CN103089927B - 轴承用脂润滑核电站冷却泵准行星减速箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及齿轮箱技术领域，一种轴承用脂润滑核电站冷却泵准行星减速箱，包括箱体及准行星传动件，箱体包括前箱体及顺次联接一体的固定架与后端盖，其特征在于：太阳轴齿轮轴颈用有隔圈的第一、第二密封轴承支承在后端盖内孔，第二密封轴承之前装有第一密封件；行星轮用有隔圈的第一、第二密封轴承组支承在第一齿轮轴上，分流齿轮用第三、四密封轴承组支承在第二齿轮轴上，第一、二齿轮轴两端固定在固定架上；输出轴用第一、二轴承支承在前箱体内孔，二轴承两侧分别有第二、三密封件，第一、二轴承内填润滑脂；密封轴承组包括滚动轴承(b)、密封件(a)及密封件座(c)。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】本发明涉及齿轮箱技术领域，一种轴承用脂润滑核电站冷却泵准行星减速箱，其新颖性在于箱体内滚动轴承用轴承脂润滑、齿轮啮合副用齿轮油强制润滑。
【背景技术】大亚湾核电站4台循环冷却水泵的(英)罗尔斯罗伊斯公司行星齿轮减速器：包括一个太阳轮，4个行星轮和两个内齿圈，对称双斜齿传动。功率为4498kW，最大力矩266353N.m，输入744r/min，输出161r/min，减速比i＝4.62，设计使用寿命10万(h.)，1998年1月9日，2号循环水泵累积运行时间44000h.后齿轮箱断齿导致停机。本发明是背景技术：
发明专利《核电站冷却水泵准行星减速箱》(ZL201010135364.2)的创新。
(一)国内核电站行星齿轮减速器包括背景技术的问题是齿轮箱故障率会高：
论文《重载齿轮齿面疲劳损坏及预防》指出：“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。”
论文《矿用减速器的破坏原因及处理方法》指出：“减速器故障在煤矿设备故障中约占到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。”
(一)导致减速器故障的主要因素是轴承故障，而轴承故障的根本原因在于：
“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)
(a)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；
(b)上海机械学院《机械设计基础》上103页：“传动装备使用一段时间后可发现轮齿表面磨损痕迹，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。…磨损是由于接触面之间有作用力和相对滑动造成的。”
结论：齿轮箱故障率高的根本原因是齿轮箱运转中产生的铁屑和杂质随润滑油进入轴承中，轴承损坏导致齿轮箱出现故障而停机，即使有过滤器和磁性螺塞。
(二)密封轴承能防止铁屑和杂质随润滑油进入轴承中，选用密封轴承的理论依据如下：
①《密封深沟球轴承的密封技术》轴承2009.05：“密封深沟球轴承具有抗污染、防尘埃、简化主机结构，便于安装和维护等优点，在电机、航空、航天等领域应用广泛。……在一些配套主机上，轴承的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。”
②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系统。所以在结构紧凑、密封要求严格部位，均建议使用密封轴承。轴承自身密封除了具有良好防尘、密封效果外，还能在轴承运转过程中毋需补给润滑剂而保持良好运转状态，减少了维修费用。”
③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。”
④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。”
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＞2500(h.)，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
又如：ZJ2240水泥球磨机行星减速器：行星轮轴承22352：260×540×165因而K＝Kf·n·Dm(r·mm/s)＝1.0×43.6÷60×400＝290.7
故换脂周期为：T＝1.475·106K-0.9908～1.025·106K-0.8626＝5346～7688(h.)
转速越低，换脂周期越长。电动机转子轴就是采用密封轴承。
【发明内容】提供一种脂润滑轴承、油润滑齿轮的轴承用脂润滑核电站冷却泵准行星减速箱。
【技术方案】太阳轴齿轮轴颈用有隔圈的第一、第二密封轴承支承在后端盖内孔，第二密封轴承之前装有第一密封件；行星轮用有隔圈的第一、第二密封轴承组支承在第一齿轮轴上，分流齿轮用有隔圈的第三、第四密封轴承组支承在第二齿轮轴上，第一、第二齿轮轴两端固定在固定架上；输出轴用第一、第二轴承支承在前箱体内孔，第一、第二轴承两侧分别有第二、第三密封件，第一、第二轴承内填润滑脂；密封轴承组包括滚动轴承(b)、密封圈(a)及密封圈座(c)，所述滚动轴承(b)为1-2只填润滑脂的普通滚动轴承、或已填润滑脂的密封轴承，密封圈座(c)固定在孔端面上防止密封圈(a)滑脱。
【有益效果】技术效果是轴承运转可靠，因而齿轮箱使用寿命长、噪声低。
【附图说明】图1.是本发明核电站冷却水泵轴承脂润滑减速箱结构示意图
图2.是本发明功率分流中的一组齿轮传动示意图
图3.是本发明密封轴承组结构示意图
【具体实施方式】
参照图1.2.与3.一种轴承用脂润滑核电站冷却泵准行星减速箱，包括箱体及准行星传动件，所述箱体包括前箱体1及顺次联接一体的固定架13与后端盖6，所述准行星传动件包括太阳轴齿轮7、3～4只均布的行星轮11、内齿圈2、行星轮11与内齿圈(2)之间的二只相同分流齿轮3、输出轴15及第一、第二齿轮轴9、5，所述内齿圈2与分流齿轮3之间形成6～8分流结构，所述输出轴15圆盘与短圆筒12之间用均布骑缝销19联接，所述短圆筒12内孔与内齿圈2外圆用花键联接，所述第一、第二齿轮轴9、5两端固定在固定架13上，其特征在于：
所述太阳轴齿轮7轴颈用有隔圈的第一、第二密封轴承8、81支承在后端盖6内孔，所述第二密封轴承81之前装有第一密封件71；
所述行星轮11用有隔圈的第一、第二密封轴承组10支承在第一齿轮轴9上；
所述分流齿轮3用有隔圈的第三、第四密封轴承组4支承在第二齿轮轴5上；
所述输出轴15用第一、第二轴承14、20支承在前箱体1内孔，所述第一、第二轴承14、20两侧分别有第二、第三密封件141、201，所述第一、第二轴承14、20内填润滑脂；
所述密封轴承组包括滚动轴承(b)、密封件(a)及密封件座(c)，所述滚动轴承(b)为1-2只填润滑脂的普通滚动轴承、或已填润滑脂的密封轴承，密封件座(c)固定在孔端面上防止密封件(a)滑脱，所述密封轴承为接触式径向密封轴承，如RK型、或RS型、或HMS(A)型、或MHS(A)型，有单唇和双唇两种，所述密封件为旋转轴唇形密封或车氏密封。
车氏密封由O型圈与齿形滑环组成，齿形滑环的齿尖与轴线接触，大大减少摩擦热，滑动面油膜0.001～0.0025mm，O型圈使磨损得以自动补偿，车氏密封工作温度-55～250℃、自动弹性补偿、长寿命、无泄漏等优异特性广泛应用于航天、冶金、石油化工等(成大先“机械设计手册”卷2和车氏密封相关论文)。
Claims (1)
1.一种轴承用脂润滑核电站冷却泵准行星减速箱，包括箱体及准行星传动件，所述箱体包括前箱体(1)及顺次联接一体的固定架(13)与后端盖(6)，所述准行星传动件包括太阳轴齿轮(7)、3～4只均布的行星轮(11)、内齿圈(2)、行星轮(11)与内齿圈(2)之间的二只相同分流齿轮(3)、输出轴(15)及第一、第二齿轮轴(9、5)，所述内齿圈(2)与分流齿轮(3)之间形成6～8分流结构，所述输出轴(15)圆盘与短圆筒(12)之间用均布骑缝销(19)联接，所述短圆筒(12)内孔与内齿圈(2)外圆用花键联接，所述第一、第二齿轮轴(9、5)两端固定在固定架(13)上，其特征在于：
所述太阳轴齿轮(7)轴颈用有隔圈的第一、第二密封轴承(8、81)支承在后端盖(6)内孔，所述第二密封轴承(81)之前装有第一密封件(71)；
所述行星轮(11)用有隔圈的第一、第二密封轴承组(10)支承在第一齿轮轴(9)上；
所述分流齿轮(3)用有隔圈的第三、第四密封轴承组(4)支承在第二齿轮轴(5)上；
所述输出轴(15)用第一、第二轴承(14、20)支承在前箱体(1)内孔，所述第一、第二轴承(14、20)两侧分别有第二、第三密封件(141、201)，所述第一、第二轴承(14、20)内填润滑脂；
所述密封轴承组包括滚动轴承(b)、密封件(a)及密封件座(c)，所述滚动轴承(b)为1-2只填润滑脂的普通滚动轴承、或已填润滑脂的密封轴承，密封件座(c)固定在孔端面上防止密封件(a)滑脱，所述密封轴承为接触式径向密封轴承，密封件为旋转轴唇形密封圈或车氏密封。
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