CN104074957B - 齿轮箱的旋转轴密封方法及其密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种齿轮箱的旋转轴密封方法及其密封结构，方法是在固定于箱体上的密封端盖与固定于旋转轴外端的旋转体之间设置悬空隔板，所述悬空隔板的一侧与密封端盖之间形成常压区，常压区的外围的空气与常压区的心部的空气连通；悬空隔板的另一侧与旋转体之间形成变压区，常压区的空气与变压区的空气通过悬空隔板的外围空间及悬空隔板内孔与旋转轴之间的间隙相通，使旋转轴与密封端盖之间的间隙密封的内外气压维持平衡。密封结构包括箱体、密封端盖、旋转轴和旋转体。本发明能够消除压差，避免引起齿轮箱间隙密封渗漏失效现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种齿轮箱的旋转轴密封，尤其是用于旋转零件间隙密封方法及其密封结构。
背景技术
齿轮箱的高速轴，因设计需要，在整机上需要连接一个直径较大的制动盘，但因安装空间限制，制动盘距离高速轴端盖（对应于高速轴间隙密封的开口位置）很小，如某兆瓦级的风电整机，其制动盘直径达930mm，安装到风电齿轮箱高速轴后，距离高速轴端盖的间距仅有140mm左右。在而整机使用过程中，高速轴的高速旋转，带动制动盘高速旋转，受制动盘离心力和伯努利效应影响，在制动盘附近产生了一个负压区，制动盘心部的气体被制动盘向外甩出，导致制动盘中心部位（即靠近高速轴表面部位）负压很大。对于常规的高速轴间隙密封，因间隙开口于高速轴端盖，通常靠近高速轴表面，且距离制动盘较近，在负压的影响下，高速轴间隙密封内的润滑油或油气混合物被沿间隙抽出，致使密封失效，引起渗漏。
为提高高速轴密封的可靠性，各家研究单位及齿轮箱厂家，均做了大量的研究和结构改型，但绝大多数都是围绕如何改进间隙密封的结构而进行，如改进回油通道、迷宫形状、间隙长度、甩油结构等，或增加接触密封等方式，因未能系统考虑间隙密封外部压力的影响而无法对渗漏进行根治。如在中国专利号为ZL201120525968的专利中，公开了一种齿轮箱密封装置。其利用在润滑油环上设置回油孔，使润滑油回流齿轮箱内；并在迷宫密封外端设置阶梯式密封外环和阶梯式密封内环构成逐级缩小的间隙，使压缩气体节流、降压后排到外界；在中国专利号为ZL201120523043的专利中，在旋转轴的油路两侧各设置有2~3道环形槽，每个环形槽内各安装有带切口的环形涨圈，强化了密封的效果。上述两个专利都只能齿轮箱内部的密封结构进行了改进、优化，其虽然对密封能力有一定的效果，但缺少对外部环境的关注。当遇到密封外部存在由其他原因导致负压（如大直径零件的高速旋转）的情况时，依然有渗漏失效的风险。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种能够消除压差，避免引起齿轮箱的间隙密封失效现象的齿轮箱的旋转轴密封方法。
本发明的第二目的是提供一种能够消除压差，避免引起齿轮箱的间隙密封渗漏失效现象的齿轮箱的旋转轴密封结构。
为了实现上述第一目的，本发明的技术方案是：一种齿轮箱的旋转轴密封方法，在固定于箱体上的密封端盖与固定于旋转轴外端的旋转体之间设置悬空隔板，所述悬空隔板的一侧与密封端盖之间形成常压区，常压区的外围的空气与常压区的心部的空气连通；悬空隔板的另一侧与旋转体之间形成变压区，常压区的空气与变压区的空气通过悬空隔板的外围空间及悬空隔板内孔与旋转轴之间的间隙相通，使旋转轴与密封端盖之间的间隙密封的内外气压维持平衡。
为了实现上述第二目的，本发明的技术方案是：一种齿轮箱的旋转轴密封结构，包括箱体、密封端盖、旋转轴和旋转体，所述密封端盖固定安装在箱体的一端，旋转轴的一端位于箱体内，另一端穿过密封端盖的中心孔悬伸在箱体外，旋转轴与密封端盖的中心孔之间具有间隙密封，所述旋转体安装在旋转轴的外端，所述密封端盖的外侧设置有悬空隔板，悬空隔板具有内孔，所述内孔套在旋转轴上且与旋转轴之间留有环形间隙，悬空隔板的一侧与密封端盖之间形成常压区，悬空隔板的另一侧与旋转体之间形成变压区，环形间隙与常压区及变压区连通。
所述悬空隔板通过套管和隔板固定螺栓固定连接在密封端盖上,套管套在隔板固定螺栓上,且位于悬空隔板与密封端盖之间。
所述悬空隔板固定连接在箱体上。
所述密封端盖通过端盖固定螺栓固定安装在箱体的一端。
所述环形间隙的径向尺寸为0.2～2mm。。
所述常压区的轴向宽度不小于5mm。
技术效果：本发明利用悬空隔板，将常规密封端盖外因大直径回转体高速旋转形成的变压区，分割为一个缩小的变压区和一个常压区，保证密封端盖外的正常气压，杜绝了由于压差影响导致的常规间隙密封渗漏失效问题。
附图说明
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的齿轮箱的旋转轴密封结构的示意图；
图2是图1的Z部局部放大剖视图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明的一种齿轮箱的旋转轴密封方法，在固定于箱体8上的密封端盖7与固定于旋转轴2外端的旋转体1之间设置悬空隔板4，所述悬空隔板4的一侧与密封端盖7之间形成常压区a，常压区的外围a-1的空气与常压区a的心部a-2的空气连通；悬空隔板4的另一侧与旋转体1之间形成变压区d，常压区a的空气与变压区d的空气通过悬空隔板4的外围空间及悬空隔板4内孔与旋转轴2之间的间隙c相通，使旋转轴2与密封端盖7之间的间隙密封b的内外气压维持平衡。
如图1、2所示，本发明的齿轮箱的旋转轴密封结构，包括箱体8、密封端盖7、旋转轴2和旋转体1，所述密封端盖7固定安装在箱体8的一端，旋转轴2的一端位于箱体8内，另一端穿过密封端盖7的中心孔悬伸在箱体8外，旋转轴2与密封端盖7的中心孔之间具有间隙密封b，所述旋转体1安装在旋转轴2的外端，所述密封端盖7的外侧设置有悬空隔板4，悬空隔板4具有内孔，所述内孔套在旋转轴2上且与旋转轴2之间留有环形间隙c，悬空隔板4的一侧与密封端盖7之间形成常压区a，悬空隔板4的另一侧与旋转体1之间形成变压区d，环形间隙c与常压区a及变压区d连通。
如图1、2所示，所述悬空隔板4通过套管5和隔板固定螺栓3固定连接在密封端盖7上,套管5套在隔板固定螺栓3上,且位于悬空隔板4与密封端盖7之间。或者，所述悬空隔板4固定连接在箱体8上。
如图1所示，所述密封端盖7通过端盖固定螺栓6固定安装在箱体8的一端。
如图2所示，所述环形间隙c的径向尺寸为0.2～2mm。
如图2所示，所述常压区a的轴向宽度不小于5mm。
本发明适用于风电齿轮箱的旋转轴密封。也适用于其它齿轮箱的旋转轴密封。
Claims (7)
1.一种齿轮箱的旋转轴密封方法，其特征在于：
在固定于箱体（8）上的密封端盖（7）与固定于旋转轴（2）外端的旋转体（1）之间设置悬空隔板（4），
所述悬空隔板（4）的一侧与密封端盖（7）之间形成常压区（a），常压区的外围（a-1）的空气与常压区（a）的心部（a-2）的空气连通；悬空隔板（4）的另一侧与旋转体（1）之间形成变压区（d），常压区（a）的空气与变压区（d）的空气通过悬空隔板（4）的外围空间及悬空隔板（4）内孔与旋转轴（2）之间的间隙（c）相通，使旋转轴（2）与密封端盖（7）之间的间隙密封（b）的内外气压维持平衡。
2.一种齿轮箱的旋转轴密封结构，包括箱体（8）、密封端盖（7）、旋转轴（2）和旋转体（1），所述密封端盖（7）固定安装在箱体（8）的一端，旋转轴（2）的一端位于箱体（8）内，另一端穿过密封端盖（7）的中心孔悬伸在箱体（8）外，旋转轴（2）与密封端盖（7）的中心孔之间具有间隙密封（b），所述旋转体（1）安装在旋转轴（2）的外端，其特征在于：
所述密封端盖（7）的外侧设置有悬空隔板（4），悬空隔板（4）具有内孔，所述内孔套在旋转轴（2）上且与旋转轴（2）之间留有环形间隙（c），悬空隔板（4）的一侧与密封端盖（7）之间形成常压区（a），悬空隔板（4）的另一侧与旋转体（1）之间形成变压区（d），环形间隙（c）与常压区（a）及变压区（d）连通。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱的旋转轴密封结构，其特征在于：所述悬空隔板（4）通过套管（5）和隔板固定螺栓（3）固定连接在密封端盖（7）上,套管（5）套在隔板固定螺栓（3）上,且位于悬空隔板（4）与密封端盖（7）之间。
4.根据权利要求2所述的齿轮箱的旋转轴密封结构，其特征在于：所述悬空隔板（4）固定连接在箱体（8）上。
5.根据权利要求2所述的齿轮箱的旋转轴密封结构，其特征在于：所述密封端盖（7）通过端盖固定螺栓（6）固定安装在箱体（8）的一端。
6.根据权利要求2所述的齿轮箱的旋转轴密封结构，其特征在于：所述环形间隙（c）的径向尺寸为0.2～2mm。
7.根据权利要求2所述的齿轮箱的旋转轴密封结构，其特征在于：所述常压区（a）的轴向宽度不小于5mm。
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