[發(fā)明專利]箱體夾層風(fēng)冷大熱功率行星減速箱

有效

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• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104728409A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳聲震
• 申請（專利權(quán)）人: 吳小杰
• 主分類號: F16H57/04
• 分類號: F16H57/04;F16H57/08;F16H1/36
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及行星減速機的改進，一種箱體夾層風(fēng)冷大熱功率行星減速箱。

【背景技術(shù)】

現(xiàn)有技術(shù)行星減速機具有：內(nèi)嚙合、功率分流及同軸傳動三大優(yōu)點，因而很多制造部門將其用來取代了平行軸硬齒面齒輪箱，可以認(rèn)為是當(dāng)前應(yīng)用最為廣的減速機。

本發(fā)明行星包括NAD(單級)、NBD(二級)及NCD(三級)。

現(xiàn)有技術(shù)主要缺陷在于：由于現(xiàn)有NAD、NBD及NCD行星減速器并未采用散熱措施，僅依靠自然散熱導(dǎo)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(jié)果必然增加了費用，功率越大、費用增加越多：如額定機型是NBD900型(熱功率176kW、重量5.6t.、價16.5萬元)，現(xiàn)加大一個機型號選用NBD1000(熱功率230kW、重量8.1t.、價23萬元)，結(jié)果：重量增2.5t、價格增6.5萬元。

由此可見，為增大熱功率現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)必需改進。

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(yīng)等于或近于實際工作傳遞的功率。(《齒輪傳動設(shè)計手冊》972頁)

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(shè)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(shè)計與制造》230頁)

《四環(huán)板式針擺行星傳動減速器的熱功率分析》指出：高速重載下依靠外表面自然散熱很難滿足要求，造成工作溫度過高，潤滑系統(tǒng)失效。(大連鐵道學(xué)院報2005.03)

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，油乳化，局部油膜破壞，潤滑失效導(dǎo)致齒輪膠合、點蝕及異常磨損；油碳化，形成渣滓；油溫高導(dǎo)致齒輪異常磨損，異常磨損使油溫升高，如此惡性循環(huán)，減速機在使用壽命期內(nèi)過早損壞。

減速齒輪箱潤滑油油池最高許用溫度約為70℃，其依據(jù)有三：

(1)德國PPSC1290-MY型風(fēng)電齒輪箱：潤滑油油池最高溫度為70℃；

(2)風(fēng)電增速齒輪箱期望的最高油溫70℃(《風(fēng)電增速齒輪箱的熱功率計算箱》風(fēng)力發(fā)電2003.3)

(3)國產(chǎn)某1.25MW機組油溫監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)齒輪箱潤滑油溫度超過75℃時，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警信號。(《風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱潤滑油溫度監(jiān)控系統(tǒng)》上海電機學(xué)院學(xué)報2008.12)

【發(fā)明內(nèi)容】

為解決現(xiàn)有技術(shù)熱功率低的缺陷，本發(fā)明目的在于提供用箱體夾層內(nèi)風(fēng)冷替代自然散熱以提高熱功率，一種箱體夾層風(fēng)冷大熱功率差動行星減速箱。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)實施方案系根據(jù)以下關(guān)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：

《齒輪傳動設(shè)計手冊》973頁：熱功率的大小與散熱冷卻措施有關(guān)，如果采用循環(huán)油潤滑、冷卻器和外油箱足夠大，熱功率可以不低于機械功率；

《齒輪傳動設(shè)計手冊》1048頁：采用外循環(huán)散熱系統(tǒng)：油箱中潤滑油→油泵→慮油器→風(fēng)扇冷卻→油進入油箱，只要供油量和扇風(fēng)量足夠大，減速器甚至可以不受熱功率限制；

研究熱功率修正公式P＝B_ref·B_V·B_A·B_T·P_Q(kW)發(fā)現(xiàn)：采用足夠強風(fēng)速將箱體油溫控制在70℃左右時，減速器熱功率P可提高1.5倍，這是因為：

(A)當(dāng)空氣流速v≥3.8m/s時，修正系數(shù)B_V＝1.90，比v＝0.5～1.4m/s時B_V＝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(fēng)機150FZY型風(fēng)速v＝7.6m/s；

(B)減速齒輪箱油溫70℃時，油溫系數(shù)B_T＝0.667，使熱功率提高了50％。

(式中：B_ref、B_V、B_A及B_T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：B_T＝0.00236·C^1.32845＝0.667(70℃)。(《齒輪傳動設(shè)計手冊》979頁)

SSX行星減速器(N＝500kW)由于煤礦井下沒有水源，采用下述措施：加大箱體、箱體設(shè)散熱片；輸入軸裝風(fēng)扇。(《SSX系列硬齒面行星齒輪減速器冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用》煤礦機械2008.09)

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)實施方案如下：