CN112283331A - 油路密封结构和齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油路密封结构和齿轮箱。其中，油路密封结构，包括：基体，基体上开设有第一轴孔；耐磨层，设置于第一轴孔的内壁上，耐磨层的内表面形成装配孔；行星架，行星架的轴颈可转动地安装于装配孔内，轴颈与耐磨层的内表面之间形成能够起到密封作用的间隙。应用本发明的技术方案能够有效地解决相关技术中的齿轮箱润滑不畅的问题。

Description

油路密封结构和齿轮箱

技术领域

本发明涉及风力发电机的风电齿轮箱领域，具体而言，涉及一种油路密封结构和齿轮箱。

背景技术

在风力发电机中，风电齿轮箱是风力发电机的关键部件。随着对风力发电机增大功率的需求，要求风电齿轮箱具有更高的功率和更高的可靠性，对齿轮箱的润滑要求也越来越高。相关技术中，风电齿轮箱一般都会使用到行星架、轴承以及基体。行星架的轴颈上安装轴承，轴承起到支撑轴颈的作用，基体仅起到支撑轴承的作用。在这种情况下，为了满足齿轮箱内润滑的要求，需在内部增加其它结构如管路、大间隙长路径配合油路等等，这些结构容易导致内部结构复杂、润滑油量增加，润滑不畅，从而导致齿轮箱的可靠性差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种油路密封结构和齿轮箱，以解决相关技术中的齿轮箱润滑不畅的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种油路密封结构，包括：基体，基体上开设有第一轴孔；耐磨层，设置于第一轴孔的内壁上，耐磨层的内表面形成装配孔；行星架，行星架的轴颈可转动地安装于装配孔内，轴颈与耐磨层的内表面之间形成能够起到密封作用的间隙。

进一步地，耐磨层的材质为铜基合金。

进一步地，基体在其径向方向上的厚度与耐磨层在其径向方向上的厚度的比值在22：1至37：1之间。

进一步地，基体上设置有沿基体的径向方向延伸的第一进油孔，第一进油孔贯穿于基体的外表面和第一轴孔的内壁，耐磨层上开设有贯穿耐磨层内表面和外表面的进油通道，进油通道与第一进油孔相连通。

进一步地，耐磨层上开设有贯穿耐磨层内表面和外表面的进油孔，进油孔内的通道形成进油通道，或者，耐磨层包括沿第一轴孔的轴线方向上间隔布置的第一层段以及第二层段，第一层段与第二层段之间的通道形成进油通道。

进一步地，在耐磨层上开设有进油孔的情况下，耐磨层的内壁上设置有环形的储油槽，进油孔设置在储油槽的槽壁上。

进一步地，油路密封结构还包括第一轴承，第一轴承套设于轴颈上，轴颈上具有与第一轴承的第一端面抵接的第一抵接面，基体具有与第一轴承的与第一端面相对的第二端面抵接的第二抵接面。

进一步地，基体的靠近第一轴承的端面上设置有抵接凸起，抵接凸起的端面形成第二抵接面，和/或，基体上开设有第二轴孔，第二轴孔位于第一轴孔的远离第一轴承的一侧，第一轴孔与第二轴孔形成基体的内孔，油路密封结构还包括：转轴，转轴伸入至第二轴孔内；第二轴承，套设在转轴上并安装在第二轴孔与转轴之间。

进一步地，油路密封结构还包括：轴承，轴承安装在基体上，基体上开设有与第一进油孔连通的第二进油孔，第二进油孔的出油口朝向轴承延伸，和/或，行星架内设置有导油通道，导油通道的进油口通过进油通道与第一进油孔连通。

根据本发明的另一方面，提供了一种齿轮箱，包括：箱体油路密封结构，设置于箱体上，油路密封结构为上述的油路密封结构。

应用本实施例的技术方案，在轴颈与耐磨层的内表面之间设置间隙，由于耐磨层的存在，可以实现将间隙做得很小，从而实现密封作用，润滑油流入间隙内，在轴颈与耐磨层之间形成油膜，使行轴颈不与耐磨层直接接触，从而大大减小了轴颈与耐磨层的摩擦损失和表面磨损。另外，耐磨层能够在轴颈转动时起到减少摩擦的作用，从而使得间隙的大小能够保持稳定，避免了润滑油因间隙的增大而泄漏，保证了油路密封结构的油压稳定。另外，油膜还具有减震的作用，能够减小轴颈转动过程中的震动，从而进一步提升了油路密封结构工作时的稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的油路密封结构的实施例的部分结构的纵剖结构示意图；

图2示出了图1的油路密封结构的A处的放大结构示意图；

图3示出了图1的油路密封结构的基体的纵剖结构示意图；以及

图4示出了图3的基体的B处的放大结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、间隙；10、基体；11、第一轴孔；12、第一进油孔；13、进油通道；14、第二抵接面；15、第二轴孔；16、第二进油孔；20、耐磨层；21、装配孔；23、储油槽；30、行星架；31、轴颈；32、第一抵接面；33、导油通道；40、第一轴承；50、抵接凸起；60、转轴；70、第二轴承；80、箱体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图4所示，本实施例的油路密封结构包括：基体10、耐磨层20和行星架30。其中，基体10上开设有第一轴孔11；耐磨层20，设置于第一轴孔11的内壁上，耐磨层20的内表面形成装配孔21；行星架30，行星架30的轴颈31可转动地安装于装配孔21内，轴颈31与耐磨层20的内表面之间形成能够起到密封作用的间隙1。

应用本实施例的技术方案，在轴颈31与耐磨层20的内表面之间设置间隙1，由于耐磨层20的存在，可以实现将间隙1做得很小，从而实现密封作用，润滑油流入间隙1内，在轴颈31与耐磨层20之间形成油膜，使轴颈31不与耐磨层20直接接触，从而大大减小了轴颈31与耐磨层20的摩擦损失和表面磨损。另外，耐磨层20能够在轴颈31转动时起到减少摩擦的作用，从而使得间隙1的大小能够保持稳定，避免了润滑油因间隙1的增大而泄漏，保证了油路密封结构的油压稳定。另外，油膜还具有减震的作用，能够减小轴颈31转动过程中的震动，从而进一步提升了油路密封结构工作时的稳定性。

需要说明的是，在本实施例中，基体10为轴承座，基体10的主体材质为高强度结构钢，由于这种材质有很强的刚度，因此能够满足对滚动轴承的支撑作用。

还需要说明的是，间隙1的大小在0.090mm-0.105mm之间。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，耐磨层20的材质为铜基合金。上述结构中，铜基合金能够减少轴颈31运转过程中的表面磨损。使得轴颈31能够转动得更加顺滑，从而保证轴颈31运转稳定。需要说明的是，铜基合金采用铸造工艺浇注在基体10的第一轴孔11内，使得铜基合金与基体10的高强度结构钢之间具有很高的粘结强度，从而能够防止耐磨层20从基体10上脱落。

如图3所示，在本实施例中，基体10在其径向方向上的厚度与耐磨层20在其径向方向上的厚度的比值在22：1至37：1之间。上述结构中，基体10的厚度在100mm-120mm之间，上述结构使得基体10的刚度大，耐磨性好。耐磨层20的厚度在3mm-5mm之间。如果上述比值过大，则表示耐磨层20的厚度太小，会导致耐磨层的强度低、使用寿命短。如果上述比值过小，则表示耐磨层20的厚度太大则会导致生产材料的浪费，增加生产成本。

如图1至图3所示，在本实施例中，基体10上设置有沿基体10的径向方向延伸的第一进油孔12，第一进油孔12贯穿于基体10的外表面和第一轴孔11的内壁，耐磨层20上开设有贯穿耐磨层20内表面和外表面的进油通道13，进油通道13与第一进油孔12相连通。上述结构中，润滑油可通过第一进油孔12和进油通道13进入到耐磨层20与轴颈31之间，从而减小了耐磨层20与轴颈31之间的摩擦损失，使轴颈31的转动更加顺滑，降低了轴颈31的表面磨损。

如图3和图4所示，在本实施例中，耐磨层20上开设有贯穿耐磨层20内表面和外表面的进油孔，进油孔内的通道形成进油通道13。上述结构中，进油孔包括均匀分布在耐磨层20的周向方向上的多个，相应地，第一进油孔12为与进油孔的数量相对应的多个。上述结构简单，使得润滑油能够均匀地分布在耐磨层20与轴颈31之间，从而起到更好的润滑效果。当然，在图中未示出的其他实施例中，耐磨层也可以包括沿第一轴孔的轴线方向上间隔布置的第一层段以及第二层段，第一层段与第二层段之间的通道形成进油通道13。上述结构也能够起到使润滑油均匀分布的效果。

需要说明的是，当油路密封结构的温度升高时，铜基合金具有膨胀的趋势，此时基体10的强度能够限制铜基合金的膨胀，从而保证铜基合金与轴颈31之间的配合间隙在预设范围内。当油路密封结构的温度降低时，铜基合金具有收缩的趋势，此时基体10与铜基合金之间的分子粘结力能够抵消铜基合金的收缩，从而保证铜基合金与轴颈31之间的配合间隙在预设范围内。

如图3和图4所示，在本实施例中，耐磨层20的内壁上设置有环形的储油槽23，进油孔设置在储油槽23的槽壁上。上述结构中，环形的储油槽23能够起到储存润滑油的作用，保证轴颈31与耐磨层20之间的间隙1内的润滑油量充足，使齿轮箱的油压稳定，润滑充分。

需要说明的是，耐磨层20的铜基合金与油膜能够对轴颈31起到双重保护的作用。轴颈31正常运行时，由于间隙1的存在，轴颈31运转平稳，油压稳定。但当轴颈31在运转过程中发生变形时，轴颈31会与铜基合金接触，此时铜基合金便起到滑动轴承的作用，降低磨损，保证配合间隙，从而保证润滑油量充足，油压稳定。

如图1至图4所示，在本实施例中，轴承结构还包括第一轴承40，第一轴承40套设于轴颈31上，轴颈31上具有与第一轴承40的第一端面抵接的第一抵接面32，基体10具有与第一轴承40的与第一端面相对的第二端面抵接的第二抵接面14。上述结构中，在行星架30与第一轴承40安装完成后，需要对第一轴承40的轴向的安装间隙进行调节，以使第一轴承40满足装配需求。基体10能够通过第二抵接面14与第一轴承40抵接，来限制第一轴承40的位置。当需要调节第一轴承40的安装间隙时，可通过调节第二抵接面14的位置来满足第一轴承40的装配需求。

如图3和图4所示，在本实施例中，基体10的靠近第一轴承40的端面上设置有抵接凸起50，抵接凸起50的端面形成第二抵接面14。上述结构中，抵接凸起50的端面能够形成对第一轴承40的止挡。需要调节第二抵接面14的位置时，可通过打磨抵接凸起50来改变抵接凸起50的高度，从而实现对第二抵接面14的位置调节。需要说明的是，抵接凸起50的设计高度应该大于安装间隙的最大值，从而便于通过打磨抵接凸起50来满足第一轴承40的装配需求。还需要说明的是，基体10具有第一轴段和与第一轴段连接的第二轴段，第一轴段的直径小于第二轴段的直径，第一轴段和第二轴段之间形成台阶面，抵接凸起50设置在第一轴段的端面上。安装基体10时，需要将基体10安装在固定件(箱体80)上，并使基体10的第二抵接面14与第一轴承40抵接，基体10的台阶面与固定件(箱体80)的第三抵接面抵接。确定抵接凸起50的打磨量时，使第一轴承40位于预定位置，测量第一轴承40的第二端面到固定件的第三抵接面的距离F，再测量基体10的第二抵接面14与台阶面的距离G，距离G与距离F的差值即为抵接凸起50的打磨量。

如图1至图3所示，在本实施例中，基体10上开设有第二轴孔15，第二轴孔15位于第一轴孔11的远离第一轴承40的一侧，第一轴孔11与第二轴孔15形成基体10的内孔，轴承结构还包括转轴60和第二轴承70。其中，转轴60伸入至第二轴孔15内；第二轴承70套设在转轴60上并安装在第二轴孔15与转轴60之间。上述结构中，基体10上设置有与轴颈31配合的第一轴孔11和承载第二轴承70的第二轴孔15，使得基体10能够支撑第二轴承70的同时，能调整第一轴承40的轴向间隙。上述结构提升了基体10的功能性。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，油路密封结构还包括轴承，轴承安装在基体10上，基体10上开设有与第一进油孔12连通的第二进油孔16，第二进油孔16的出油口朝向轴承延伸。上述结构中，基体10能够起到为安装在基体10上的轴承供油的作用。需要说明的是，上述的“轴承安装在基体10内”指的是轴承与基体10之间具有配合关系。配合关系包括轴承设置在基体10内，或者轴承与基体10直接或间接接触。在本实施例中，轴承包括与基体10抵接的第一轴承40和设置在基体10内的第二轴承70。第二进油孔16分别将第一进油孔12内的润滑油导向第一轴承40和第二轴承70。

如图1和图2所示，在本实施例中，行星架30内设置有导油通道33，导油通道33的进油口通过进油通道13与第一进油孔12连通。上述结构中，导油通道33与行星架30的润滑系统相连通，行星架30的润滑系统能够保证行星轮系运转时的润滑充分。在本实施例中，第一进油孔12与进油通道13连通，进油通道13与导油通道33连通。上述结构可通过在第一进油孔12内添加润滑油为行星架30的润滑系统供油。需要说明的是，耐磨层20的存在保证了基体10与轴颈31之间的间隙1的大小，使流过导油通道33的润滑油充足，油压稳定，从而保证了润滑系统的稳定。

本申请还提供了一种齿轮箱，根据本申请的齿轮箱的实施例包括油路密封结构，油路密封结构为上述的油路密封结构。由于油路密封结构具有结构简单，功能性强、润滑性好、运行稳定的优点，因此具有其的齿轮箱也具备上述优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油路密封结构，其特征在于，包括：

基体(10)，所述基体(10)上开设有第一轴孔(11)；

耐磨层(20)，设置于所述第一轴孔(11)的内壁上，所述耐磨层(20)的内表面形成装配孔(21)；

行星架(30)，所述行星架(30)的轴颈(31)可转动地安装于所述装配孔(21)内，所述轴颈(31)与所述耐磨层(20)的内表面之间形成能够起到密封作用的间隙(1)。

2.根据权利要求1所述的油路密封结构，其特征在于，所述耐磨层(20)的材质为铜基合金。

3.根据权利要求1所述的油路密封结构，其特征在于，所述基体(10)在其径向方向上的厚度与所述耐磨层(20)在其径向方向上的厚度的比值在22：1至37：1之间。

4.根据权利要求1所述的油路密封结构，其特征在于，所述基体(10)上设置有沿所述基体(10)的径向方向延伸的第一进油孔(12)，所述第一进油孔(12)贯穿于所述基体(10)的外表面和所述第一轴孔(11)的内壁，所述耐磨层(20)上开设有贯穿所述耐磨层(20)内表面和外表面的进油通道(13)，所述进油通道(13)与所述第一进油孔(12)相连通。

5.根据权利要求4所述的油路密封结构，其特征在于，所述耐磨层(20)上开设有贯穿所述耐磨层(20)内表面和外表面的进油孔，所述进油孔内的通道形成所述进油通道(13)，或者，所述耐磨层(20)包括沿所述第一轴孔(11)的轴线方向上间隔布置的第一层段以及第二层段，所述第一层段与所述第二层段之间的通道形成所述进油通道(13)。

6.根据权利要求5所述的油路密封结构，其特征在于，在所述耐磨层(20)上开设有所述进油孔的情况下，所述耐磨层(20)的内壁上设置有环形的储油槽(23)，所述进油孔设置在所述储油槽(23)的槽壁上。

7.根据权利要求1所述的油路密封结构，其特征在于，所述油路密封结构还包括第一轴承(40)，所述第一轴承(40)套设于所述轴颈(31)上，所述轴颈(31)上具有与所述第一轴承(40)的第一端面抵接的第一抵接面(32)，所述基体(10)具有与所述第一轴承(40)的与所述第一端面相对的第二端面抵接的第二抵接面(14)。

8.根据权利要求7所述的油路密封结构，其特征在于，所述基体(10)的靠近所述第一轴承(40)的端面上设置有抵接凸起(50)，所述抵接凸起(50)的端面形成所述第二抵接面(14)，

所述基体(10)上开设有第二轴孔(15)，所述第二轴孔(15)位于所述第一轴孔(11)的远离所述第一轴承(40)的一侧，所述第一轴孔(11)与所述第二轴孔(15)形成所述基体(10)的内孔，所述油路密封结构还包括：

转轴(60)，所述转轴(60)伸入至所述第二轴孔(15)内；

第二轴承(70)，套设在所述转轴(60)上并安装在所述第二轴孔(15)与所述转轴(60)之间。

9.根据权利要求4所述的油路密封结构，其特征在于，所述油路密封结构还包括：

轴承，所述轴承安装在所述基体(10)上，所述基体(10)上开设有与所述第一进油孔(12)连通的第二进油孔(16)，所述第二进油孔(16)的出油口朝向所述轴承延伸，所述行星架(30)内设置有导油通道(33)，所述导油通道(33)的进油口通过所述进油通道(13)与所述第一进油孔(12)连通。

10.一种齿轮箱，包括：

箱体(80)

油路密封结构，设置于所述箱体(80)上，其特征在于，所述油路密封结构为权利要求1至9任一项所述的油路密封结构。

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