分别用密封轴承支承在输出轴与副机座内端面中心孔；每片行星轮中的偏心轴承包括两只密封轴承及内偏心套；输出机构中，输出轴颈用滚动轴承支承在机座内孔，轴承的两侧分别装有密封件，支承盘内孔用密封轴承支承在副机座内端面凸缘的外圆上。有益效果：轴承运转可靠，因而减速器使用寿命长、噪声低。
Description
【技术领域】本发明涉及大型齿轮调速器技术领域，一种轴承脂润滑大型星轮调速器。
【背景技术】《采用机械芯体的星轮减速器或调速器》ZL200510098706.7；《星轮调速器》ZL200510098385.0；《大型渐开线星轮调速器》(201110371928.7)。
主要问题：由于啮合副滑动摩擦，使齿轮油很快变脏，轴承损坏，导致减速器仃机。
“减速器故障在煤矿设备故障中约占40％。轴承是减速器中非常容易损坏的另件。轴承破坏形式：轴承划伤、轴承粘着、轴承侵入杂质、轴承保持架断裂等。原因：润滑油中大颗粒杂质含量较高，加重轴承磨损程度。”《矿用减速器的破坏原因及处理方法》
“承载轮齿表面各处承受着不同形式的应力作用，齿面和皮下金属可能产生微小裂纹形成疲劳源，随之应力循环次数增加，裂纹将不断扩展以致相互连接起来形成小块金属脱落，齿面出现点蚀剥落，齿轮齿面产生疲劳损坏。”《重载齿轮齿面疲劳损坏及预防》
(一)轴承故障率高的根本原因：
“润滑不良是引起轴承早期破坏的主要原因”(刘泽九《滚动轴承应用手册》891页)
“…轴承早期失效往往不是材质引起的疲劳破坏，而是污染物进入轴承内部后润滑脂质逐渐变坏，在滚动接触面上产生压痕所致。”(《密封深沟球轴承的密封技术》轴承2009.05)
向心球轴承接触应力σmax＝5000Mpa(p..别捷尔曼的《滚动轴承手册》134页)为齿轮副σmax＝1450Mpa的3-4倍，因此轴承润滑脂(油)的清洁度应远高于齿轮的润滑油。
(a)上海机械学院《机械设计基础》上103页：“齿轮传动装备使用一段时间后拆下可发现轮齿表面出现磨损痕迹，特别在润滑较差或润滑油不纯洁的条件下，磨损现象更为明显，轮齿根部磨损较顶部严重，小齿轮磨损又较大齿轮严重。磨损是由于接触面之间有作用力和相对滑动造成的。…齿廓间有了相对滑动长度ΔS，表明齿廓要磨损。”
(b)朱孝录《齿轮传动设计手册》94页：在动力齿轮传动中，轮齿表面由于滑动磨损、腐蚀、过热等等，因而出现齿面损耗是不可避免的；
(二)理论上要求轴承用脂润滑(或不含添加剂矿物油)，齿轮用含添加剂的润滑油：
(a)刘泽九《滚动轴承应用手册》893页：“当高速运转或高温下工作的轴承，在无法使用润滑脂润滑时或轴承邻近的另件(如齿轮)用润滑油润滑时，轴承才用润滑油润滑。”921页：“…滚动轴承的润滑一般用不含添加剂的矿物油”；
(b)朱孝录《齿轮传动设计手册》1087页：处于边界润滑状态下的齿轮，应使用含极压抗磨剂(添加剂)的润滑油。SH/T0017-1990L-FC一等品轴承油运动粘度为90-100；比齿轮油粘度为288-352小得多。
结论：齿轮箱、轴承故障率高的根本原因是用齿轮油同时润滑齿轮与滚动轴承。
【发明内容】本发明目的提供一种使用寿命长的轴承脂润滑大型星轮调速器。
【技术方案】第二行星轮用两只第一密封轴承支承在第二行星轮轴上，第一行星轮用两只第二密封轴承支承在第一行星轮轴上；输入轴的两端分别用第三、第四密封轴承支承在输出轴与副机座内端面中心孔；每片行星轮中的偏心轴承包括两只第五密封轴承及装在密封轴承内孔的内偏心套；笼型销轴式输出机构中，输出轴轴颈用两只滚动轴承支承在机座内孔，滚动轴承的两侧分别装有第二、第三密封件，支承盘内孔用第四密封轴承支承在副机座内端面凸缘的外圆上。脂润滑轴承的可行性陈述如下：
①埃斯曼《滚动轴承设设计与应用手册》221页：“当结构紧凑时，最好使用装有两面密封的向心球轴承。装有两面密封圈的向心球轴承已装入足够轴承整个使用期限的润滑脂。”
②卜炎《实用轴承技术手册》95页：“在那些结构紧凑、轴向尺寸要求小、密封要求严格、维护补油困难，不便采用附加密封装置的地方，可以优先选用密封轴承。”
③刘泽九《滚动轴承应用手册》593页：“密封轴承既可以有一个良好密封润滑环境，同时也省去复杂的润滑***。所以在结构紧凑、密封要求严格部位，均建议使用密封轴承。”
朱孝录《齿轮传动设计手册》1096页：“齿轮润滑油和齿轮及其他另件一样都有它的使用寿命，油品的使用寿命又与使用工况和保养技术密切相关。…一般工业齿轮正常运转2500h.或6个月必须换油。”刘泽九《滚动轴承应用手册》913页：换脂周期经验公式如下：
T＝1.475·106K-0.9908-1.025·106K-0.8626 (h.)
式中：系数K＝Kf·n·Dm(r·mm/s)(球轴承Kf＝0.9-1.1)，Dm＝(D+d)/2
计算结果：密封轴承的换脂周期大于规定的2500(h.)换脂周期，因而证明了密封轴承已装入足够轴承整个使用期限的润滑脂。
电机n1＝1000rpm，NAD：i＝6.3、n＝158.7rpm，NBD：i＝40、n＝25rpm换脂周期
【有益效果】轴承运转可靠，因而减速器使用寿命长、噪声低。
【附图说明】图1，本发明实施例结构示意图
【具体实施方式】下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.一种轴承脂润滑大型星轮调速器，包括主机座1及与之联接的副机座15，所述主机座1内装星轮传动件，包括输入轴12、偏心轴承、N组星轮组件、主内齿圈9及笼型销轴式输出机构，所述星轮组件中的每一组星轮组件包括相同四片行星齿轮8及装在每片行星齿轮内孔的偏心轴承，四片行星齿轮中，第一与第二、第三与第四轮相位差180°，第二与第三轮同相位，所述N组为一组、或二组、或三组、或四组、或五组，所述行星齿轮销孔装有耐磨圈5，所述笼型销轴式输出机构包括输出轴3、柱销6、柱套、两两行星齿轮间的均载环7及与柱销6端部紧配合的支承盘10，所述均载环7数量等于4N-1，所述主内齿圈9紧固在主机座1内孔，所述副机座15内装锥齿轮副及行星差动部件，所述锥齿轮副包括主、从动锥齿轮21、17，所述行星差动部件包括行星件与差动件，所述行星件包括与从动锥齿轮17联接的第一太阳轮16、第一行星轮20、联接在副机座15内孔的第一内齿圈13、第一行星轮轴31及第一行星架14，所述差动件包括联接在主功率轴18上的第二太阳轮19、第二行星轮22、第二行星轮轴29、第二行星架14及与第一行星架14联接的第二内齿圈23，输入功率的传动路线：一路由主电机经主功率轴18上的第二太阳轮19传至第二行星轮22；另一路由调速电机经主动锥齿轮21、从动锥齿轮17、第一太阳轮16、第一行星轮20、联接在第一行星架14内的第二内齿圈23传至第二行星轮22，调速后由第二行星架24驱动与之联接的输入轴12，经渐开线星轮部件减速输出，其特征在于：
所述第一行星轮20用两只第一密封轴承30支承在第一行星轮轴31上，所述第二行星轮22用两只第二密封轴承28支承在第二行星轮轴29上；
所述输入轴12的两侧分别用第三、第四密封轴承25、26支承在输出轴3与副机座15内端面中心孔；
所述每片行星齿轮8中的偏心轴承，包括两只第五密封轴承2及装在第五密封轴承2内孔的内偏心套27；
所述笼型销轴式输出机构中，输出轴3轴颈用两只滚动轴承4支承在主机座1内孔，所述滚动轴承4的两侧分别装有第二、第三密封件41、42，所述支承盘10内孔用第六密封轴承11支承在副机座15内端面凸缘的外圆上；
所述密封轴承为接触式径向密封轴承，包括RK、或RS、或HMS(A)、或MHS(A)型；
所述密封件为旋转轴唇形密封圈或车氏组合密封(成大先《机械设计手册》卷3-269、300页)；
“轴承的自身密封按结构形式分为接触式和非接触式密封。按接触式可分为径向密封和轴向密封。按密封圈的构造可分为单唇密封和双唇密封。”(刘泽九《滚动轴承应用手册》593页)
实施例是对本发明的说明而不是限定，任何简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种轴承脂润滑大型星轮调速器，包括主机座(1)及与之联接的副机座(15)，所述主机座(1)内装星轮传动件，包括输入轴(12)、偏心轴承、N组星轮组件、主内齿圈(9)及笼型销轴式输出机构，所述星轮组件中的每一组星轮组件包括相同四片行星齿轮(8)及装在每片行星齿轮内孔的偏心轴承，所述四片行星齿轮中，第一与第二、第三与第四轮相位差180°，第二与第三轮同相位，所述N组为一组、或二组、或三组、或四组、或五组，所述行星齿轮销孔装有耐磨圈(5)，所述笼型销轴式输出机构包括输出轴(3)、柱销(6)、柱套、两两行星齿轮间的均载环(7)及与柱销(6)端部紧配合的支承盘(10)，所述均载环(7)数量等于4N-1，所述主内齿圈(9)紧固在主机座(1)内孔，所述副机座(15)内装锥齿轮副及行星差动部件，所述锥齿轮副包括主、从动锥齿轮(21、17)，所述行星差动部件包括行星件与差动件，所述行星件包括与从动锥齿轮(17)联接的第一太阳轮(16)、第一行星轮(20)、联接在副机座(15)内孔的第一内齿圈(13)、第一行星轮轴(31)及第一行星架(14)，所述差动件包括联接在主功率轴(18)上的第二太阳轮(19)、第二行星轮(22)、第二行星轮轴(29)、第二行星架(14)及与第一行星架(14)联接的第二内齿圈(23)，其特征在于：
所述第一行星轮(20)用两只第一密封轴承(30)支承在第一行星轮轴(31)上，所述第二行星轮(22)用两只第二密封轴承(28)支承在第二行星轮轴(29)上；
所述输入轴(12)的两侧分别用第三、第四密封轴承(25、26)支承在输出轴(3)与副机座(15)内端面中心孔；
所述每片行星齿轮(8)中的偏心轴承，包括两只第五密封轴承(2)及装在密封轴承(2)内孔的内偏心套(27)；
所述笼型销轴式输出机构中，输出轴(3)轴颈用两只滚动轴承(4)支承在主机座(1)内孔，所述滚动轴承(4)的两侧分别装有第二、第三密封件(41、42)，所述的支承盘(10)内孔用第六密封轴承(11)支承在副机座(15)内端面凸缘的外圆上；
所述密封轴承为接触式径向密封轴承，包括RK、或RS、或HMS(A)、或MHS(A)型；所述密封件为旋转轴唇形密封圈、或车氏组合密封。
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