[发明专利]夹层水冷箱体锌基合金轴承支承之行星差动减速箱

说明书

【技术领域】

本发明涉及行星技术领域改进，具体涉及差动与准行星的组合轮系的改进，一种夹层水冷箱体锌基合金轴承支承之行星差动减速箱。

【背景技术】

通用行星传动2K-H负号机构包括NAD(单级)、NBD(二级)及NCD(三级)。

研究发现，现有行星传动技术有两个不足：

(一)输出轴采用滚动轴承支承，成本较滑动轴承高很多，尤其是大功率、大扭矩机型：其依据见于《渐开线齿轮行星传动的设计与制造》第十二章水泥球磨机减速器计算实例：

“由于(行星减速器)输出轴的轴承不承受径向工作负荷(仅承受输出行星架装置的自重)，因而轴承尺寸仅由结构要求确定。”计算例选用的是单列特轻球轴承9707/780。

经查，两轴承共计重量624kg、价格44450元。如改为铸造锌基合金滑动轴承，重量约可减轻500kg、节省4万元之多。

铸造锌基合金滑动轴承的优点在于：

(1)表面粗糙度可达1.6，摩擦因数小；(2)比铜轻40％，成本比锡青铜低40％以上；

(3)使用寿命为锡青铜2～3倍，具有自润滑性能及减震功能，适用于中低速重载场合。

(二)齿轮箱自身不具有散热功能，因而热功率低：

热功率的大小关系到承载力，因而很重要，尤其是大功率、大扭矩机型。其理论依据见于成大先《机械设计手册》3.14-432页：“渐开线行星齿轮传动具有结构紧凑、体积和质量小等等优点广泛应用于冶金、矿山、起重等等部门。...渐开线行星齿轮传动的缺点是由于体积小，导致散热不良，因而要求有良好的润滑，甚至需要采取冷却促施。”

现有技术NAD、NBD及NCD行星减速器并未采用散热措施，仅依靠自然散热导致热功率低，使得用户不得不加大一、二个机型号进行选型，许多机械理论专著就是这麽规定的，其结果必然增加了费用，功率越大、费用增加越多：如额定机型是NBD900型(热功率176kW、重量5.6t.、价16.5万元)，现加大一个机型号选用NBD1000(热功率230kW、重量8.1t.、价23万元)，结果：重量增2.5t、价格增6.5万元。

热功率是闭式减速器在润滑油平衡温度条件下所能连续传递的最大功率。热功率应等于或近于实际工作传递的功率。(《齿轮传动设计手册》972页)

热功率是指在自然冷却条件下润滑油温不超过许用温度时的输入功率。热功率是设计润滑系统的重要参数，是选用减速器的重要依据。(《渐开线齿轮行星传动的设计与制造》230页)

油温过高是减速机故障的一个很重要原因，这是因为：油温高粘度下降，局部油膜破坏，润滑失效导致齿轮胶合、点蚀及异常磨损；油碳化，形成渣滓；油温高导致齿轮异常磨损，异常磨损使油温升高，形成恶性循环。减速齿轮箱润滑油许用油温约为70℃，其依据有二：

(1)德国PPSC1290-MY型风电齿轮箱：润滑油油池最高温度为70℃；

(2)风电增速齿轮箱期望的最高油温70℃(《风电增速齿轮箱的热功率计算箱》风力发电2003.3)

【发明内容】

本发明目的：解决现有技术(一)输出轴采用滚动轴承支承，成本较滑动轴承高很多，尤其是大功率、大扭矩机型；(二)齿轮箱自身不具有散热功能，因而热功率低的缺陷。

提供一种夹层水冷箱体锌基合金轴承支承之行星减速箱。技术实施方案理论依据：

(一)航空发动机主轴承采用滑动轴承，减速箱为什麽不能？

“普通滑动轴承结构简单、制造方便、承载能力大。”(王文斌《机械设计手册》卷3.21-4页)

“在正常状态下，滑动轴承磨损率是很低的。”(卜炎《实用轴承技术手册》492页)

“铸造锌基合金适用于中、低速(≤7-10m/s)、重载(25-30MPa)、许用接触应力σ＝550MPa条件下工作的轴承。”(成大先《机械设计手册》轴承6页)

本发明技术方案的关键在于：保证锌基合金滑动轴承支承面有足量的清洁油品，因为：“不干净、有外耒颗粒是滑动轴承失效的重要原因。”(《机械设计手册》卷4.27-227页)

(二)根据以下关于冷却散热装置能使热功率不低于机械功率的论述提出的：

《齿轮传动设计手册》973页：热功率的大小与散热冷却措施有关，如果采用循环油润滑、冷却器和外油箱足够大，热功率可以不低于机械功率；