申请/专利权人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所股份有限公司

申请日：2017-03-02

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN106884972B

主分类号：F16H57/029

分类号：F16H57/029;F16H57/04;F16J15/447;F03D15/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2024.02.23#著录事项变更;2017.07.18#实质审查的生效;2017.06.23#公开

摘要：一种齿轮箱输入轴迷宫密封结构，包括箱体、轴承、输入轴和端盖，所述端盖的后端面上设有环状的润滑腔，从而在端盖的后端面上形成内凸环和外凸环，外凸环与轴承的外圈相抵，箱体上设有润滑油引入通道，端盖上设有与引入通道相联的进油孔，进油孔连接节流孔，节流孔的出口对准轴承的滚道；端盖的轴孔内壁上由后至前设有环状的小迷宫腔、大迷宫腔和防尘腔，小迷宫腔的底部与润滑腔之间由一返油孔连接，端盖的下部对称设有2条联通润滑腔的泄油槽和3条联通大迷宫腔的泄油孔，上述泄油槽和泄油孔各与箱体上对应的回油孔联通。本发明整体结构简单，实现齿轮箱密封功能的同时又实现了轴承限位、润滑油强制喷射、防尘防水功能，功能集成度高。

主权项：1.一种齿轮箱输入轴迷宫密封结构，包括箱体（1）、通过轴承（4）与箱体（1）连接的输入轴（3）、套在输入轴（3）上与箱体（1）紧固件连接的端盖（2），端盖（2）的后端面上设有环状的润滑腔（2-3），从而在端盖（2）的后端面上形成内凸环和外凸环，外凸环与轴承（4）的外圈相抵，内凸环与轴承（4）之间具有工艺间隙（2-a），箱体（1）上设有润滑油引入通道（1-1），端盖（2）上设有与引入通道（1-1）相联的进油孔（2-1），进油孔（2-1）连接节流孔（2-2），节流孔（2-2）的出口对准轴承的滚道；其特征在于：所述润滑腔（2-3）的内侧的腔壁面为斜面；所述端盖（2）的轴孔内壁上由后至前设有环状的小迷宫腔（2-4）、大迷宫腔（2-5）和防尘腔（2-6），上述工艺间隙（2-a）与小迷宫腔（2-4）之间由后节流环隙（2-b）连接，小迷宫腔（2-4）与大迷宫腔（2-5）之间由中间节流环隙（2-c）连接，大迷宫腔（2-5）与防尘腔（2-6）之间由前节流环隙（2-d）连接；小迷宫腔（2-4）的底部与润滑腔（2-3）之间由一返油孔（2-8）连接，端盖（2）的下部对称设有2条联通润滑腔（2-3）的泄油槽（2-10）和3条联通大迷宫腔（2-5）的泄油孔（2-7），所述泄油槽（2-10）和泄油孔（2-7）各与箱体（1）上对应的回油孔（1-3）联通，端盖（2）的底部设有与防尘腔（2-6）相联的排污孔（2-9）；所述箱体（1）的内壁上对着泄油槽（2-10）的出口处设有与回油孔（1-3）连接的过渡槽（1-2），泄油槽（2-10）与回油孔（1-3）之间通过过渡槽（1-2）连接；所述输入轴（3）上且对应大迷宫腔（2-5）处设有两条甩油环（3-1）。

全文数据：齿轮箱输入轴迷宫密封结构技术领域[0001]本发明涉及齿轮箱输入轴迷宫密封结构。特别适宜在风力发电机组上使用。背景技术[0002]风力发电机组能实现风能到电能的转换，多数风力发电机组中都含有增速齿轮箱，其可将风轮转速提升到适合发电机发电的转速，风电齿轮箱作为风机的关键部件，要求设计寿命20年，接触式密封无法满足20年使用寿命的要求而且需要维护。中国申请号是200920256847.0的实用新型提供了一种风力发电增速齿轮箱密封装置和中国专利申请号是201320124516.8的实用新型公开了一种输出轴密封装置均为迷宫密封结构，对于非接触式迷宫密封，可以在无需维护的状态下，能达使用工况要求，但如果零件数目增多会导致尺寸链复杂，迷宫密封可靠性降低，还会导致系统的鲁棒性差，系统可靠性降低。上述两实用新型由于要应用到机械式密封圈，所以还是避免不了日常维护。发明内容[0003]本发明的目的在于提出一种结构简单、功能集成度高、无需维护的齿轮箱输入轴迷宫密封结构。[0004]为达到上述目的，本发明采取如下技术方案:本发明包括箱体、通过轴承与箱体连接的输入轴、套在输入轴上与箱体紧固件连接的端盖，所述端盖的后端面上设有环状的润滑腔，从而在端盖的后端面上形成内凸环和外凸环，外凸环与轴承的外圈相抵，内凸环与轴承之间具有工艺间隙，箱体上设有润滑油引入通道，端盖上设有与引入通道相联的进油孔，进油孔连接节流孔，节流孔的出口对准轴承的滚道;端盖的轴孔内壁上由后至前设有环状的小迷宫腔、大迷宫腔和防尘腔，上述工艺间隙与小迷宫腔之间由后节流环隙连接，小迷宫腔与大迷宫腔之间由中间节流环隙连接，大迷宫腔与防尘腔之间由前节流环隙连接;小迷宫腔的底部与润滑腔之间由一返油孔连接，端盖的下部对称设有2条联通润滑腔的泄油槽和3条联通大迷宫腔的泄油孔，上述泄油槽和泄油孔各与箱体上对应的回油孔联通，端盖的底部设有与防尘腔相联的排污孔。[0005]所述箱体的内壁上对着泄油槽的出口处设有与回油孔连接的过渡槽，泄油槽与回油孔之间通过过渡槽连接。[0006]所述输入轴上且对应大迷宫腔处设有两条甩油环。[0007]所述润滑油引入通道为阶梯形。[0008]所述进油孔与节流孔呈折线状。[0009]所述润滑腔的内侧的腔壁面为斜面，倾斜角a为72〜78°。[0010]所述小迷宫腔的截面为圆弧形。[0011]所述大迷宫腔的截面为U形。[0012]所述防尘腔的截面为圆弧形。[0013]所述过渡槽的截面为圆弧形。[0014]本发明具有如下积极效果:①.本发明的结构优化，通过箱体、轴承、输入轴、端盖四个零件的装配组合，实现了多级迷宫腔体，实现齿轮箱密封功能的同时又实现了轴承限位、润滑油强制喷射、防尘防水功能，功能集成度而且无需维护。②•本发明整体结构简单，对零件加工精度要求低，装配方便。③.零部件精简，提升了产品的可靠度。附图说明[0015]图1是本发明的结构图。[0016]图2是图1的B-B剖视图。[0017]图3是图1的C-C剖视图。[0018]图4是图1的I部放大图。[0019]图5是图1的n部放大图。具体实施方式[0020]实施例1图1至图5所示的实施例1包括箱体1、端盖2、输入轴3和轴承4,输入轴3通过轴承4与箱体1连接，端盖2套在输入轴3的前端且与箱体1紧固件连接。端盖2的后端面上设有环状的润滑腔2-3,从而在端盖2的后端面上形成内凸环2-12和外凸环2-11，外凸环2-11与轴承4的外圈相抵，为确保轴承可以自由旋转，内凸环2-12与轴承4之间具有工艺间隙2-a。[0021]所述润滑腔2-3的内侧的腔壁面为斜面，倾斜角a为72〜78°，本实施例的倾斜角a为75。。[0022]箱体1上设有润滑油引入通道1-1，端盖2上设有与引入通道1-1相联的进油孔2_1，进油孔2-1连接节流孔2-2，所述进油孔2-1与节流孔2-2呈折线状，节流孔2_2的出口对准轴承的滚道。所述润滑油引入通道为阶梯形，润滑油引入通道1-1、进油孔2-1和节流孔2-2的孔径逐孔缩小。[0023]所述端盖2的轴孔内壁上由后至前设有环状的小迷宫腔2-4、大迷宫腔2-5和防尘腔2-6,所述小迷宫腔2-4的截面为圆弧形，大迷宫腔2-5的截面为U形，防尘腔2-6的截面为圆弧形。上述工艺间隙2_a与小迷宫腔2-4之间由后节流环隙2-b连接，小迷宫腔2-4与大迷宫腔2-5之间由中间节流环隙2-c连接，大迷宫腔2-5与防尘腔2-6之间由前节流环隙2-d连接。节流环隙用于释放流速和压力。[0024]所述小迷宫腔2-4与润滑腔2-3的位置相对应，小迷宫腔2-4的底部与润滑腔2-3之间由一返油孔2-8连接，端盖2的下部对称设有2条联通润滑腔2-3的泄油槽2-10和3条联通大迷宫腔2-5的泄油孔2-7,上述泄油槽2_1〇和泄油孔2-7各与箱体1上对应的回油孔1_3联通。为方便泄油槽2-1〇与回油孔卜3的连接，本实施例在箱体1的内壁上对着泄油槽2-10的出口处设有与回油孔1-3连接的过渡槽1-2,所述过渡槽1-2的截面为圆弧形，泄油槽2—10与回油孔1-3之间通过过渡槽1-2连接。—[0025]所述端盖2上设有与防尘腔2-6相联的排污孔2_9，排污孔2-9通向外界。[0026]所述输入轴3上且对应大迷宫腔2-5处设有两条甩油环3_1。[0027]端盖2与箱体1通过螺栓固定联结，且联结后油孔无错位，确保润滑通道畅通，所述T流孔2-2起到t流和提升压力的作用，其出口角度恰好对准轴承4的滚道，润滑油在外部压力的作用下通过节流孔2-2喷射在轴承滚道及滚子端面上，完成了对轴承的一次润滑、冷却和冲洗，大部分压力油在喷射过程中会透过轴承进入润滑油池，但仍有部分润滑油会被反弹到润滑腔2-3，润滑腔2-3内侧的腔壁面为斜面，能保障绝大部分反弹回的润滑油顺着润滑腔的表面到达润滑腔的底部，当润滑腔2-3底部的润滑油位达到一定高度时，润滑油会再次通过轴承滚道，完成了对轴承4的第二次润滑与冷却。[0028]若润滑腔内的润滑油不能全部通过轴承返回到油池时，润滑腔内的润滑油位高度会逐渐升高，通过由泄油槽2-1、过渡槽1-2和回油孔1-3组成的回油通道返回油池，由此避免润滑油淤积导致的轴承搅油损失过大及密封失效问题。[0029]工艺间隙2-a的存在必然导致一定量的可能带有压力的润滑油进入迷宫腔，必须进行减压及回流。工艺间隙2-a内的润滑油通过后节流环隙2-b进入小迷宫腔2-4,小迷宫腔2-4的润滑油一部分经返油孔2-8引导回润滑腔2-3,另一部分润滑油经过中间节流环隙2-c进入大迷宫腔2-5,在重力作用下，会流到大迷宫腔2-5体的底部，通过底部开设的3条泄油孔2-7返回油池。[0030]由于风机工作环境温差大，部分地区有扬尘，因此迷宫附近会淤积灰尘及凝露，若这些污染物进入齿轮箱，会影响齿轮及轴承等旋转承载件的使用寿命，因此设计了一个防尘腔2-6，并通过在端盖底部开有与防尘腔2-6相通的排污孔2_9，实现了污染物的排放。

权利要求：1.一种齿轮箱输入轴迷宫密封结构，包括箱体1、通过轴承4与箱体1连接的输入轴⑶、套在输入轴⑶上与箱体⑴紧固件连接的端盖⑵，其特征在于:端盖⑵的后端面上设有环状的润滑腔2-3，从而在端盖2的后端面上形成内凸环和外凸环，外凸环与轴承⑷的外圈相抵，内凸环与轴承⑷之间具有工艺间隙（2_a，箱体⑴上设有润滑油引入通道1-1，端盖2上设有与引入通道1-1相联的进油孔2-1，进油孔2-1连接节流孔2-2，节流孔2-2的出口对准轴承的滚道;端盖2的轴孔内壁上由后至前设有环状的小迷宫腔2-4、大迷宫腔2-5和防尘腔2-6，上述工艺间隙2-a与小迷宫腔2_4之间由后节流环隙（2-b连接，小迷宫腔2_4与大迷宫腔2_5之间由中间节流环隙2-c连接，大迷宫腔2-5与防尘腔2-6之间由前节流环隙2-d连接;小迷宫腔2-4的底部与润滑腔2-3之间由一返油孔2-8连接，端盖2的下部对称设有2条联通润滑腔2-3的泄油槽2-10和3条联通大迷宫腔2-5的泄油孔2-7，上述泄油槽2-10和泄油孔2-7各与箱体（1上对应的回油孔（1-3联通，端盖2的底部设有与防尘腔2_6相联的排污孔2-9〇2.根据权利要求1所述的齿轮箱输入轴迷宫密封结构，其特征在于:所述箱体（1的内壁上对着泄油槽2-10的出口处设有与回油孔1_3连接的过渡槽（1_2，泄油槽2—10与回油孔1-3之间通过过渡槽1_2连接。3.根据权利要求1所述的齿轮箱输入轴迷宫密封结构，其特征在于:所述输入轴3上且对应大迷宫腔2-5处设有两条甩油环3_1。、、4.根据权利要求1所述的齿轮箱输入轴迷宫密封结构，其特征在于:所述润滑油引入通道1-1为阶梯形。、、、_54艮据权利要求1所述的齿轮箱输人轴迷宫密封结构，其特征在于:所述进油孔2_1与节流孔2-2呈折线状。~6.讎权利要求1所述的齿轮箱输入轴迷宫密封结构，其特征在于：所述漏胚2—3的内侧的腔壁面为斜面，倾斜角为72〜78°。，、7.根据权求1臟_轮_入_宫慰描构，鼎難于:臟小迷宫腔2一4求1臟_賴输入_宫密构，其特難于:所述大迷宫腔2_要求1所述的齿轮箱输入轴迷宫密封结构，其特征在于:所述防尘腔2—6隨iSfgu要求雜的齿轮箱输入轴迷宫密封结构，其特征在于:所述过渡槽1_2的截面为圆弧形。

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