DCY減速器圓錐傳動部分軸承的降溫改進

徐正興 馬彩英 楊敏超

（江陰齒輪箱制造有限公司，江蘇 無錫 214437）

0 引言

隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，各行業(yè)對減速器的需求也日益增加，這種需求不僅表現(xiàn)在數(shù)量上，還體現(xiàn)在質量上，在冶金、礦山、石油、化工、煤炭、建材等諸多國家支柱行業(yè)，對高質量的減速器的需求尤為迫切。在這些領域內，以往由于穩(wěn)定性及工作壽命的原因，一般采用進口減速器，但其價格昂貴、訂貨周期長、安裝調試復雜等不利因素也制約著這些行業(yè)的發(fā)展。近年來，國產減速器的發(fā)展很好地解決了這一問題。本文將介紹我廠減速器在溫控這一項上通過設計改進而達到國家先進水平的事例。

表1 2013-01-15江齒減速器考核記錄表（平均室溫2.15℃）

1 減速器產生高溫情況分析

圓錐圓柱齒輪減速器DCY系列為我廠較常規(guī)的產品之一，產量大，生產工藝相對簡單。在以往的設計生產銷售使用中，客戶對其箱體溫度控制的要求相對較低，一般以國家標準為參照。在滿足熱功率的條件下，一般采用圖1所示結構。

圖1 DCY圓錐圓柱齒輪減速器原結構

該結構為行業(yè)內通用結構，其優(yōu)點是加工要求較低，裝配效率高，油位線較高，軸承下部浸泡在油位線以下，潤滑完全。通過測試，在該結構下，以負載最大額定功率為依據(jù)，得到表1所示溫度參數(shù)。

由表1數(shù)據(jù)可知，在滿足熱功率要求的條件下在小規(guī)格的產品中，溫度40℃左右是比較適合減速器工作的，熱量的分布也比較均勻，A、B兩處的溫差不大。而大規(guī)格產品的溫度就有些高，在60～70℃，而且溫度分布不是很均勻，A、B兩處的溫差在10℃左右。通過現(xiàn)場的多次拆分檢測，發(fā)現(xiàn)油溫與軸承部分的溫度有差異，油溫比軸承部分低10～15℃。通過檢查發(fā)現(xiàn)，在C處的油未能有效循環(huán)，軸承運轉時的熱量集中在此，而此處的油的流動性不理想導致溫度集中上升。然而A處的溫度還要高于B處，用紅外測溫儀測試后發(fā)現(xiàn)，除軸承部分產生合理的溫升以外，透蓋與定距環(huán)部分也產生了額外的溫度。分析后發(fā)現(xiàn)：（1）在高速旋轉時，油封與高速軸有相應的摩擦，產生熱量；（2）定距環(huán)與高速軸是間隙配合，當高速軸高速旋轉時，產生離心力，使原本相對靜止的2個零件產生相對運動，造成摩擦產生熱量。

當溫度在68℃左右甚至更高時，高溫使得油封的壽命及軸承的壽命相應減少，也加大了油封老化漏油的可能性，這對減速器整機的壽命有極大的影響。為了達到提高減速器壽命及穩(wěn)定性的目的，就必須把該處的溫度控制住，主要可以通過以下手段來實現(xiàn)：（1）要減少油封及定距環(huán)產生的熱量；（2）要有油帶走油封及定距環(huán)產生的熱量；（3）使C處的熱油能與箱體內部的油很好地進行循環(huán)。

2 DCY減速器圓錐傳動部分的改進

2.1 減少油封熱量

采取圖2所示辦法減少油封熱量：將原先的橡膠質油封改為硬油封，油封與高速軸之間采用間隙配合，減少甚至避免油封與高速軸的摩擦，減少摩擦帶來的熱量。在油封與軸承間加裝一個油封套，在有間隙的情況下產生油膜，很好地達到了封油的效果。定距環(huán)與高速軸之間的配合采用過渡配合，在裝配時采用熱套工藝，減小了它們相互間的運動，避免了摩擦所帶來的溫升。

2.2 改變油流運行軌跡

讓油通過產生熱量的幾個部件，將熱量帶走，具體實施方案如圖3所示。

圖3 改變油流運行軌跡措施

圖2 減少油封熱量的措施

在軸承座上開a、b兩孔，與箱體內部積油倉相貫通，當油被錐齒輪甩入積油倉后，順a、b兩路油在箱體內循環(huán)，a路油流經油封處，帶走油封處的熱量，隨后回流到軸承座內；b路油流經軸承及定距環(huán)處，帶走該部分產生的熱量，并且回到軸承座內。具體流經路線如圖4、圖5所示。

圖5 b路油路線

圖4 a路油路線

2.3 改善C處熱油與箱體內部油的循環(huán)

為了讓圖1中C處的熱油與箱體內部的油更好地進行循環(huán)，采取了圖6所示措施。在新結構中，把原先的油位降低至軸承座下方50 mm處，使帶走熱量的那部分油從回油孔回流至箱體內，在軸承座中的存油不再固定，而是不斷循環(huán)交替，在交替過程中，老的熱油被帶走，新的箱體內的冷油被錐齒輪甩進進油孔循環(huán)至軸承座，既保證了軸承的潤滑，又降低了軸承座內的溫度。

圖6 改善C處熱油與箱體內部油循環(huán)的措施

3 結語

通過進油孔及回油等一系列的改進，在不增加成本的前提下，提高了產品的品質，增強了產品的競爭力，改進取得了成功。在一些常規(guī)產品的設計中，對其局部的改進可以使其達到更高的性能指標。社會在不斷進步，客戶的要求也越來越高，通過改進，滿足了客戶的需求，使得客戶與企業(yè)實現(xiàn)了雙贏。

［1］［德］尼曼.機械零件［M］.機械工業(yè)出版社，1991

［2］成大先.機械設計手冊［M］.化學工業(yè)出版社，2010

［3］吳宗澤.機械零件設計手冊［M］.機械工業(yè)出版社，2004