[发明专利]轴承用脂润滑核电站冷却泵准行星减速箱

说明书

【技术领域】本发明涉及齿轮箱技术领域，一种轴承用脂润滑核电站冷却泵准行星减速箱，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】大亚湾核电站4台循环冷却水泵的(英)罗尔斯罗伊斯公司行星齿轮减速器：包括一个太阳轮，4个行星轮和两个内齿圈，对称双斜齿传动。功率为4498kW，最大力矩266353N.m，输入744r/min，输出161r/min，减速比i＝4.62，设计使用寿命10万(h.)，1998年1月9日，2号循环水泵累积运行时间44000h.后齿轮箱断齿导致停机。本发明是背景技术：

发明专利《核电站冷却水泵准行星减速箱》(ZL201010135364.2)的创新。

(一)国内核电站行星齿轮减速器包括背景技术的问题是齿轮箱故障率会高：

论文《重载齿轮齿面疲劳损坏及预防》指出：“承载轮齿表面各处承受着不同形式的应力作用，齿面和皮下金属可能产生微小裂纹形成疲劳源，随之应力循环次数增加，裂纹将不断扩展以致相互连接起来形成小块金属脱落，齿面出现点蚀剥落，齿轮齿面产生疲劳损坏。”

论文《矿用减速器的破坏原因及处理方法》指出：“减速器故障在煤矿设备故障中约占到40％。轴承是减速器中非常容易损坏的另件。轴承破坏形式：轴承划伤、轴承粘着、轴承侵入杂质、轴承保持架断裂等。原因：润滑油中大颗粒杂质含量较高，加重轴承磨损程度。”

(一)导致减速器故障的主要因素是轴承故障，而轴承故障的根本原因在于：

“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)

“…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脂质逐渐变坏，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)

(a)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；

(b)上海机械学院《机械设计基础》上103页：“传动装备使用一段时间后可发现轮齿表面磨损痕迹，特别在润滑较差或润滑油不纯洁的条件下，磨损现象更为明显。…磨损是由于接触面之间有作用力和相对滑动造成的。”

结论：齿轮箱故障率高的根本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。

(二)密封轴承能防止铁屑和杂质随润滑油进入轴承中，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：换脂周期经验公式如下：

T＝1.475·10⁶K^-0.9908～1.025·10⁶K^-0.8626(h.)

式中：系数K＝K_f·n·Dm(r·mm/s)(球轴承K_f＝0.9～1.1)，Dm＝(D+d)/2，计算结果：密封轴承的换脂周期＞2500(h.)，因而证明了密封轴承已装入足够轴承整个使用期限的润滑脂。