[发明专利]轴承用脂润滑大功率贯流泵专用行星齿轮箱

说明书

【技术领域】

本发明涉及水泵减速齿轮箱技术领域，一种轴承用脂润滑大功率贯流泵专用行星齿轮箱，其新颖性在于箱体内滚动轴承用轴承脂润滑、齿轮啮合副用齿轮油强制润滑。

【背景技术】

本发明是背景技术《大功率双向潜水贯流泵专用行星齿轮箱》(ZL200710068047.1)的创新。

专用行星齿轮箱作为水利建设的关键设备一双向潜水贯流泵的主要装置得以大量的被采用，这是因为行星齿轮箱在潜水贯流泵中的应用可大幅度降低整个水利工程的投资。

背景技术主要问题：齿轮箱内采用齿轮油同时润滑轴承与齿轮，齿轮啮合时产生的微细铁屑进入润滑油，润滑油质逐渐变坏，导致轴承损毁齿轮箱因故障停机。其理论依据如下：

(1)《风力发电机组齿轮箱润滑油选择指南》指出：“国内风电机组80％的停机故障是因为齿轮箱问题，齿轮箱出现故障概率分别为：轴承81％，齿轮14％…”

(2)“润滑不良是引起轴承早期破坏的主要原因”(刘泽九《滚动轴承应用手册》891页)

(3)“…轴承早期失效往往不是材质引起的疲劳破坏，而是污染物进入轴承内部后润滑油质逐渐变坏，在滚动接触面上产生压痕所致。”(《密封深沟球轴承的密封技术》轴承2009.05)

向心球轴承接触应力σjmax＝5000MPa(р.д.别捷尔曼的《滚动轴承手册》134页)为齿轮副σjmax＝1450MPa的3-4倍，因此轴承润滑脂(油)的清洁度应远远高于齿轮的润滑油。

(4)国内最大型风电齿轮箱企业——南京高速齿轮制造有限公司的齿轮专家在发明专利《风力发电机齿轮箱的输入端》(201110062373.8)申请说明书中明确指出：

现有风力发电机变桨或偏航齿轮箱运转中产生的铁屑和杂质随润滑油进入轴承中，直接影响齿轮箱使用寿命，…；

(5)朱孝录《齿轮传动设计手册》94页：在动力齿轮传动中，轮齿表面由于滑动磨损、腐蚀、过热等等，因而出现齿面损耗是不可避免的；

理论上要求轴承用脂润滑(或不含添加剂矿物油)，齿轮用含添加剂的润滑油：

(1)刘泽九《滚动轴承应用手册》893页：“当高速运转或高温下工作的轴承，在无法使用润滑脂润滑时或轴承邻近的另件(如齿轮)用润滑油润滑时，轴承才用润滑油润滑。”

921页：“…滚动轴承的润滑一般用不含添加剂的矿物油”；

(2)朱孝录《齿轮传动设计手册》1087页：处于边界润滑状态下的齿轮，应使用含极压抗磨剂(添加剂)的润滑油。

SH/T0017-1990L-FC一等品轴承油运动粘度为90-100；比齿轮油粘度为288-352小得多。

结论：齿轮箱产生故障的主要原因是齿轮箱运转中产生的铁屑和杂质随润滑油进入轴承中，轴承损坏导致齿轮箱出现故障而停机，即使有过滤器和磁性螺塞。

密封轴承能防止铁屑和杂质随润滑油进入轴承中，确保齿轮箱使用的可靠性。选用密封轴承的理论依据如下：

①《密封深沟球轴承的密封技术》轴承2009.05：“密封深沟球轴承具有抗污染、防尘埃、简化主机结构，便于安装和维护等优点，在电机、航空、航天等领域应用广泛。……在一些配套主机上，轴承的早期失效往往不是材质引起的疲劳破坏，而是污染物进入轴承内部后润滑脂质逐渐变坏，在滚动接触面上产生压痕所致。”

②刘泽九《滚动轴承应用手册》593页：“密封轴承既可以有一个良好密封润滑环境，同时也省去复杂的润滑系统。所以在结构紧凑、密封要求严格部位，均建议使用密封轴承。轴承自身密封除了具有良好防尘、密封效果外，还能在轴承运转过程中毋需补给润滑剂而保持良好运转状态，减少了维修费用。”

③卜炎《实用轴承技术手册》95页：“在那些结构紧凑、轴向尺寸要求小、密封要求严格、维护补油困难，不便采用附加密封装置的地方，可以优先选用密封轴承。”

④埃斯曼《滚动轴承设设计与应用手册》221页：“当结构紧凑时，最好使用装有两面密封的向心球轴承。装有两面密封圈的向心球轴承已装入足够轴承整个使用期限的润滑脂。”

朱孝录《齿轮传动设计手册》1096页：“齿轮润滑油和齿轮及其他另件一样都有它的使用寿命，油品的使用寿命又与使用工况和保养技术密切相关。…一般工业齿轮正常运转2500h.或6个月必须换油。”刘泽九《滚动轴承应用手册》913页给出图7-3轴承换脂周期经验曲线，为便于应用现将其变换为下述拟合公式：