[发明专利]一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却装置和方法

权利要求书

1.一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却装置，所述油气润滑冷却装置包括设置油气润滑系统、风机冷却系统、压缩空气系统和设置于传动齿轮箱上的齿轮油气喷嘴和轴承油气喷嘴，其特征在于：在传动齿轮箱上的两侧分别各设置有用于净化吸入冷却空气的横进风口和侧进风口，在传动齿轮箱的顶端设置有用于抽吸油气的吸风口，在传动齿轮箱内且靠近齿轮齿顶的外侧设置有一个或多个顶部冷却喷嘴，在传动齿轮箱上的齿轮啮合部位附近设置所述齿轮油气喷嘴，所述轴承油气喷嘴设置在每个滚动轴承部位附近，所述齿轮油气喷嘴和轴承油气喷嘴分别与油气润滑系统连通，在吸风口上设置所述风机冷却系统，所述顶部冷却喷嘴通过管道与压缩空气系统连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却装置，其特征在于：所述齿轮油气喷嘴设置于传动齿轮箱上的齿轮啮入侧或/和啮出啮合部位附近。

3.根据权利要求1所述的一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却装置，其特征在于：在风机冷却系统的排气侧安装有油气分离器，该油气分离器用于对排出气体中含有的润滑油进行分离并回收。

4.根据权利要求1所述的一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却装置，其特征在于：在横进风口和侧进风口上均设置并安装进风过滤器。

5.根据权利要求4所述的一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却装置，其特征在于：所述横进风口和侧进风口设置在传动齿轮箱的上部、下部或侧边，横进风口和侧进风口的数量分别为一个或多个；所述吸风口设置在传动齿轮箱7的上部、下部或侧边，吸风口的数量为一个或多个。

6.根据权利要求1所述的一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却装置，其特征在于：在传动齿轮箱内的齿轮两侧端面的位置设置有端面冷却喷嘴，所述端面冷却喷嘴与所述压缩空气系统连通。

7.根据权利要求6所述的一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却装置，其特征在于：所述端面冷却喷嘴的数量为一个或多个，其中，多个所述端面冷却喷嘴沿齿轮两侧端面且靠近齿根的圆周位置排列分布，每个端面冷却喷嘴分别通过管道与压缩空气系统连通。

8.一种利用权利要求1至7任一权利要求所述的一种用于齿轮传动装置的油气润滑冷却方法，其特征在于：所述油气润滑冷却方法包括如下步骤：

使用油气润滑系统分别向齿轮油气喷嘴和轴承油气喷嘴提供油气混合物，齿轮油气喷嘴将油气润滑系统提供的油气混合物喷射于齿轮齿面上，对齿轮进行润滑和冷却，轴承油气喷嘴将油气润滑系统提供的油气混合物喷射于每个滚动轴承上；

使用压缩空气系统分别向端面冷却喷嘴和顶部冷却喷嘴提供冷却空气，端面冷却喷嘴和顶部冷却喷嘴分别将冷却空气喷射于齿轮上，用于对齿轮进行散热冷却；

风机冷却系统通过吸风口抽吸传动齿轮箱内带有油气的混合热气对齿轮进行冷却，并使齿轮传动箱体内部呈负压环境状态；带有油气的混合热气经过油气分离器进行油气分离和回收。

9.根据权利要求8所述的油气润滑冷却方法，其特征在于：所述齿轮油气喷嘴将油气混合物喷射于齿轮齿面上的润滑油量Q_g与最小油膜厚度之间的关系满足：

所述滚动轴承为圆柱滚子轴承，轴承油气喷嘴将油气混合物喷射于每个每个圆柱滚子轴承上的最小润滑油量Q_r与最小油膜厚度之间的关系满足：

其中，f_e为润滑油有效利用系数，f_s为润滑油量安全系数，n为齿轮或轴承的转速，z为齿轮的齿数，L为齿轮的齿面渐开线弧长，F为齿轮的齿宽，β为齿轮的螺旋角，h_1min和h_2min分别为最小油膜厚度，v为圆柱滚子轴承滚子的滚动线速度，f_r为弹性流体动力油膜所需油量的系数，k为圆柱滚子轴承的滚子数量，B为圆柱滚子轴承的滚子宽度，d_ir为圆柱滚子轴承的内圈外径。

10.根据权利要求8所述的油气润滑冷却方法，其特征在于：所述风机冷却系统抽吸传动齿轮箱内带有油气的混合热气对齿轮进行冷却时，抽吸混合热气的最小流量Q_a满足：

公式中的P_M为齿轮传动啮合损失，P_W为齿轮传动风阻损失，P_B为轴承功率损失，ξ为冷却空气有效利用率，ρ为冷却空气密度，C为冷却空气比热容，ΔT为冷却空气温升。