礦用變速箱潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的研究

陳亮 李想

摘 要：礦用變速箱是一種專門針對(duì)國(guó)內(nèi)非道路寬體車開(kāi)發(fā)的專用變速箱，相比于傳統(tǒng)變速箱，礦用變速箱特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載力強(qiáng)，潤(rùn)滑性能好，可承受一定的抗沖擊能力。文章結(jié)合國(guó)內(nèi)不同礦區(qū)和廠家的調(diào)研，確定了礦用變速箱的最終要求為在惡劣工況的礦區(qū)長(zhǎng)年不間斷運(yùn)行中保持可靠的性能。因此礦用變速箱高標(biāo)準(zhǔn)的可靠性成為唯一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而礦用變速箱良好的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)是支撐其可靠性能至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：礦用變速箱;潤(rùn)滑結(jié)構(gòu);性能

中圖分類號(hào)：U463.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：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 變速箱潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)方式

目前傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱的潤(rùn)滑方式主要有飛濺潤(rùn)滑和強(qiáng)制潤(rùn)滑，兩種方式的潤(rùn)滑主要是針對(duì)變速箱齒輪嚙合時(shí)潤(rùn)滑齒輪表面，避免齒輪在高負(fù)荷下早期點(diǎn)蝕，而礦用變速箱的潤(rùn)滑方式也是沿用以上兩種結(jié)構(gòu)，但是為了適應(yīng)不同惡劣礦區(qū)路況，在潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)變速箱不同。

2 礦用變速箱飛濺潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)

飛濺潤(rùn)滑就是利用齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將變速箱內(nèi)部齒輪油甩起來(lái)對(duì)內(nèi)部各個(gè)零件進(jìn)行潤(rùn)滑，主要包括齒輪齒面、軸承、調(diào)整墊;在目前國(guó)內(nèi)礦區(qū)中，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為路面為土石路面，平整度差，多為深凹坑，車輛在運(yùn)行中傳動(dòng)軸會(huì)對(duì)變速箱施加軸向力，導(dǎo)致變速箱齒輪與調(diào)整墊受力磨損，由于齒輪端面和調(diào)整墊接觸面在飛濺潤(rùn)滑下，潤(rùn)滑油很難進(jìn)入此處進(jìn)行潤(rùn)滑，潤(rùn)滑不良情況下，調(diào)整墊發(fā)生燒蝕引起變速箱故障，降低礦用變速箱的可靠性，因此礦用變速箱在設(shè)計(jì)時(shí)，在二軸上的各個(gè)檔位齒輪進(jìn)行開(kāi)油孔的方式如圖1所示，將潤(rùn)滑油由油孔處引入兩者接觸端面處，使兩者在受力情況下有足夠厚的油膜，防止磨損引起高溫?zé)g，此結(jié)構(gòu)通過(guò)在售后市場(chǎng)的批量驗(yàn)證達(dá)到預(yù)期效果，提高了礦用變速箱的可靠性。

2.1 飛濺潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)對(duì)軸承潤(rùn)滑設(shè)計(jì)的要求

礦用變速箱相比于傳統(tǒng)變速箱在運(yùn)行中要承受較大的軸向力，因此礦用變速箱輸出軸承需采用雙列圓錐滾子軸承，承受來(lái)自傳動(dòng)軸處的一定軸向力，雙列圓錐滾子為組合軸承，在結(jié)構(gòu)上對(duì)潤(rùn)滑要求高，需保證足夠的潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需在相配件殼體上設(shè)計(jì)專用油道，通過(guò)飛濺潤(rùn)滑將潤(rùn)滑油漸入殼體油道中，通過(guò)軸承油孔對(duì)軸承內(nèi)部滾珠進(jìn)行潤(rùn)滑，這樣才能避免軸承在承受軸向動(dòng)載荷因潤(rùn)滑不足導(dǎo)致燒蝕，如下圖2所示。

3 礦用變速箱的強(qiáng)制潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)

強(qiáng)制潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)應(yīng)用于超負(fù)荷變速箱運(yùn)行中，而礦用變速箱是全天候運(yùn)行，強(qiáng)制潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)在礦用變速箱設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，相比于傳統(tǒng)公路變速箱對(duì)強(qiáng)制潤(rùn)滑的要求是配合飛濺潤(rùn)滑對(duì)齒輪齒面潤(rùn)滑進(jìn)行補(bǔ)充潤(rùn)滑。但礦用變速箱對(duì)強(qiáng)制潤(rùn)滑的需求是在某些極端情況下起到主要潤(rùn)滑方式，在礦區(qū)實(shí)際運(yùn)行中，道路爬坡度可達(dá)20度，重載下坡車輛低檔區(qū)齒輪無(wú)法通過(guò)飛濺潤(rùn)滑方式進(jìn)行潤(rùn)滑。這種情況下需依靠強(qiáng)制潤(rùn)滑方式進(jìn)行潤(rùn)滑，傳統(tǒng)強(qiáng)制潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)為將吸油濾清器布置在變速箱后端，通過(guò)齒輪泵將潤(rùn)滑油泵入變速箱上端潤(rùn)滑管中對(duì)變速箱齒輪進(jìn)行潤(rùn)滑，但礦用變速箱強(qiáng)制潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中需考慮在實(shí)際運(yùn)行中路況因素，車輛在重載下坡時(shí)，潤(rùn)滑油分布在變速箱前端，傳統(tǒng)強(qiáng)制潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)是處于失效狀態(tài)如圖3所示，斜線L1代表變速箱后端向上傾斜10°時(shí)油位，斜線L2代表變速箱后端向上傾斜20°時(shí)油位，斜線L3代表變速箱后端向上傾斜30°時(shí)油位，因此礦用變速箱強(qiáng)制潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)為濾油器設(shè)在變速箱殼體內(nèi)的底部中間位置如圖4所示，即在變速器殼體3內(nèi)設(shè)有濾油器1、濾油螺塞4和齒輪泵6，在濾油螺塞4和齒輪泵6的進(jìn)油口之間設(shè)有一根連接油管5，齒輪泵6的出油口連接有一根出油管7;在變速器殼體3內(nèi)的底部位置加設(shè)一根主箱油管2，主箱油管2一端與濾油器1連接，另一端與濾油螺塞4連接，在主箱油管2、連接油管5及出油管7形成油液回路，變速箱內(nèi)的齒輪油在齒輪泵的作用下通過(guò)濾油器1經(jīng)主箱油管2、連接油管5運(yùn)輸?shù)阶兯倨魃隙说某鲇凸?中進(jìn)行噴射，這樣車輛在下坡（超過(guò)10度）路況中，濾油器不會(huì)裸露在空氣中，仍然處在油液中，變速箱內(nèi)的齒輪油在齒輪泵的作用下通過(guò)濾油器經(jīng)主箱油管、連接油管運(yùn)輸?shù)阶兯倨魃隙说某鲇凸苤羞M(jìn)行噴射，對(duì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑，提升齒輪嚙合的接觸疲勞強(qiáng)度，保證車輛在坡度大的路況中下坡運(yùn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑正常起作用，提高變速箱的可靠性。

強(qiáng)制潤(rùn)滑出油管的設(shè)計(jì)應(yīng)基于流體力學(xué)和液壓原理，在泵油量一定的情況下，靠近進(jìn)油口的前端流體壓強(qiáng)高于后端，因此保證噴油管油孔出油量均勻情況下孔徑設(shè)計(jì)應(yīng)低檔區(qū)孔徑?。拷M(jìn)油口），高檔區(qū)孔徑大進(jìn)行排布如圖5所示，避免因低檔區(qū)油孔出油量過(guò)大，高檔區(qū)沒(méi)有油量噴出的情況，使強(qiáng)制潤(rùn)滑作用降低，影響變速箱可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要是從潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上

對(duì)礦用變速箱進(jìn)行分析研究，結(jié)合不同礦區(qū)、市場(chǎng)和整車廠需求，探究出適合于礦用變速箱的專用潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，提高礦用變速箱的可靠性。

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