[发明专利]高速齿轮箱密封装置及应用该装置的高速齿轮箱

说明书

技术领域

本发明属于轨道车辆传动系技术领域，尤其涉及一种高速齿轮箱密封装置及应用该装置的高速齿轮箱。

背景技术

齿轮箱作为动车组的关键部件，起着传递扭矩、驱动车辆行进的重要作用，因此齿轮箱运行状态将影响动车组整车的安全可靠性。

目前，动车组齿轮箱均采用油润滑，润滑油发生泄漏后，将影响齿轮、轴承等的使用寿命，而且还可能污染环境。而外部油、水等杂物进入齿轮箱后，将影响润滑油的使用性能，也会对齿轮、轴承运行产生影响。因此需要设计安全可靠的密封装置，密封装置须保证双向密封，来有效防止润滑油泄露及外部油、水等杂物侵入。

列车运行速度进一步提高后，导致齿轮箱的运转速度也越来越高，更高速度等级试验列车运行速度将达500km/h，齿轮箱运转速度将高达6800rpm，齿轮、轴承、轴等线速度提高很大，其中齿轮副线速度将高达80m/s，对密封装置的安全性和可靠性要求就更高。同时驱动电机功率额定功率将达600kW，短时功率达到800kW，相对于以往的动车组驱动电机，功率提高幅度达30%以上。电机功率的大幅提升导致电机尺寸也变大，而铁路车辆轨距及轮对内侧距为标准值，并未增加，因此导致齿轮箱轴向密封尺寸大幅减小。现有的接触式密封如骨架油封，由于磨损大，拆装维护复杂，难以满足更高速度等级应用。而现有的非接触式密封装置相对简单，密封级数比较少，不能满足更高速度等级应用。现有的齿轮箱密封装置也难以满足更加严格的轴向尺寸要求。需要设计更加可靠的密封装置及其齿轮箱来满足更高速度等级应用。

现有公开技术，如专利03131680.8，公开了一种采用非接触式迷宫密封机构的驱动齿轮箱的密封装置，其所述技术方案主要存在以下缺点：首先，其所述非接触式迷宫密封机构由第一动油封环、第二动油封环、第一静油封环、第二静油封环和第三静油封环组成，且所述三个静油封环均为铝合金制件，各自加工后经由焊接而成一体，难以保证装配精度要求。其次，所述密封装置需要设置第一动油封环、第二动油封环、挡油环，且均套在轴上，导致密封装置的轴向密封尺寸很大。又如专利102062198A，公开了一种包括非接触式机械迷宫密封结构的驱动齿轮箱装置，其所述技术方案主要存在以下缺点：首先，其所述迷宫密封机构由空心轴套、第一静密封环、第二静密封环、动密封环、传动齿轮组成，且需要在传动齿轮轮毂上加工多个环槽，容易影响传动齿轮强度，同时这种结构复杂，零件数量多，无形中给企业产品的产业化和制造成本带来压力。其次，其所述箱体上设置有多个凹槽、回油孔、缓冲腔、隔板、盖板等，客观上增加了箱体的复杂程度，降低了箱体的加工工艺性，难以满足齿轮箱限界及轻量化要求。

综上所述，现有密封装置及其齿轮箱难以满足更高速度等级应用要求，需设计传动平稳、安全可靠、密封润滑良好、满足更加严格的轴向尺寸及更大的中心距尺寸要求的齿轮箱及其密封装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提出一种安全可靠、密封润滑良好、满足更加严格的轴向尺寸要求的高速齿轮箱密封装置。

本发明的另一个目的是提供一种应用上述高速齿轮箱密封装置的高速齿轮箱，以满足更高速度应用要求。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种高速齿轮箱密封装置，包括高速齿轮箱上相连接的箱体和轴，所述箱体上固定有一轴承座，所述轴承座上安装有一密封端盖，所述轴上套设有一密封环；所述密封装置的轴承座、密封环与密封端盖相配合形成包括节流腔、减压腔和密封腔的轴向迷宫密封及径向迷宫密封；所述密封端盖与轴相配合形成间隙密封腔和甩油腔；所述密封装置还设置有至少一个回油孔，减压腔经回油孔与所述箱体内连通。由于轴旋转作用，少量通过密封端盖与轴之间的间隙进入到密封装置内部的杂物或者液体通过密封端盖的甩油腔收集后经底部通孔流出，防止其进一步进入密封装置内部。外部的油、水等液体通过集油槽收集后流出，防止其进入到密封装置内部。

优选的，上述的高速齿轮箱密封装置，其中：所述轴承座与箱体之间套设有一第一O形密封圈，所述轴承座与密封端盖之间套设有一第二O形密封圈。O形密封圈能够有效防止润滑油或外部水、杂物通过轴承座与箱体配合部分、密封端盖与轴承座配合部分，能够增强所述密封装置的密封效果。

优选的，上述的高速齿轮箱密封装置，其中：所述密封端盖上设置有环形沟槽，所述第一O形密封圈套设在轴承座底部，所述第二O形密封圈套设在所述环形沟槽内。