箱體夾層水冷大熱功率差動行星減速箱的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及差動行星組合輪系的改進，一種箱體夾層水冷大熱功率差動行星減速箱。
【【背景技術(shù)】】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)差動行星組合輪系減速機主要應(yīng)用于工程機械的行走減速器。差動行星的最大優(yōu)點是功率近似于按一比三從二內(nèi)齒圈分流，因而比NBD行星更具有高的承載力。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)主要缺陷在于:由于現(xiàn)有差動行星減速器并未采用散熱措施，僅依靠自然散熱導(dǎo)致熱功率低，使得用戶不得不加大一、二個機型號進行選型，許多機械理論專著就是這麼規(guī)定的，其結(jié)果必然增加了費用，功率越大、費用增加越多，現(xiàn)以NBD行星減速箱為例:如額定機型是NBD900型(熱功率176kW、重量5.6t.、價16.5萬元)，現(xiàn)加大一個機型號選用NBD1000 (熱功率230kW、重量8.1t.、價23萬元)，結(jié)果:重量增2.5t、價格增6.5萬
J L.ο
[0004]由此可見，為增大熱功率現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)必需改進。
[0005]熱功率是閉式減速器在潤滑油平衡溫度條件下所能連續(xù)傳遞的最大功率。熱功率應(yīng)等于或近于實際工作傳遞的功率。(《齒輪傳動設(shè)計手冊》972頁)
[0006]熱功率是指在自然冷卻條件下潤滑油溫不超過許用溫度時的輸入功率。熱功率是設(shè)計潤滑系統(tǒng)的重要參數(shù)，是選用減速器的重要依據(jù)。(《漸開線齒輪行星傳動的設(shè)計與制造》230頁)
[0007]《四環(huán)板式針擺行星傳動減速器的熱功率分析》指出:高速重載下依靠外表面自然散熱很難滿足要求，造成工作溫度過高，潤滑系統(tǒng)失效。(大連鐵道學(xué)院報2005.03)
[0008]油溫過高是減速機故障的一個很重要原因，這是因為:油溫高粘度下降，油乳化，局部油膜破壞，潤滑失效導(dǎo)致齒輪膠合、點蝕及異常磨損；油碳化，形成渣滓；油溫高導(dǎo)致齒輪異常磨損，異常磨損使油溫升高，如此惡性循環(huán)，減速機在使用壽命期內(nèi)過早損壞。
[0009]減速齒輪箱潤滑油油池最高許用溫度約為70°C，其依據(jù)有三:
[0010](I)德國PPSC1290-MY型風(fēng)電齒輪箱:潤滑油油池最高溫度為70°C ；
[0011](2)風(fēng)電增速齒輪箱期望的最高油溫70°C (《風(fēng)電增速齒輪箱的熱功率計算箱》風(fēng)力發(fā)電2003.3)
[0012](3)國產(chǎn)某1.25麗機組油溫監(jiān)控系統(tǒng):當(dāng)齒輪箱潤滑油溫度超過75°C時，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警信號。(《風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱潤滑油溫度監(jiān)控系統(tǒng)》上海電機學(xué)院學(xué)報2008.12)
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0013]為解決現(xiàn)有技術(shù)熱功率低的缺陷，本發(fā)明目的在于提供用箱體夾層內(nèi)水冷替代自然散熱以提高熱功率，一種箱體夾層水冷大熱功率差動行星減速箱。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)實施方案系根據(jù)以下關(guān)于冷卻散熱裝置能使熱功率不低于機械功率的論述提出的:
[0015]《齒輪傳動設(shè)計手冊》973頁:熱功率的大小與散熱冷卻措施有關(guān)，如果采用循環(huán)油潤滑、冷卻器和外油箱足夠大，熱功率可以不低于機械功率；
[0016]《齒輪傳動設(shè)計手冊》1048頁:采用外循環(huán)散熱系統(tǒng):油箱中潤滑油一油泵一慮油器一風(fēng)扇冷卻一油進入油箱，只要供油量和扇風(fēng)量足夠大，減速器甚至可以不受熱功率限制;
[0017]《齒輪傳動設(shè)計手冊》979頁:當(dāng)冷卻水流量與流速足夠大將箱體內(nèi)油溫控制在70°C左右時，減速器熱功率P可提高1.5倍。
[0018]這是因為:熱功率修正公式P = Bref -Bv-Ba-Bt- PQ(kff)中油溫系數(shù)Bt= 0.667，使熱功率P提高了 50%。式中:B,ef、Bv、BA&BT*別為環(huán)境溫度、空氣流速、海拔高度及最高油溫修正系數(shù)，其中:BT= 0.00236 *CL 32845 = 0.667 (70°C )。
[0019]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)實施方案如下:
[0020]所述箱體內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒與圓端蓋的連接件，所述內(nèi)圓筒法蘭與箱體輸出端面連接，所述圓端蓋的輸入端外圓與箱體輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋輸入端面與箱體輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤密封連接，所述內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件外表面設(shè)有散熱筋；
[0021]所述箱體的內(nèi)壁與內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件的外壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進水閥門，所述箱體的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門，用自來水冷卻內(nèi)圓筒中傳動件的溫升，技術(shù)效果是結(jié)構(gòu)簡單、成本低及控溫可靠，出水閥處另設(shè)一測量水溫的儀器儀表，根據(jù)冷卻水的溫度變化，以便于隨時調(diào)節(jié)進水量或排水量進行控溫；
[0022]所述箱體I與內(nèi)圓筒2的本體為壁厚δ = (1.1?1.3) (T2)0-25(mm)均勻薄壁圓筒體(T2輸出扭矩，Nm)，圓筒體具有高機械強度與良好散熱性能(成大先《機械設(shè)計手冊》卷 3.14-485 頁)；
[0023]所述輸入、出軸用第一、二軸承分別支承在圓端蓋內(nèi)孔與內(nèi)圓筒輸出端內(nèi)孔；
[0024]進一步地，所述傳動機構(gòu)包括差動部件與準(zhǔn)行星部件，所述差動部件包括設(shè)在輸入軸上的太陽輪、行星輪、星輪軸、第一內(nèi)齒圈及行星架，所述準(zhǔn)行星部件包括準(zhǔn)太陽輪、準(zhǔn)行星輪、準(zhǔn)星輪軸、第二內(nèi)齒圈及準(zhǔn)行星架，所述行星架內(nèi)花鍵與準(zhǔn)太陽輪外花鍵聯(lián)接，所述準(zhǔn)太陽輪連同行星架空套在輸入軸上，所述準(zhǔn)行星架緊固在圓端蓋上，所述第一、二內(nèi)齒圈是內(nèi)齒圈中相鄰的二齒圈，二齒圈齒數(shù)、模數(shù)相等，所述內(nèi)齒圈與輸出軸圓盤連接。
[0025]本發(fā)明各單獨技術(shù)特征雖然完全已知，但彼此互相支持，并且能產(chǎn)生下述為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的有益技術(shù)效果:
[0026](I)內(nèi)圓筒及圓端蓋的外壁圍接形成密閉夾層，夾層中通冷卻水，特別是自來水，進水量通過閥門控制，密閉夾層中的熱水的熱一方面由出水閥門排出帶走，另一方面?zhèn)鬟f給箱體本體的均勻薄壁圓筒散發(fā)到箱體外，冷卻水容量大、散熱面積遍及整個箱體、結(jié)構(gòu)簡單，控制、調(diào)節(jié)方便、可靠性高、制造成本低；
[0027](2)根據(jù)冷卻散熱裝置能使熱功率不低于機械功率的論述，本發(fā)明通過對冷卻水流量的調(diào)節(jié)，可以做到熱功率不低于機械功率；
[0028](3)當(dāng)箱體內(nèi)油控制在70°C左右時，油溫高粘度不致下降，油膜不受破壞，從而保證輪齒嚙合副一直處于良好潤滑狀態(tài)下正常運轉(zhuǎn)，使減速機具有長的使用壽命期。
[0029]【【附圖說明】】圖1.本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]【【具體實施方式】】下面結(jié)合附圖對本發(fā)明詳加描述:
[0031]參照圖1.一種箱體夾層水冷大熱功率差動行星減速箱，包括箱體I和設(shè)置于箱體I內(nèi)并依次傳動的輸入軸15、傳動機構(gòu)及輸出軸5，其特征在于:
[0032]所述箱體I內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒2與圓端蓋6連接件，所述內(nèi)圓筒2法蘭與箱體I輸出端面連接，所述圓端蓋6輸入端外圓與箱體I輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋6輸入端面與箱體I輸入端圓端面用同一圓環(huán)盤14密封連接，所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋6外表面設(shè)有散熱筋；
[0033]所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋6連接件的外壁與箱體I的內(nèi)壁與構(gòu)成密閉夾層，所述箱體I頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進水閥門J，所述箱體I的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門C，用自來水冷卻內(nèi)圓筒2中傳動件的溫升，其技術(shù)效果是結(jié)構(gòu)簡單、成本低及控溫可靠，出水閥處另設(shè)一測量水溫的儀器儀表，根據(jù)水溫度變化，以便隨時調(diào)節(jié)進水量或排水量進行控溫；
[0034]所述箱體I與內(nèi)圓筒2的本體為壁厚δ = (1.1?1.3) (T2)0-25(mm)均勻薄壁圓筒體(T2輸出扭矩，Nm)，圓筒體具有高機械強度與良好散熱性能(成大先《機械設(shè)計手冊》卷 3.14-485 頁)；
[0035]所述輸入、出軸15、5用第一、二軸承13、4分別支承在圓端蓋6與內(nèi)圓筒2輸出端內(nèi)；
[0036]所述傳動機構(gòu)包括差動部件與準(zhǔn)行星部件，所述差動部件包括設(shè)在輸入軸15上的太陽輪20、行星輪7、星輪軸8、第一內(nèi)齒圈及行星架16，所述準(zhǔn)行星部件包括準(zhǔn)太陽輪12、準(zhǔn)行星輪10、準(zhǔn)星輪軸11、第二內(nèi)齒圈及準(zhǔn)行星架17，所述行星架16內(nèi)花鍵與準(zhǔn)太陽輪12外花鍵聯(lián)接，所述準(zhǔn)太陽輪12連同行星架16空套在輸入軸15上，所述準(zhǔn)行星架17緊固在圓端蓋6上，所述第一、二內(nèi)齒圈是內(nèi)齒圈9中相鄰的二齒圈，二齒圈齒數(shù)、模數(shù)相等，所述內(nèi)齒圈9與輸出軸5圓盤連接。
[0037]上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種箱體夾層水冷大熱功率差動行星減速箱，包括箱體(I)和設(shè)置于箱體(I)內(nèi)并依次傳動的輸入軸(15)、傳動機構(gòu)及輸出軸(5)，其特征在于: 所述箱體(I)內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋￠)的連接件，所述內(nèi)圓筒(2)法蘭與箱體(I)輸出端面連接，所述圓端蓋(6)的輸入端外圓與箱體⑴輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋(6)輸入端面與箱體⑴輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤(14)密封連接，所述內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(6)連接件外表面設(shè)有散熱筋； 所述內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(6)連接件的外壁與箱體(I)的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體⑴頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進水閥門(J)，所述箱體⑴的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門(C)，出水閥處另設(shè)一測量水溫的儀器儀表； 所述箱體⑴與內(nèi)圓筒⑵的本體為壁厚δ = (1.1?1.3) (T2)0-25(mm)均勻薄壁圓筒體(T2為減速箱輸出扭矩，Nm)； 所述輸入軸(15)用第一軸承(13)支承在圓端蓋(6)內(nèi)孔，所述輸出軸(5)用第二軸承⑷支承在內(nèi)圓筒⑵輸出端內(nèi)孔； 所述傳動機構(gòu)包括差動部件與準(zhǔn)行星部件，所述差動部件包括設(shè)在輸入軸(15)上的太陽輪(20)、行星輪(7)、星輪軸(8)、第一內(nèi)齒圈及行星架(16)，所述準(zhǔn)行星部件包括準(zhǔn)太陽輪(12)、準(zhǔn)行星輪(10)、準(zhǔn)星輪軸(11)、第二內(nèi)齒圈及準(zhǔn)行星架(17)，所述行星架(16)內(nèi)花鍵與準(zhǔn)太陽輪(12)外花鍵聯(lián)接，所述準(zhǔn)太陽輪(12)連同行星架(16)空套在輸入軸(15)上，所述準(zhǔn)行星架(17)緊固在圓端蓋(6)上，所述第一、二內(nèi)齒圈是內(nèi)齒圈(9)中相鄰的二齒圈，二齒圈齒數(shù)、模數(shù)相等，所述內(nèi)齒圈(9)與輸出軸(5)圓盤連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及差動行星減速機的改進，一種箱體夾層水冷大熱功率差動行星減速箱，包括箱體和設(shè)置于箱體內(nèi)并依次傳動的輸入軸、傳動機構(gòu)及輸出軸，其特征在于：箱體內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒與圓端蓋的連接件，內(nèi)圓筒法蘭與箱體輸出端面連接，圓端蓋的輸入端外圓與箱體輸入端內(nèi)孔緊配，圓端蓋輸入端面與箱體輸入端用同一圓環(huán)盤密封連接，箱內(nèi)壁與內(nèi)圓筒與圓筒端蓋連接件外壁形成夾層，箱體頂部、側(cè)部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進、排水閥，輸入、出軸用軸承分別支承在圓端蓋與內(nèi)圓筒，傳動機構(gòu)包括差動與準(zhǔn)行星，包括太陽輪、行星輪、行星架與內(nèi)齒圈。技術(shù)效果：夾層水套的熱由閥排出與箱體散發(fā)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低；調(diào)節(jié)水流量能增加熱功率使之接近于機械功率。
【IPC分類】F16H1-32, F16H57-02, F16H57-04, F16H57-023
【公開號】CN104728352
【申請?zhí)枴緾N201510079022
【發(fā)明人】吳聲震
【申請人】吳小杰
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月13日