應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置，該裝置適用于核電站混凝土蝸殼海水循環(huán)泵用立式行星齒輪箱設(shè)備。它包括接盤8、套裝在接盤軸頸外的作為密封座的箱體上蓋2，所述箱體上蓋2通過連接件固連在海水循環(huán)泵立式行星齒輪箱箱體上；在所述箱體上蓋2與接盤軸頸之間的環(huán)腔內(nèi)通過油套壓蓋7封裝有密封環(huán)4和隨動油套3；在箱體上蓋2外緣處加工有一向接盤軸頸方向延伸、并通過隨動油套3上加工出的油路通道與接盤軸頸上加工出的軸向油道相連通的為整臺齒輪箱提供潤滑油的壓力油進油道。本實用新型的隨動密封裝置與現(xiàn)有的浮動油封相比，具有密封性能好、維護操作方便、易損件更換速度快、價格低廉等優(yōu)點。
【專利說明】應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型適用于核電站混凝土蝸殼海水循環(huán)泵用立式行星齒輪箱設(shè)備，具體說是涉及一種應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置。該密封裝置的作用就是不僅給立式行星齒輪箱分配潤滑油，而且對立式行星齒輪箱的擺動的接盤處進行密封，其對接盤的密封效果直接影響到整臺齒輪箱的正常潤滑，直接決定混凝土蝸殼海水循環(huán)泵組的安全運行。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在國內(nèi)外立式行星齒輪箱行業(yè)中，出于設(shè)備、工藝及成本等諸多條件的限制，一般采用“均載浮動機構(gòu)”來自動補償傳動裝置構(gòu)件的各種誤差，從而實現(xiàn)行星輪間載荷的均勻分擔(dān)。目前國內(nèi)2012年以前建成并正在發(fā)電運行的核電機組循環(huán)水泵立式行星齒輪箱均采用的是國外某公司的產(chǎn)品，由于整臺泵組結(jié)構(gòu)的原因其采用了太陽輪、內(nèi)齒圈及行星架三個基本構(gòu)件同時浮動的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有可靠性高。行星輪承載能力達到最大優(yōu)化且運行機械效率高的優(yōu)點，成為核電站循環(huán)泵立式行星齒輪箱設(shè)計結(jié)構(gòu)的首要選擇。其接盤處密封為巴氏合金結(jié)構(gòu)，但其密封內(nèi)孔與接盤軸頸間隙過小(僅為0.04-0Imm)，在2000年-2010年大亞灣核電站大修期間裝拆時幾次出現(xiàn)工人不注意造成的“刮花”現(xiàn)象，若要更換油封部件又存在國外公司進口備件價格昂貴且訂貨周期長的問題，且更換油封時需拆除機組較多零部件，給核電站海水循環(huán)泵機組安全穩(wěn)定運行造成一定的隱患。
[0003]此外，國內(nèi)應(yīng)用于工程機械上的行星減速器采用的是一種“浮動密封”(見附圖1)，金屬浮環(huán)3’與4’、0型圈2’與5’、浮動座I’與6’組成該密封系統(tǒng)，其中浮動座6’由于存在有外界約束(端蓋或定位銷)使其相對于浮動座I’處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩金屬浮環(huán)相接觸的端面在與軸7’垂直的平面內(nèi)，形成垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的密封面。O型圈受壓縮發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生垂直于浮封座內(nèi)錐面和垂直于金屬浮環(huán)外錐面的彈力，為與浮封座、金屬浮環(huán)的接觸表面提供靜密封。金屬浮環(huán)4’相對浮動座6’靜止，金屬浮環(huán)3’隨浮封座I’ 一起旋轉(zhuǎn)，O型圈作為中間媒介向密封組件傳遞摩擦扭矩，依靠靜摩擦力驅(qū)動金屬浮環(huán)3’隨浮封座I’一起旋轉(zhuǎn)，同時防止金屬浮環(huán)4’隨軸轉(zhuǎn)動。O型圈作用在金屬浮環(huán)外錐面上的彈力的軸向分力，作為密封面上的軸向負(fù)載，使兩金屬浮環(huán)精密研磨的配合密封面緊密接觸，產(chǎn)生密封效能。徑向分力使金屬浮環(huán)自動對中。隨著密封面磨損增加，O型圈釋放彈力實現(xiàn)軸向補償。在O型圈彈力的綜合作用下使金屬密封圈保持浮動、相互跟隨保證了密封的可靠性。金屬浮環(huán)從密封面內(nèi)徑處向中心軸方向逐漸打開，呈V形間隙設(shè)計，形成V形縫隙，以利于潤滑劑進入密封面。潤滑油通過毛細作用和離心力，及內(nèi)腔升溫后內(nèi)壓力增大的作用通過此V型縫隙進入兩密封面之間，形成一層很薄的油膜產(chǎn)生流體阻力，實現(xiàn)潤滑和密封，及通過油液的循環(huán)流動促進密封腔的散熱。
[0004]但此種密封對核電機組循環(huán)水泵立式行星齒輪箱存在以下缺點:1.由于結(jié)構(gòu)的原因不能實現(xiàn)給立式行星齒輪箱分配潤滑油的作用；2.為達到密封的目的其浮環(huán)加工精度較高，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高可靠性差；3.此類密封產(chǎn)品在工程機械設(shè)備應(yīng)用較為普遍和成熟，但在其他行業(yè)由于用量少，缺乏基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)和使用經(jīng)驗，使用過程中失效現(xiàn)象較為普遍，難以達到預(yù)期效果。
[0005]2008年鄭州機械研究所與上海阿波羅機械制造有限公司聯(lián)合研制了核電海水循環(huán)泵立式行星齒輪箱樣機，樣機主體結(jié)構(gòu)仍采用核電站現(xiàn)役齒輪箱的浮動均載結(jié)構(gòu)，樣機中密封材料為鑄鐵或銅套，但由于考慮到要對進油孔處壓力油進行密封，密封外圓與箱體上蓋及密封內(nèi)孔與接盤間隙仍然偏小，在樣機空轉(zhuǎn)試車期間，試加工了密封內(nèi)孔與接盤間隙為0.06-0.08mm>0.15-0.2mm>0.3-0.4mm間隙的密封，裝機試車后均出現(xiàn)燒密封情況，直到更換間隙為0.5-0.65mm的密封才不燒密封，但此時出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種針對性強、密封可靠、價格低廉、更換快捷方便的應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置。
[0007]本實用新型的目的可通過以下措施來實現(xiàn):
[0008]本實用新型的應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置包括接盤、套裝在接盤軸頸外的作為密封座的箱體上蓋，所述箱體上蓋通過連接件固連在海水循環(huán)泵立式行星齒輪箱箱體上；在所述箱體上蓋與接盤軸頸之間的環(huán)腔內(nèi)通過油套壓蓋封裝有密封環(huán)和隨動油套；在箱體上蓋外緣處加工有一向接盤軸頸方向延伸、并通過隨動油套上加工出的油路通道與接盤軸頸上加工出的軸向油道相連通的為整臺齒輪箱提供潤滑油的壓力油進油道。
[0009]本實用新型中采用工程塑料制備而成的隨動油套放置在箱體上蓋的下環(huán)臺上，并通過銷軸與箱體上蓋的下環(huán)臺相結(jié)合，且銷軸的直徑小于位于隨動油套底面的銷軸孔的孔徑；采用工程塑料制備而成的密封環(huán)安裝在隨動油套頂部加工出的外環(huán)臺上；在密封環(huán)與油套壓蓋的配合面之間設(shè)置有采用金屬材料制備而成的調(diào)整環(huán)，所述調(diào)整環(huán)的外徑小于箱體上蓋的內(nèi)孔直徑。
[0010]本實用新型中所述的隨動油套與接盤軸頸通過過盈配合的方式結(jié)合在一起；所述油套壓蓋通過連接件與箱體上蓋相固接，所述油套壓蓋的內(nèi)孔直徑大于接盤軸頸的外徑；所述隨動油套、密封環(huán)的外徑均小于箱體上蓋的內(nèi)孔直徑，且隨動油套上端面與油套壓蓋下端之間為間隙配合關(guān)系。
[0011]更具體說，本實用新型的隨動密封包括被油套壓蓋適度壓緊的密封環(huán)和隨動油套，其中密封環(huán)與隨動油套為工程塑料材質(zhì)，油套壓蓋為金屬材質(zhì)，油套壓蓋與密封環(huán)之間的調(diào)整環(huán)為金屬材質(zhì)。調(diào)整油封壓蓋止口長度可以使密封環(huán)產(chǎn)生適度的壓縮變形，從而保證工程塑料件(隨動油套和密封環(huán))在熱脹后密封隨動油套的上下端面。
[0012]接盤軸頸與隨動油套內(nèi)徑在冷態(tài)下為較大過盈配合，油套壓蓋與箱體上蓋內(nèi)孔為小間隙配合，調(diào)整環(huán)與箱體上蓋內(nèi)孔為小間隙配合，其余的密封環(huán)內(nèi)徑與隨動油套、密封環(huán)外徑與箱體上蓋內(nèi)孔、隨動油套外徑與箱體上蓋內(nèi)孔、隨動油套上端面與油套壓蓋下端面均有較大縫隙，隨動油套內(nèi)徑在受熱后會適度膨大，這樣就保證在密封環(huán)被適度壓緊情況下隨動油套仍能與接盤一起隨動而不從接盤軸頸處漏油。
[0013]固定在箱體上蓋上的銷軸與隨動油套銷孔間存在較大縫隙，這樣既能保證隨動油套與接盤一起隨動又防止隨動油套產(chǎn)生沿圓周方向的轉(zhuǎn)動。
[0014]由于接盤軸頸與隨動油套內(nèi)徑在冷態(tài)下為較大過盈配合，即使出現(xiàn)惡劣工況下隨動油套內(nèi)徑輕度磨損的情況，仍能保證不從接盤軸頸處漏油。
[0015]本實用新型的有益效果如下:
[0016]1、由于本實用新型一改現(xiàn)有技術(shù)的金屬密封為非金屬密封，這就從根本上杜絕了樣機中頻繁出現(xiàn)的燒油封現(xiàn)象；
[0017]2、與現(xiàn)有的浮動油封相比，隨動油套能圓滿實現(xiàn)“油分配器”的功能；
[0018]3、與現(xiàn)役核電站運行的國外公司的巴氏合金結(jié)構(gòu)油封相比，本實用新型價格低廉、維修保養(yǎng)費用低、供貨周期短；
[0019]4、另外，本實用新型與現(xiàn)役核電站運行的國外公司的巴氏合金結(jié)構(gòu)油封相比，裝拆方便，更換油封時不需拆除過多機組部件。
[0020]總之，本實用新型的隨動油封與現(xiàn)有的浮動油封相比，具有密封性能好、維護操作方便、易損件更換速度快、價格低廉等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)浮動油封的一種結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2是海水循環(huán)泵立式行星齒輪箱總體外形圖。
[0023]圖3是本實用新型的立體圖。
[0024]圖4是圖3的半剖剖視圖。
[0025]圖5是圖4中D處局部放大圖。
[0026]圖1中序號:1’ 一浮動座2’ 一O型圈3’ 一金屬浮環(huán)4’ 一金屬浮環(huán)5’一O型圈6’ 一浮動座V 一轉(zhuǎn)軸。
[0027]圖2、3、4、5中序號:1 一壓力進油口 2—箱體上蓋 3—隨動油套 4一密封環(huán)5—螺釘6—調(diào)整環(huán)7—油套壓蓋8—接盤9 一壓力油出油口 10—銷軸。

【具體實施方式】
[0028]本實用新型以下將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述:
[0029]如圖2、3、4所示，本實用新型的應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置包括接盤
8、套裝在接盤軸頸外的作為密封座的箱體上蓋2，所述箱體上蓋2通過連接件固連在海水循環(huán)泵立式行星齒輪箱箱體上；其中接盤8不僅存在旋轉(zhuǎn)運動，還有擺動運動。
[0030]在所述箱體上蓋2與接盤軸頸之間的環(huán)腔內(nèi)通過油套壓蓋7以適度壓緊的方式封裝有采用工程塑料制備而成的密封環(huán)4和采用工程塑料制備而成的隨動油套3 ;在箱體上蓋2外緣處加工有一向接盤軸頸方向延伸、并通過隨動油套3上加工出的油路通道與接盤軸頸上加工出的軸向油道相連通的為整臺齒輪箱提供潤滑油的壓力油進油道。
[0031]本實用新型中采用工程塑料制備而成的隨動油套3放置在箱體上蓋2的下環(huán)臺上，并通過銷軸10與箱體上蓋2的下環(huán)臺相結(jié)合，且銷軸10的直徑小于位于隨動油套3底面的銷軸孔的孔徑(參見圖4、5);采用工程塑料制備而成的密封環(huán)4安裝在隨動油套3頂部加工出的外環(huán)臺上；在密封環(huán)4與油套壓蓋7的配合面之間設(shè)置有采用金屬材料制備而成的調(diào)整環(huán)6，所述調(diào)整環(huán)6的外徑小于箱體上蓋2的內(nèi)孔直徑；所述的隨動油套3與接盤軸頸通過過盈配合的方式結(jié)合在一起；所述油套壓蓋7通過連接件與箱體上蓋2相固接，所述油套壓蓋7的內(nèi)孔直徑大于接盤軸頸的外徑；所述隨動油套3、密封環(huán)4的外徑均小于箱體上蓋2的內(nèi)孔直徑，且隨動油套3上端面與油套壓蓋7下端之間為間隙配合關(guān)系。
[0032]本實用新型所述的隨動油封的難點就是既要保證流經(jīng)隨動油套3的壓力潤滑油不泄露又要能適應(yīng)接盤8的旋轉(zhuǎn)運動和擺動運動，為解決此難點采用了材料為工程塑料的密封環(huán)4和隨動油套3，其中隨動油套3與接盤8裝配時采用熱裝使隨動油套3的內(nèi)孔在摩擦受熱膨脹后仍與接盤3軸頸間存在必要的過盈配合以保證軸向密封效果；適度調(diào)整油套壓蓋7的止口長度并用螺釘5擰緊以保證油套壓蓋7通過調(diào)整環(huán)6只壓緊密封環(huán)4，而被壓縮變形的密封環(huán)4不僅密封了密封環(huán)4和調(diào)整環(huán)6、隨動油套3之間的上下端面而且由于密封環(huán)4材料柔性的存在使隨動油套3能跟隨接盤8做隨動的擺動運動。
[0033]通過模擬試驗及裝機試運行時觀察齒輪箱各潤滑點處油壓時發(fā)現(xiàn)，由于工程塑料材料的熱膨脹系數(shù)較大，隨動油套3在微動摩擦受熱后產(chǎn)生的熱膨脹量足以密封銷軸10所處的端面。
[0034]為保證隨動油套3與接盤8之間的隨動效果，密封環(huán)4內(nèi)徑與隨動油套3、密封環(huán)4外徑與箱體上蓋2內(nèi)孔、隨動油套3外徑與箱體上蓋2內(nèi)孔、隨動油套3外徑上端面與油套壓蓋7下端面均有較大縫隙(毫米級縫隙)，這樣隨動油套3在隨動運動時不至于與各部件發(fā)生干涉。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置，其特征在于:它包括接盤、套裝在接盤軸頸外的作為密封座的箱體上蓋，所述箱體上蓋通過連接件固連在海水循環(huán)泵立式行星齒輪箱箱體上；在所述箱體上蓋與接盤軸頸之間的環(huán)腔內(nèi)通過油套壓蓋封裝有密封環(huán)和隨動油套；在箱體上蓋外緣處加工有一向接盤軸頸方向延伸、并通過隨動油套上加工出的油路通道與接盤軸頸上加工出的軸向油道相連通的為整臺齒輪箱提供潤滑油的壓力油進油道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置，其特征在于:采用工程塑料制備而成的隨動油套放置在箱體上蓋的下環(huán)臺上，并通過銷軸與箱體上蓋的下環(huán)臺相結(jié)合，且銷軸的直徑小于位于隨動油套底面的銷軸孔的孔徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置，其特征在于:采用工程塑料制備而成的密封環(huán)安裝在隨動油套頂部加工出的外環(huán)臺上；在密封環(huán)與油套壓蓋的配合面之間設(shè)置有采用金屬材料制備而成的調(diào)整環(huán)，所述調(diào)整環(huán)的外徑小于箱體上蓋的內(nèi)孔直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置，其特征在于:所述的隨動油套與接盤軸頸通過過盈配合的方式結(jié)合在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于立式行星齒輪箱的隨動密封裝置，其特征在于:所述油套壓蓋通過連接件與箱體上蓋相固接，所述油套壓蓋的內(nèi)孔直徑大于接盤軸頸的外徑；所述隨動油套、密封環(huán)的外徑均小于箱體上蓋的內(nèi)孔直徑，且隨動油套上端面與油套壓蓋下端之間為間隙配合關(guān)系。
【文檔編號】F16H57/029GK204201032SQ201420667921
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】朱志遠, 黃華明, 李豫章, 岳志強, 楊鵬亮, 王振山, 張旭東 申請人:鄭州機械研究所