一种齿轮箱组合密封装置

陈刚，侯高强

（1.太原重工股份有限公司齿轮传动分公司，山西太原 030024；2.杭州中亚机械股份有限公司，浙江杭州 310011）

一种齿轮箱组合密封装置

陈刚1，侯高强2

（1.太原重工股份有限公司齿轮传动分公司，山西太原 030024；2.杭州中亚机械股份有限公司，浙江杭州 310011）

详细介绍了太重设计的一种齿轮箱组合密封装置。此装置在机械迷宫式密封装置的基础上增设了骨架油封式密封装置，既能确保齿轮箱在运转时无漏油，又能靠骨架油封橡胶的弹力和附加的环形螺旋弹簧的扣紧作用防止空气中的水分、粉料颗粒进入齿轮箱破坏油质，防止齿轮箱停止运转时漏油；该装置在轴承前面安装了挡油盘，当齿轮箱输入轴高速运行时，能够阻挡住润滑油向外飞溅及扩散，减少漏油现象的发生。

齿轮箱 迷宫式密封装置 骨架油封式密封 漏油 输入轴

流体密封技术对提高机器效率、节省能耗、节约原材料、提高机器工作的可靠性、保护环境以及开发新能源等都发挥着重要的作用。随着现代科学技术的飞速发展，在航空航天、冶金矿山、石油化工等领域，都对齿轮箱密封结构的可靠性提出了非常高的要求。

目前，传统的齿轮箱输入轴密封方式多为单一机械式迷宫密封式、骨架油封式或O形橡胶圈式等结构，虽然结构简单，但是因为橡胶易老化，橡胶油封对线速度有要求，机械式迷宫密封又要求沟槽、回油孔保持畅通，且对转速有一定要求，所以这些结构的密封使用寿命短。在正常运转状态下，外界物料颗粒受离心力的影响很难进入密封室，但在开停车时其离心力场减弱或消失，而粉料静压仍存在，使得部分粉料颗粒进入密封室，对油品及轴承构成威胁，因此机械式迷宫密封式、骨架油封式或O形橡胶圈式等结构，各有各的局限性，使用一段时间后密封失效，出现润滑油泄漏等现象，漏油严重时会引起齿轮箱少油、断油，影响齿轮、轴承的润滑效果，使得各运动副之间的摩擦加剧，进而发生咬焊或剥离，导致设备损坏，严重影响齿轮箱的正常使用及周围工作环境，影响设备的整体使用寿命，严重的漏油将使齿轮箱无法正常工作。特别是使用期间的维护、保养费用很大，而且使用一段时间后，还会重复出现漏油现象，这也是一直以来国内外针对减速器输入轴、输出轴要解决的一大难题。

1 新型齿轮箱组合密封装置

1.1 结构描述

为克服上述传统密封方式存在的密封性能差和容易磨损失效的问题，我们设计了一种齿轮箱输入轴组合密封装置：采用一种橡胶骨架油封与机械式迷宫密封两者相结合的组合密封结构，该结构具有制造工艺性好、密封可靠、安装方便、使用寿命长等多个优点。

图1为齿轮箱输入轴组合密封装置的设计简图和局部放大图，主要由油封、轴套、齿轮箱透盖、挡油盘、O形密封圈构成，该结构装置在齿轮箱输入轴、轴承套杯和齿轮箱轴承座之间。

该装置中，在齿轮箱输入轴的轴承前面设计有挡油盘，这样，在输入轴高速运行时，由于轴承前面安装有挡油盘，能够阻挡住润滑油向外扩散飞溅；在轴套和齿轮箱透盖上的凹型槽交接，构成了迷宫式密封，确保齿轮箱在运转时无漏油；该齿轮箱输入轴组合密封装置位于齿轮箱输入轴和齿轮箱轴承座之间，挡油盘作为第一道密封，阻挡住润滑油向外扩散；轴套和齿轮箱透盖上的凹型槽交接，构成了迷宫式密封；齿轮箱透盖内孔与轴套回转配合，在配合面上设计有骨架油封，骨架油封靠橡胶的弹力和附加的环形螺旋弹簧的扣紧作用而紧套在轴套上起密封作用，既可以防止空气中的水分、粉体进入齿轮箱，又可以防止齿轮箱停止运转时漏油；齿轮箱透盖、轴承套杯处在齿轮箱轴承座上，它们之间为静配合，在配合面上设计有O形密封圈，减少了泄露的几率；在轴承套杯、齿轮箱轴承座上设计有润滑油回油孔与沟槽，保证回油畅通。

图1 齿轮箱输入轴组合密封装置

1.2 实例应用

内蒙古呼和浩特热电厂20 W机组立式磨煤机原有驱动齿轮箱存在一些问题，即在生产过程中输入轴处漏油严重，维护保养费用高，现场环境差，不能满足生产需要，因此在2010年该单位委托太原重工齿轮传动分公司（全文简称太重）重新设计生产一台立磨齿轮箱作为备件。该立磨齿轮箱参数为：磨煤机功率285 kW；输入速度990 r/min；输出速度28.43 r/min；速比34.82。

合同中用户要求太重严格按照呼和浩特热电厂提供的参数和外形图进行设计和制造，同时要求太重根据呼和浩特热电厂现场使用情况，在考虑有足够的安全系数的前提下，对原有不合理结构进行相应改进，确保设备能够满足电厂生产需求。

通过现场工作人员介绍及对用户对齿轮箱的现场使用情况考察发现，该齿轮箱在使用过程中存在有严重的漏油现象，主要出现在齿轮箱输入轴部位（如图2所示）。

图2 呼和浩特热电厂20 W机组立式磨煤机现场使用

通过对该齿轮箱输入轴处密封结构分析，发现漏油的原因是现场齿轮箱的结构设计不合理：在箱体上没有设计回油槽，润滑油就会积聚在轴封、端盖、结合面等地方，在压力差作用下，润滑油从缝隙处漏出；轴封结构设计不合理，采用了单一的骨架油封结构，由于无法实现回油，使油封老化磨损，出现了严重漏油的现象。原因找到了，太重在备件齿轮箱设计时，在输入轴处采用了前文所阐述的新型组合密封装置，重新制造齿轮箱备件。在交付使用后，用户反应良好，未发现有任何漏油现象，得到用户的认可。2012年用户再次与太重签订了一台齿轮箱备件合同。

2 结语

减速器是所有机械的心脏，凡是在减速器的输入、输出轴漏油的机械均需应用密封装置。本文提出的密封装置是一种只要按时维护保养，即可彻底根除其漏油现象的较佳方案。特别是对于大、中型减速器，无论是从经济效益方面还是从劳动强度以及维护保养等多方面来讲，其优点更为显著、效果更为突出，实用性极强。

（编辑：胡玉香）

A Gear Box Combined Sealing Device

CHEN Gang1,HOU Gaoqiang2
（1.Gear Transmission Branch of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030024;2.Hangzhou Zhongya Machinery Co.,Ltd.,Hangzhou Zhejiang 310011）

This paper introduces a kind of gear box combined sealing device,which is designed in Taiyuan Heavy Industry company.This device is based on mechanical labyrinth sealing device and additionally installs the skeleton oil seal device,which can ensure no oil leakage in operation of the gear box.Also it can depend on the elastic force of skeleton oil seal rubber and fastening function of additional circular spiral spring to prevent the moisture in the air and powder particles into the gear box to damage oil,preventing oil leakage when gear box stops operate.The oil baffle is installed in front of the bearing of the device.When the input shaft of gear box runs at high speed,it can stop the oil splashing and spreading,reducing the occurrence of oil leakage phenomenon.

gear box,labyrinth seal device,skeleton oil seal,oil leakage,input shaft

TH136

A

1672-1152（2016）06-0057-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.21

2016-10-31

陈刚（1969—），男，工程师，长期从事机械设计工作。