矿用变速箱润滑结构的研究

陈亮 李想

摘 要：矿用变速箱是一种专门针对国内非道路宽体车开发的专用变速箱，相比于传统变速箱，矿用变速箱特点为结构简单，承载力强，润滑性能好，可承受一定的抗冲击能力。文章结合国内不同矿区和厂家的调研，确定了矿用变速箱的最终要求为在恶劣工况的矿区长年不间断运行中保持可靠的性能。因此矿用变速箱高标准的可靠性成为唯一的评价标准，而矿用变速箱良好的润滑结构是支撑其可靠性能至关重要的环节。

关键词：矿用变速箱;润滑结构;性能

中图分类号：U463.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）19-48-03

Study on lubricating structure of mine transmission

Chen Liang， Li Xiang

（ Shaanxi Fast Gear Co.， Ltd.， Shaanxi Baoji 722409 ）

Abstract： Mining transmission is a specially for transmission of mine car development， compared with the traditional transmission， mine transmission characteristics of simple structure，strong bearing capacity， good lubrication， can absorb acertain amount of impact， and connecting with the domestic research of different mining area and the manufacturer， the final requirements for mine transmission for the condition of long uninterrupted operation of the mining area to maintain reliable performance， so mine transmission high standards of reliability as the only evaluation standard， and mine transmission good lubrication structure is support it is very important for the reliable performance.

Keywords： Mine gearbox; Lubrication structure; Performance

CLC NO.： U463.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）19-48-03

1 变速箱润滑结构方式

目前传统手动变速箱的润滑方式主要有飞溅润滑和强制润滑，两种方式的润滑主要是针对变速箱齿轮啮合时润滑齿轮表面，避免齿轮在高负荷下早期点蚀，而矿用变速箱的润滑方式也是沿用以上两种结构，但是为了适应不同恶劣矿区路况，在润滑结构上的设计与传统变速箱不同。

2 矿用变速箱飞溅润滑结构

飞溅润滑就是利用齿轮运转时将变速箱内部齿轮油甩起来对内部各个零件进行润滑，主要包括齿轮齿面、轴承、调整垫;在目前国内矿区中，结构特点为路面为土石路面，平整度差，多为深凹坑，车辆在运行中传动轴会对变速箱施加轴向力，导致变速箱齿轮与调整垫受力磨损，由于齿轮端面和调整垫接触面在飞溅润滑下，润滑油很难进入此处进行润滑，润滑不良情况下，调整垫发生烧蚀引起变速箱故障，降低矿用变速箱的可靠性，因此矿用变速箱在设计时，在二轴上的各个档位齿轮进行开油孔的方式如图1所示，将润滑油由油孔处引入两者接触端面处，使两者在受力情况下有足够厚的油膜，防止磨损引起高温烧蚀，此结构通过在售后市场的批量验证达到预期效果，提高了矿用变速箱的可靠性。

2.1 飞溅润滑结构对轴承润滑设计的要求

矿用变速箱相比于传统变速箱在运行中要承受较大的轴向力，因此矿用变速箱输出轴承需采用双列圆锥滚子轴承，承受来自传动轴处的一定轴向力，双列圆锥滚子为组合轴承，在结构上对润滑要求高，需保证足够的润滑油进行润滑，在结构设计上需在相配件壳体上设计专用油道，通过飞溅润滑将润滑油渐入壳体油道中，通过轴承油孔对轴承内部滚珠进行润滑，这样才能避免轴承在承受轴向动载荷因润滑不足导致烧蚀，如下图2所示。

3 矿用变速箱的强制润滑结构

强制润滑结构应用于超负荷变速箱运行中，而矿用变速箱是全天候运行，强制润滑结构在矿用变速箱设计中至关重要，相比于传统公路变速箱对强制润滑的要求是配合飞溅润滑对齿轮齿面润滑进行补充润滑。但矿用变速箱对强制润滑的需求是在某些极端情况下起到主要润滑方式，在矿区实际运行中，道路爬坡度可达20度，重载下坡车辆低档区齿轮无法通过飞溅润滑方式进行润滑。这种情况下需依靠强制润滑方式进行润滑，传统强制润滑结构为将吸油滤清器布置在变速箱后端，通过齿轮泵将润滑油泵入变速箱上端润滑管中对变速箱齿轮进行润滑，但礦用变速箱强制润滑结构在设计中需考虑在实际运行中路况因素，车辆在重载下坡时，润滑油分布在变速箱前端，传统强制润滑结构是处于失效状态如图3所示，斜线L1代表变速箱后端向上倾斜10°时油位，斜线L2代表变速箱后端向上倾斜20°时油位，斜线L3代表变速箱后端向上倾斜30°时油位，因此矿用变速箱强制润滑结构为滤油器设在变速箱壳体内的底部中间位置如图4所示，即在变速器壳体3内设有滤油器1、滤油螺塞4和齿轮泵6，在滤油螺塞4和齿轮泵6的进油口之间设有一根连接油管5，齿轮泵6的出油口连接有一根出油管7;在变速器壳体3内的底部位置加设一根主箱油管2，主箱油管2一端与滤油器1连接，另一端与滤油螺塞4连接，在主箱油管2、连接油管5及出油管7形成油液回路，变速箱内的齿轮油在齿轮泵的作用下通过滤油器1经主箱油管2、连接油管5运输到变速器上端的出油管7中进行喷射，这样车辆在下坡（超过10度）路况中，滤油器不会裸露在空气中，仍然处在油液中，变速箱内的齿轮油在齿轮泵的作用下通过滤油器经主箱油管、连接油管运输到变速器上端的出油管中进行喷射，对齿轮进行强制润滑，提升齿轮啮合的接触疲劳强度，保证车辆在坡度大的路况中下坡运行强制润滑正常起作用，提高变速箱的可靠性。

强制润滑出油管的设计应基于流体力学和液压原理，在泵油量一定的情况下，靠近进油口的前端流体压强高于后端，因此保证喷油管油孔出油量均匀情况下孔径设计应低档区孔径小（靠近进油口），高档区孔径大进行排布如图5所示，避免因低档区油孔出油量过大，高档区没有油量喷出的情况，使强制润滑作用降低，影响变速箱可靠性。

4 结语

本文主要是从润滑结构设计上

对矿用变速箱进行分析研究，结合不同矿区、市场和整车厂需求，探究出适合于矿用变速箱的专用润滑结构，提高矿用变速箱的可靠性。

参考文献

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