[發(fā)明專利]高速齒輪箱密封裝置及應(yīng)用該裝置的高速齒輪箱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210339053.7
• 申請(qǐng)日: 2012-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN103671852A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金思勤;陳維金;李楓;王本濤;吳成攀;原治會(huì);劉瑩;吳寶貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司
• 主分類號(hào): F16H57/029
• 分類號(hào): F16H57/029;F16H57/027;F16H57/031;F16H57/021;F16H57/04;F16H57/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 何朝旭;陸明耀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道車輛傳動(dòng)系技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高速齒輪箱密封裝置及應(yīng)用該裝置的高速齒輪箱。

背景技術(shù)

齒輪箱作為動(dòng)車組的關(guān)鍵部件，起著傳遞扭矩、驅(qū)動(dòng)車輛行進(jìn)的重要作用，因此齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)將影響動(dòng)車組整車的安全可靠性。

目前，動(dòng)車組齒輪箱均采用油潤滑，潤滑油發(fā)生泄漏后，將影響齒輪、軸承等的使用壽命，而且還可能污染環(huán)境。而外部油、水等雜物進(jìn)入齒輪箱后，將影響潤滑油的使用性能，也會(huì)對(duì)齒輪、軸承運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此需要設(shè)計(jì)安全可靠的密封裝置，密封裝置須保證雙向密封，來有效防止?jié)櫥托孤都巴獠坑汀⑺入s物侵入。

列車運(yùn)行速度進(jìn)一步提高后，導(dǎo)致齒輪箱的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也越來越高，更高速度等級(jí)試驗(yàn)列車運(yùn)行速度將達(dá)500km/h，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)速度將高達(dá)6800rpm，齒輪、軸承、軸等線速度提高很大，其中齒輪副線速度將高達(dá)80m/s，對(duì)密封裝置的安全性和可靠性要求就更高。同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率額定功率將達(dá)600kW，短時(shí)功率達(dá)到800kW，相對(duì)于以往的動(dòng)車組驅(qū)動(dòng)電機(jī)，功率提高幅度達(dá)30%以上。電機(jī)功率的大幅提升導(dǎo)致電機(jī)尺寸也變大，而鐵路車輛軌距及輪對(duì)內(nèi)側(cè)距為標(biāo)準(zhǔn)值，并未增加，因此導(dǎo)致齒輪箱軸向密封尺寸大幅減小。現(xiàn)有的接觸式密封如骨架油封，由于磨損大，拆裝維護(hù)復(fù)雜，難以滿足更高速度等級(jí)應(yīng)用。而現(xiàn)有的非接觸式密封裝置相對(duì)簡單，密封級(jí)數(shù)比較少，不能滿足更高速度等級(jí)應(yīng)用。現(xiàn)有的齒輪箱密封裝置也難以滿足更加嚴(yán)格的軸向尺寸要求。需要設(shè)計(jì)更加可靠的密封裝置及其齒輪箱來滿足更高速度等級(jí)應(yīng)用。

現(xiàn)有公開技術(shù)，如專利03131680.8，公開了一種采用非接觸式迷宮密封機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)齒輪箱的密封裝置，其所述技術(shù)方案主要存在以下缺點(diǎn)：首先，其所述非接觸式迷宮密封機(jī)構(gòu)由第一動(dòng)油封環(huán)、第二動(dòng)油封環(huán)、第一靜油封環(huán)、第二靜油封環(huán)和第三靜油封環(huán)組成，且所述三個(gè)靜油封環(huán)均為鋁合金制件，各自加工后經(jīng)由焊接而成一體，難以保證裝配精度要求。其次，所述密封裝置需要設(shè)置第一動(dòng)油封環(huán)、第二動(dòng)油封環(huán)、擋油環(huán)，且均套在軸上，導(dǎo)致密封裝置的軸向密封尺寸很大。又如專利102062198A，公開了一種包括非接觸式機(jī)械迷宮密封結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)齒輪箱裝置，其所述技術(shù)方案主要存在以下缺點(diǎn)：首先，其所述迷宮密封機(jī)構(gòu)由空心軸套、第一靜密封環(huán)、第二靜密封環(huán)、動(dòng)密封環(huán)、傳動(dòng)齒輪組成，且需要在傳動(dòng)齒輪輪轂上加工多個(gè)環(huán)槽，容易影響傳動(dòng)齒輪強(qiáng)度，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)量多，無形中給企業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化和制造成本帶來壓力。其次，其所述箱體上設(shè)置有多個(gè)凹槽、回油孔、緩沖腔、隔板、蓋板等，客觀上增加了箱體的復(fù)雜程度，降低了箱體的加工工藝性，難以滿足齒輪箱限界及輕量化要求。

綜上所述，現(xiàn)有密封裝置及其齒輪箱難以滿足更高速度等級(jí)應(yīng)用要求，需設(shè)計(jì)傳動(dòng)平穩(wěn)、安全可靠、密封潤滑良好、滿足更加嚴(yán)格的軸向尺寸及更大的中心距尺寸要求的齒輪箱及其密封裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一是提出一種安全可靠、密封潤滑良好、滿足更加嚴(yán)格的軸向尺寸要求的高速齒輪箱密封裝置。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種應(yīng)用上述高速齒輪箱密封裝置的高速齒輪箱，以滿足更高速度應(yīng)用要求。

本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

一種高速齒輪箱密封裝置，包括高速齒輪箱上相連接的箱體和軸，所述箱體上固定有一軸承座，所述軸承座上安裝有一密封端蓋，所述軸上套設(shè)有一密封環(huán)；所述密封裝置的軸承座、密封環(huán)與密封端蓋相配合形成包括節(jié)流腔、減壓腔和密封腔的軸向迷宮密封及徑向迷宮密封；所述密封端蓋與軸相配合形成間隙密封腔和甩油腔；所述密封裝置還設(shè)置有至少一個(gè)回油孔，減壓腔經(jīng)回油孔與所述箱體內(nèi)連通。由于軸旋轉(zhuǎn)作用，少量通過密封端蓋與軸之間的間隙進(jìn)入到密封裝置內(nèi)部的雜物或者液體通過密封端蓋的甩油腔收集后經(jīng)底部通孔流出，防止其進(jìn)一步進(jìn)入密封裝置內(nèi)部。外部的油、水等液體通過集油槽收集后流出，防止其進(jìn)入到密封裝置內(nèi)部。

優(yōu)選的，上述的高速齒輪箱密封裝置，其中：所述軸承座與箱體之間套設(shè)有一第一O形密封圈，所述軸承座與密封端蓋之間套設(shè)有一第二O形密封圈。O形密封圈能夠有效防止?jié)櫥突蛲獠克㈦s物通過軸承座與箱體配合部分、密封端蓋與軸承座配合部分，能夠增強(qiáng)所述密封裝置的密封效果。

優(yōu)選的，上述的高速齒輪箱密封裝置，其中：所述密封端蓋上設(shè)置有環(huán)形溝槽，所述第一O形密封圈套設(shè)在軸承座底部，所述第二O形密封圈套設(shè)在所述環(huán)形溝槽內(nèi)。