DCY減速器圓錐傳動(dòng)部分軸承的降溫改進(jìn)

徐正興 馬彩英 楊敏超

（江陰齒輪箱制造有限公司，江蘇 無(wú)錫 214437）

0 引言

隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)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(zhì)量上，在冶金、礦山、石油、化工、煤炭、建材等諸多國(guó)家支柱行業(yè)，對(duì)高質(zhì)量的減速器的需求尤為迫切。在這些領(lǐng)域內(nèi)，以往由于穩(wěn)定性及工作壽命的原因，一般采用進(jìn)口減速器，但其價(jià)格昂貴、訂貨周期長(zhǎng)、安裝調(diào)試復(fù)雜等不利因素也制約著這些行業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)減速器的發(fā)展很好地解決了這一問(wèn)題。本文將介紹我廠減速器在溫控這一項(xiàng)上通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn)而達(dá)到國(guó)家先進(jìn)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(chǎn)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(chǎn)品之一，產(chǎn)量大，生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。在以往的設(shè)計(jì)生產(chǎn)銷(xiāo)售使用中，客戶對(duì)其箱體溫度控制的要求相對(duì)較低，一般以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為參照。在滿足熱功率的條件下，一般采用圖1所示結(jié)構(gòu)。

圖1 DCY圓錐圓柱齒輪減速器原結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)為行業(yè)內(nèi)通用結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)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(rùn)滑完全。通過(guò)測(cè)試，在該結(jié)構(gòu)下，以負(fù)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(chǎn)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(chǎn)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)的多次拆分檢測(cè)，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(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，在C處的油未能有效循環(huán)，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱量集中在此，而此處的油的流動(dòng)性不理想導(dǎo)致溫度集中上升。然而A處的溫度還要高于B處，用紅外測(cè)溫儀測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，除軸承部分產(chǎn)生合理的溫升以外，透蓋與定距環(huán)部分也產(chǎn)生了額外的溫度。分析后發(fā)現(xiàn)：（1）在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，油封與高速軸有相應(yīng)的摩擦，產(chǎn)生熱量；（2）定距環(huán)與高速軸是間隙配合，當(dāng)高速軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生離心力，使原本相對(duì)靜止的2個(gè)零件產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成摩擦產(chǎn)生熱量。

當(dāng)溫度在68℃左右甚至更高時(shí)，高溫使得油封的壽命及軸承的壽命相應(yīng)減少，也加大了油封老化漏油的可能性，這對(duì)減速器整機(jī)的壽命有極大的影響。為了達(dá)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(guò)以下手段來(lái)實(shí)現(xiàn)：（1）要減少油封及定距環(huán)產(chǎn)生的熱量；（2）要有油帶走油封及定距環(huán)產(chǎn)生的熱量；（3）使C處的熱油能與箱體內(nèi)部的油很好地進(jìn)行循環(huán)。

2 DCY減速器圓錐傳動(dòng)部分的改進(jìn)

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(zhì)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(lái)的熱量。在油封與軸承間加裝一個(gè)油封套，在有間隙的情況下產(chǎn)生油膜，很好地達(dá)到了封油的效果。定距環(huán)與高速軸之間的配合采用過(guò)渡配合，在裝配時(shí)采用熱套工藝，減小了它們相互間的運(yùn)動(dòng)，避免了摩擦所帶來(lái)的溫升。

2.2 改變油流運(yùn)行軌跡

讓油通過(guò)產(chǎn)生熱量的幾個(gè)部件，將熱量帶走，具體實(shí)施方案如圖3所示。

圖3 改變油流運(yùn)行軌跡措施

圖2 減少油封熱量的措施

在軸承座上開(kāi)a、b兩孔，與箱體內(nèi)部積油倉(cāng)相貫通，當(dāng)油被錐齒輪甩入積油倉(cāng)后，順a、b兩路油在箱體內(nèi)循環(huán)，a路油流經(jīng)油封處，帶走油封處的熱量，隨后回流到軸承座內(nèi)；b路油流經(jīng)軸承及定距環(huán)處，帶走該部分產(chǎn)生的熱量，并且回到軸承座內(nèi)。具體流經(jīng)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(nèi)部油的循環(huán)

為了讓圖1中C處的熱油與箱體內(nèi)部的油更好地進(jìn)行循環(huán)，采取了圖6所示措施。在新結(jié)構(gòu)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(nèi)，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(guò)程中，老的熱油被帶走，新的箱體內(nèi)的冷油被錐齒輪甩進(jìn)進(jìn)油孔循環(huán)至軸承座，既保證了軸承的潤(rùn)滑，又降低了軸承座內(nèi)的溫度。

圖6 改善C處熱油與箱體內(nèi)部油循環(huán)的措施

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)進(jìn)油孔及回油等一系列的改進(jìn)，在不增加成本的前提下，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，改進(jìn)取得了成功。在一些常規(guī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，對(duì)其局部的改進(jìn)可以使其達(dá)到更高的性能指標(biāo)。社會(huì)在不斷進(jìn)步，客戶的要求也越來(lái)越高，通過(guò)改進(jìn)，滿足了客戶的需求，使得客戶與企業(yè)實(shí)現(xiàn)了雙贏。

［1］［德］尼曼.機(jī)械零件［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，1991

［2］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2010

［3］吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2004