CN218971804U - 供油润滑装置及齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供油润滑装置及齿轮箱，其属于润滑技术领域，供油润滑装置包括滑环结构，滑环结构设置于能够相对转动的第一部件与第二部件之间，部分第一部件穿设于第二部件的容置腔内，滑环结构套设于第一部件且位于容置腔内；滑环结构与第一部件过盈配合，滑环结构与第二部件间隙配合，滑环结构能够随温度变化而变形；滑环结构包括沿轴向间隔设置的两个滑环本体，两个滑环本体之间形成导油通道；滑环结构还包括连接件，连接件设置于两个滑环本体之间且将两个滑环本体连接。齿轮箱包括如上的供油润滑装置。由于滑环结构能够随温度变化而变形，进而能够改变配合状态，实现可浮动功能，避免磨损，提高使用寿命。

Description

供油润滑装置及齿轮箱

技术领域

本实用新型涉及润滑技术领域，尤其涉及一种供油润滑装置及齿轮箱。

背景技术

齿轮箱的润滑系统具有润滑、冷却、清洗、防锈、密封及液压等作用。齿轮箱在参与传动的齿轮和轴承中，运转时要发生相对滑动或运动，因此就要发生摩擦和磨损，增加动力消耗、降低传动效率；特别是高速传动，就更需要考虑齿轮箱的润滑。其润滑系统的好坏，会影响到整个齿轮箱的热平衡状态和齿轮、轴承的磨损；严重时还会导致齿轮断齿、轴承过热或烧毁，从而直接决定齿轮箱的质量及使用寿命。

在风电齿轮箱中，主要通过供油滑环来辅助旋转部件与静止部件之间的走油，例如在转架和箱体之间设置供油滑环，转架能够相对于箱体转动，供油滑环，也称油环，一般呈环状并套设于转架，传统的供油滑环一般采用铜材并以过盈配合方式安装在转架或者箱体的一侧。在实际生产、运输和不同作业条件下，箱体与转架之间容易产生倾斜，从而导致供油滑环有较为严重的磨损，降低供油滑环使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种供油润滑装置及齿轮箱，以解决现有技术中存在的供油滑环磨损严重、使用寿命低的技术问题。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种供油润滑装置，包括滑环结构，所述滑环结构设置于能够相对转动的第一部件与第二部件之间，部分所述第一部件穿设于所述第二部件的容置腔内，所述滑环结构套设于所述第一部件且位于所述容置腔内；

所述滑环结构与所述第一部件过盈配合，所述滑环结构与所述第二部件间隙配合，所述滑环结构能够随温度变化而变形；

所述滑环结构包括沿轴向间隔设置的两个滑环本体，两个所述滑环本体之间形成导油通道，润滑油能够沿所述滑环结构的径向流进所述导油通道的进油端，并从所述导油通道的出油端流出；

所述滑环结构还包括连接件，所述连接件设置于两个所述滑环本体之间且将两个所述滑环本体连接。

其中，沿所述滑环本体的径向，所述连接件的宽度小于所述导油通道的进油端到出油端之间的间距。

其中，所述连接件上开设有导油腔，所述导油腔与所述导油通道连通。

其中，所述连接件包括若干个连接部，每个所述连接部连接两个所述滑环本体，各个所述连接部绕所述滑环本体的周向间隔设置，相邻所述连接部之间形成导油腔，所述导油腔与所述导油通道连通。

其中，所述连接部呈圆弧形且绕所述滑环本体的周向延伸。

其中，所述连接件包括两个所述连接部。

其中，所述连接部呈圆柱状，所述连接部的轴线平行于所述滑环本体的轴线。

其中，两个所述滑环本体与所述连接件一体成型。

一种齿轮箱，包括如上所述的供油润滑装置。

其中，所述第一部件为所述齿轮箱的转轴，所述第二部件为所述齿轮箱的箱体。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的供油润滑装置，包括滑环结构，滑环结构设置于能够相对转动的第一部件与第二部件之间，部分第一部件穿设于第二部件的容置腔内，滑环结构套设于第一部件且位于容置腔内；在初始工作时，第一部件与第二部件发生相对转动，滑环结构随着第一部件转动，润滑油在导油通道中流动；在工作过程中，随着工作温度升高，滑环结构膨胀变形，当工作温度大于或者等于第一设定值时，滑环结构与第一部件间隙配合，滑环结构与第二部件过盈配合；在工作结束后，随着工作温度降低，滑环结构收缩变形，当工作温度小于或者等于第二设定值时，滑环结构与第一部件过盈配合，滑环结构与第二部件间隙配合。由于滑环结构能够随温度变化而变形，进而能够改变配合状态，使得滑环结构实现可浮动功能，因此能够避免滑环结构被磨损，提高使用寿命。连接件的设置能够避免两个滑环本体接触，保证供油平稳性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的供油润滑装置的部分结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的供油润滑装置的剖视图；

图3是图2的A处放大图；

图4是本实用新型实施例二提供的第一种供油润滑装置的局部结构示意图；

图5是本实用新型实施例二提供的第二种供油润滑装置的局部结构示意图；

图6是本实用新型实施例二提供的第三种供油润滑装置的局部结构示意图；

图7是本实用新型实施例二提供的第四种供油润滑装置的局部结构示意图；

图8是本实用新型实施例三提供的第一种滑环本体的结构示意图；

图9是本实用新型实施例三提供的第一种供油润滑装置的剖视图；

图10是图9的B处放大图；

图11是本实用新型实施例三提供的第二种滑环本体的结构示意图；

图12是本实用新型实施例三提供的第二种供油润滑装置的剖视图；

图13是图12的C处放大图；

图14是本实用新型实施例三提供的第三种供油润滑装置的局部结构示意图；

图15是本实用新型实施例四提供的一种供油润滑装置的分解结构示意图；

图16是图15提供的滑环结构的结构示意图；

图17是本实用新型实施例四提供的另一种供油润滑装置的部分结构示意图；

图18是图17提供的滑环结构的结构示意图。

图中：

100、第一部件；101、第一通道；

200、第二部件；201、第二通道；

300、滑环结构；301、导油通道；3011、导油壁面；302、滑环本体；3021、储油槽；304、连接件；

400、卡扣。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

参见图1至图3，本实施例提供一种供油润滑装置，包括滑环结构300，滑环结构300设置于能够相对转动的第一部件100与第二部件200之间，部分第一部件100穿设于第二部件200的容置腔内，滑环结构300套设于第一部件100且位于容置腔内；滑环结构300具有导油通道301，滑环结构300与第一部件100过盈配合，滑环结构300与第二部件200间隙配合，滑环结构300能够随温度变化而变形。其中，导油通道301可以开设于滑环结构300，也可以滑环结构300的几个部分围设形成。

在初始工作时，第一部件100与第二部件200发生相对转动，滑环结构300随着第一部件100转动，润滑油在导油通道301中流动；在工作过程中，随着工作温度升高，滑环结构300膨胀变形，当工作温度大于或者等于第一设定值时，滑环结构300与第一部件100间隙配合，滑环结构300与第二部件200过盈配合；在工作结束后，随着工作温度降低，滑环结构300收缩变形，当工作温度小于或者等于第二设定值时，滑环结构300与第一部件100过盈配合，滑环结构300与第二部件200间隙配合。

由于滑环结构300能够随温度变化而变形，进而能够改变配合状态，使得滑环结构300实现可浮动功能，因此能够避免滑环结构300被磨损，提高使用寿命。其中，可浮动指的是滑环结构300能够沿径向浮动，关于滑环结构300的轴向，可以采用卡扣400限位以限制轴向窜动，具体地，卡扣400位于滑环结构300的外侧。

其中，滑环结构300与第二部件200间隙配合，指的是，滑环结构300的外壁与容置腔的内壁之间存在间隙。在常温状态下，滑环结构300与第二部件200的容置腔的内壁之间的间隙可以为0.5mm，以满足一般工作载荷和工作环境。随着温度的升高，滑环结构300脱离第一部件100，逐渐膨胀到与容置腔的内壁过盈，此时滑环结构300与第一部件100之间间隙接触，该间隙也可以为0.5mm。间隙不能太大，以防发生漏油。

具体地，第一部件100的热膨胀系数低于滑环结构300的热膨胀系数，第二部件200的热膨胀系数低于滑环结构300的热膨胀系数，因此，在滑环结构300随温度升高而膨胀变形时，第一部件100和第二部件200的变形程度很小，甚至可以忽略不计，进而实现滑环结构300可浮动。

滑环结构300可以采用现有的弹塑性材料，例如树脂塑料类，可以是尼龙。根据滑环结构300的不同内径，可依据热膨胀系数，选择不同型号的树脂类材料。第一部件100和第二部件200可以采用现有的铸铁材料，使得第一部件100和第二部件200与滑环结构300之间具有膨胀系数差异，从而改变滑环结构300的径向位置和配合方式。

由于树脂塑料类材料具备一定的弹性，在运输过程或其他特殊情况下，可无损适应与静止的第一部件100或者第二部件200的短时局部接触。通过利用弹塑性材料制成滑环结构300，可短时承受局部冲击力，减少极端工况、温度过载、安装误差等造成的局部不可恢复磨损。材料与结构相配合，实现滑环结构300的可浮动功能，从根本上解决滑环结构300易磨损的问题。

在供油方面，滑环结构300上设置的导油通道301沿径向贯穿滑环结构300自身，第一部件100开设有第一通道101，第二部件200开设有第二通道201，第一通道101和第二通道201均与导油通道301连通，润滑油能够在第一通道101、第二通道201和导油通道301内流动。

可以理解的是，润滑油可以沿第一通道101、导油通道301到第二通道201的方向流动，也可以沿第二通道201、导油通道301到第一通道101的方向流动，可根据实际情况设置。在本实施例中，润滑油沿第一通道101、导油通道301到第二通道201的方向流动，图3中箭头示出了润滑油流动方向。

在本实施例中，滑环结构300包括沿轴向间隔设置的两个滑环本体302，两个滑环本体302之间形成导油通道301，润滑油能够沿滑环结构300的径向流进导油通道301的进油端，并从导油通道301的出油端流出。通过设置两个滑环本体302，便于加工生产，便于安装拆卸，提高滑环结构300的灵活性和供油稳定性。

在本实施例中，两个滑环本体302的对置面相互平行，便于加工生产，也便于安装，提高装配效率。其中，两个滑环本体302的对置面，即两个滑环本体302的相对的端面。

实施例二

图4至图7示出了实施例二，其中与实施例一相同或相应的零部件采用与实施例一相应的附图标记。为简便起见，仅描述实施例二与实施例一的区别点。区别之处在于，出油端的流通面积小于进油端的流通面积，即在导油通道301内，沿润滑油的流动方向，流通面积减小，那么润滑油在流动过程中，油压逐渐增大，在出油端具有较大的油压，油压使得两个滑环本体302受到相互远离的推力，进而避免两个滑环本体302接触，保证供油平稳性。

由于两个滑环本体302是相互独立的，在实际生产、运输和不同作业条件下，采用实施例一所示的结构，两个滑环本体302之间可能相互靠近，导致导油通道301变窄甚至封堵，影响供油稳定性。当滑环本体302的横向尺寸过小，即滑环的宽度/高度的比值较小时，滑环本体302容易向内倾覆，可以采用限位结构以限制滑环结构300轴向倾覆，在本实施例中，采用油压助推式对滑环结构300轴向限位，具体地，即设置出油端的流通面积小于进油端的流通面积。

可以是，参见图4和图5，自进油端向出油端的方向，导油通道301的流通面积逐渐减小。导油通道301的截面形状呈梯形，该梯形可以是图4中所示的直角梯形，也可以是图5中所示的等腰梯形，或者，导油通道301的两个壁面也可以是曲面，只要保证自进油端向出油端的方向，导油通道301的流通面积逐渐减小即可。即使两个滑环本体302沿轴向相互靠近，那么最先接触的部位为出油端，且为线接触，使得接触面积较小，便于被油压冲击而分开。

也可以是，参见图6和图7，自进油端向出油端的方向，导油通道301的流通面积呈阶梯状减小，此时导油通道301的截面形成呈阶梯状。如果两个滑环本体302沿轴向相互靠近，那么最先接触的部位为出油端，在图6中，出油端能够面接触，为了使得接触面积较小，可以将出油端的阶梯改成斜面，如图7所示，即使两个滑环本体302沿轴向接触也为线接触，使得接触面积较小，便于被油压冲击而分开。

实施例三

图8至图14示出了实施例三，其中与实施例二相同或相应的零部件采用与实施例二相应的附图标记。为简便起见，仅描述实施例三与实施例二的区别点。区别之处在于，自进油端向出油端的方向，导油通道301的流通面积先增大后减小。其中，流通面积增大的部分能够储存油液，储存的油液具有一定的油压，油压使得两个滑环本体302受到相互远离的推力，进而避免两个滑环本体302接触，保证供油平稳性。

具体地，在导油通道301内，至少一个滑环本体302的端面上凹设有储油槽3021，储油槽3021位于进油端与出油端之间。可以理解的是，储油槽3021能够储存油液，使得导油通道301的流通面积形成先增大后减小的形式。两个滑环本体302的端面上可以均凹设储油槽3021，两个储油槽3021可以正对设置，也可以错位设置。

可以是如图8至图10所示，自进油端向出油端的方向，导油通道301的流通面积呈阶梯状增大又呈阶梯状减小，此时导油通道301的截面形成呈阶梯状。也可以是如图11至图13所示，自进油端向出油端的方向，导油通道301的流通面积呈弧形增大又呈弧形减小，此时储油槽3021的截面形状呈弧形，其中弧形可以是圆弧，能够容纳较多的油液，具有较大的推力。

如果两个滑环本体302沿轴向相互靠近，那么最先接触的部位为出油端，且为线接触，使得接触面积较小，便于被油压冲击而分开。

在导油通道301内，出油端的两侧均设置有导油壁面3011，两个导油壁面3011能够线接触。可以是如图13所示，两个导油壁面3011均为弧形凸面，即使两个滑环本体302沿轴向接触也为线接触，使得接触面积较小，便于被油压冲击而分开。也可以是如图14所示，两个导油壁面3011均为斜面且沿润滑油的流动方向，两个导油壁面3011相互靠近。如果两个滑环本体302沿轴向相互靠近，那么最先接触的部位为出油端，且为线接触，使得接触面积较小，便于被油压冲击而分开。

实施例四

图15至图18示出了实施例四，滑环结构300还包括连接件304，连接件304设置于两个滑环本体302之间且将两个滑环本体302连接。连接件304的设置能够避免两个滑环本体302接触，保证供油平稳性。

具体地，两个滑环本体302可以与连接件304一体成型，便于加工生产，保证结构稳定性。

为了保证润滑油顺利流动，可以在连接件304上开设导油腔，导油腔与导油通道301连通，也可以将连接件304分为若干个连接部，每个连接部连接两个滑环本体302，各个连接部绕滑环本体302的周向间隔设置，相邻连接部之间形成导油腔，导油腔与导油通道301连通。

具体地，可以如图16所示，连接部呈圆弧形且绕滑环本体302的周向延伸。连接部绕滑环本体302的周向的延伸长度可以根据实际需要设置，在本实施例中，连接件304包括两个连接部。也可以如图18所示，连接部呈圆柱状，连接部的轴线平行于滑环本体302的轴线。

可以理解的是，沿滑环本体302的径向，连接件304的宽度小于导油通道301的进油端到出油端之间的间距，以不影响润滑油能够顺利流动，即使连接件304正对第一通道101和第二通道201，润滑油也能够流至连接件304，并从连接件304的两端流走。

连接件304的具体尺寸，可根据实际需要设置，在保证将两个滑环本体302连接的前提下，不影响供油为目的。

实施例五

本实施例提供一种齿轮箱，具体可以为风电齿轮箱，包括上述的任一实施例中的供油润滑装置。在齿轮箱中，存在能够相对转动的第一部件100与第二部件200。可以是，第一部件100为齿轮箱的转轴，第二部件200为齿轮箱的箱体。也可以是，第一部件100为齿轮箱的行星架，第二部件200为齿轮箱的箱体。

将上述可浮动的滑环结构300应用于齿轮箱，完全区别于传统的需要将供油滑环固定于一侧的设计思路，本实施例提供的滑环结构300可自由浮动且结构相对简单，使用寿命长。

在长期作业下，风电齿轮箱内部温度升高至60-70℃，此时滑环结构300与第二部件200为过盈配合，与第一部件100为间隙配合，第一部件100的转动不会和滑环结构300产生干涉，因此不存在磨损的风险。因此避免了传统结构的劣势，极大的提高滑环的使用寿命。

可以理解的是，上述供油润滑装置不仅能够适用于齿轮箱，还能够适用于其他具有可旋转部件且内部需要供油润滑的系统，可根据实际需要设置滑环结构300的尺寸。

本实施例提供的供油润滑装置，使用时，包括：

在初始工作时，第一部件100与第二部件200发生相对转动，滑环结构300随着第一部件100转动，润滑油在导油通道301中流动；

在工作过程中，随着工作温度升高，滑环结构300膨胀变形，当工作温度大于或者等于第一设定值时，滑环结构300与第一部件100间隙配合，滑环结构300与第二部件200过盈配合；

在工作结束后，随着工作温度降低，滑环结构300收缩变形，当工作温度小于或者等于第二设定值时，滑环结构300与第一部件100过盈配合，滑环结构300与第二部件200间隙配合。

由于滑环结构300能够随温度变化而变形，进而能够改变配合状态，使得滑环结构300实现可浮动功能，因此能够避免滑环结构300被磨损，提高使用寿命。

本实施例中的关键参数设置如下：

根据公式(1)计算滑环径向单边变形量ΔR

ΔR＝0.5*D*α*ΔT    (1)

式中，D为滑环结构300内径；

α为滑环结构300的热膨胀系数；

ΔT为温度变化值。

其中，ΔT具体可以为工作过程中的工作温度值与初始工作时的室温值之差。

在本实施例中，可代入D＝1200mm；α＝72*10^-6mm/℃；ΔT＝40℃，可得：ΔR为1.73mm。其中，热膨胀系数α指的是单位温度变化所导致的长度量值的变化。

第一部件100靠近滑环结构300的一侧与第二部件200靠近滑环结构300的一侧的单边变形量ΔC可近似认为是一致的，第一部件100和第二部件200采用金属材料，其热膨胀系数在(10，20)*10^-6mm/℃之间，根据公式(1)计算可得，ΔC＝0.288mm。

定义滑环结构300与第一部件100之间的过盈量为Δ1，定义滑环结构300与第二部件200之间的间隙量为Δ2。预设Δ2＝0.6mm，以避免漏油。当工作升温后，若ΔR数值大于ΔC，滑环结构300会向第二部件200膨胀变形直至与第二部件200过盈，但滑环结构300与第一部件100之间的变化量较为复杂，首先第一部件100是单边膨胀ΔC，温度上升ΔT后，滑环结构300先向外膨胀0.6mm(Δ2值)，然后滑环结构300还需继续膨胀，但是由于滑环结构300已经与第二部件200过盈，受到第二部件200的限制，滑环结构300无法继续向外膨胀，因此滑环结构300的内侧会逐渐靠近第一部件100，即开始向内膨胀，记为：Δx。

通过对本实施例中的α＝72*10^-6mm/℃的材料的滑环结构300进行仿真分析，滑环结构300相对于第一部件100向内膨胀约0.0982mm。

若要确保在工作过程中，滑环结构300与第一部件100为间隙配合，则需要对初始工作时滑环结构300与第一部件100之间的过盈量有要求，即：

Δ2-(Δ1+ΔC+Δx)＞0，则Δ1需要小于0.2138mm，为保证有足够的间隙量，可设置单边过盈量Δ1＝0.1mm。

通过上述分析可知，在一定时间段内，滑环结构300会处于旋转自由的状态，即滑环结构300与第一部件100之间存在间隙，同时滑环结构300与第二部件200之间也存在间隙，不影响其供油稳定性，也不会产生漏油，更不会产生相对磨损，是最为理想的状态。而上述计算也表明，在设置滑环结构300的尺寸、间隙量和过盈量时，不会造成滑环结构300与第一部件100和第二部件200同时过盈，进而能够避免滑环结构300被磨损。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.供油润滑装置，其特征在于，包括滑环结构(300)，所述滑环结构(300)设置于能够相对转动的第一部件(100)与第二部件(200)之间，部分所述第一部件(100)穿设于所述第二部件(200)的容置腔内，所述滑环结构(300)套设于所述第一部件(100)且位于所述容置腔内；

所述滑环结构(300)与所述第一部件(100)过盈配合，所述滑环结构(300)与所述第二部件(200)间隙配合，所述滑环结构(300)能够随温度变化而变形；

所述滑环结构(300)包括沿轴向间隔设置的两个滑环本体(302)，两个所述滑环本体(302)之间形成导油通道(301)，润滑油能够沿所述滑环结构(300)的径向流进所述导油通道(301)的进油端，并从所述导油通道(301)的出油端流出；

所述滑环结构(300)还包括连接件(304)，所述连接件(304)设置于两个所述滑环本体(302)之间且将两个所述滑环本体(302)连接。

2.根据权利要求1所述的供油润滑装置，其特征在于，沿所述滑环本体(302)的径向，所述连接件(304)的宽度小于所述导油通道(301)的进油端到出油端之间的间距。

3.根据权利要求1所述的供油润滑装置，其特征在于，所述连接件(304)上开设有导油腔，所述导油腔与所述导油通道(301)连通。

4.根据权利要求1所述的供油润滑装置，其特征在于，所述连接件(304)包括若干个连接部，每个所述连接部连接两个所述滑环本体(302)，各个所述连接部绕所述滑环本体(302)的周向间隔设置，相邻所述连接部之间形成导油腔，所述导油腔与所述导油通道(301)连通。

5.根据权利要求4所述的供油润滑装置，其特征在于，所述连接部呈圆弧形且绕所述滑环本体(302)的周向延伸。

6.根据权利要求5所述的供油润滑装置，其特征在于，所述连接件(304)包括两个所述连接部。

7.根据权利要求4所述的供油润滑装置，其特征在于，所述连接部呈圆柱状，所述连接部的轴线平行于所述滑环本体(302)的轴线。

8.根据权利要求1所述的供油润滑装置，其特征在于，两个所述滑环本体(302)与所述连接件(304)一体成型。

9.齿轮箱，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的供油润滑装置。

10.根据权利要求9所述的齿轮箱，其特征在于，所述第一部件(100)为所述齿轮箱的转轴，所述第二部件(200)为所述齿轮箱的箱体。

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