Зубчатый редуктор с системой уплотнений валов

Зубчатый редуктор с системой уплотнений валов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области редукторостроения, в частности к зубчатым редукторам с системами уплотнений валов.

Известна система отвода загазованного масла из уплотнений турбодетандера в поплавковые камеры, где для улучшения отвода загазованного масла из уплотнений турбодетандера в линии отвода загазованного масла из поплавковых камер установлен инжектор с подведенной к его соплу магистралью масла смазки из системы смазки и уплотнений турбодетандера (см., например, патент RU 2241835 C2, 06.05.2002 г.).

Известна система отвода масла в картер двигателя внутреннего сгорания с маслоотстойником, масляным картером, шестеренным насосом и маслопроводами, причем в маслопроводе, соединяющем маслоотстойник с масляным картером, установлен струйный насос, к соплу которого подведена магистраль масла из нагнетания шестеренного насоса (см., например, патент RU 2296867 C1, 09.08.2005 г.).

Известны двойные уплотнения валов с промежуточной камерой (суфлерные уплотнения), где для предотвращения проникновения по валу масла из полости с повышенным давлением в полость с более низким давлением в промежуточную камеру подводят воздух с давлением, равным или превышающим имеющееся в полости с повышенным давлением (см., например, книгу: П.И.Орлов «Основы конструирования», книга 3, М.: «Машиностроение», 1977 г., стр.111, 112).

Известен зубчатый редуктор с системой уплотнений валов, содержащий корпус с масляным картером в нем, с зубчатыми колесами и шестернями, установленными на размещенных в подшипниках валах с уплотнениями их выходных концов, у которых, по меньшей мере, одно из уплотнений выполнено двухступенчатым с промежуточной камерой между ступенями (см., например, «Редукторы энергетических машин», справочник под ред. Ю.А.Державца. Л.: «Машиностроение», 1985 г., стр.11, рис.1.9) - прототип.

Недостатком вышеуказанного технического решения является недостаточная надежность работы редуктора из-за большой пожароопасности, возникающей из-за утечек масла из редуктора в атмосферу. Кроме того, такие утечки ухудшают экологию и увеличивают расход масла.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы редукторов, в том числе снижение пожароопасности, путем принудительного отсоса протечек масла из камер, выполненных двойными, уплотнений выходных концов валов. Дополнительный результат изобретения - улучшение экологии и снижение расхода масла.

Для достижения указанного технического результата в зубчатом редукторе с системой уплотнений валов, содержащем корпус с масляным картером в нем, с зубчатыми колесами и шестернями, установленными на размещенных в подшипниках валах с уплотнениями их выходных концов, у которых, по меньшей мере, одно из уплотнений выполнено двухступенчатым с промежуточной камерой между ступенями, для зубчатых редукторов с шестеренным насосом смазки и трубопроводами подвода и отвода масла из картера, промежуточная камера уплотнения выходного конца вала сообщена с масляным картером трубопроводом, выход которого соединен или с приемным отверстием всасывающего трубопровода шестеренного насоса смазки, или с эжектором, у которого сопло соединено с магистралью нагнетания масла шестеренного насоса смазки.

Новым здесь является то, что для зубчатых редукторов с шестеренным насосом смазки и трубопроводами подвода и отвода масла из картера промежуточная камера уплотнения выходного конца вала сообщена с масляным картером трубопроводом, выход которого соединен или с приемным отверстием всасывающего трубопровода шестеренного насоса смазки, или с эжектором, у которого сопло соединено с магистралью нагнетания масла шестеренного насоса смазки.

Сообщив промежуточную камеру уплотнения выходного конца вала с масляным картером трубопроводом, выход которого соединен с приемным отверстием всасывающего трубопровода шестеренного насоса смазки, исключаем возможность попадания масла в атмосферу через это уплотнение, так как все масло, прошедшее в промежуточную камеру, принудительно возвращается в картер с помощью шестеренного насоса смазки.

Такой же эффект достигается и при сообщении промежуточной камеры уплотнения выходного конца вала с масляным картером трубопроводом, выход которого соединен с эжектором, у которого сопло соединено с магистралью нагнетания масла шестеренного насоса смазки.

На фиг.1 схематично представлен вариант зубчатого редуктора (одноступенчатого), у которого промежуточная камера уплотнения выходного конца вала сообщена с масляным картером трубопроводом, выход которого соединен с приемным отверстием всасывающего трубопровода шестеренного насоса смазки;

на фиг.2 схематично представлен вариант, у которого промежуточная камера уплотнения выходного конца вала сообщена с масляным картером трубопроводом, выход которого соединен с эжектором, у которого сопло соединено с магистралью нагнетания масла шестеренного насоса смазки.

В корпусе 1 зубчатого редуктора с масляным картером 2 в подшипниках 3, 4 и 5, 6 размещены, соответственно, высокооборотный вал 7 с шестерней 8 и низкооборотный вал 9 с зубчатым колесом 10. Выходные концы валов 7 и 9 уплотнены уплотнениями (уплотнительными кольцами) 11, 12 и 13, 14, соответственно, с промежуточными камерами 15 и 16 между ними (представляющими собой, таким образом, двойные уплотнения). Шестеренный насос смазки 17, предназначенный для смазки и охлаждения зубчатого зацепления между шестерней 8 и колесом 10 и подшипников 3, 4, 5, 6, выполнен на корпусе 1 редуктора (привод насоса от одного из валов на фиг.1, 2 не показан. Шестеренный насос 17 также может быть установлен отдельно, например, с электроприводом). Приемное отверстие 18 всасывающего трубопровода 19 насоса 17 размещено под уровнем масла в масляном картере 2. Магистраль нагнетания масла 20 шестеренного насоса 17 соединена с устройством 21 для подачи масла на зубчатое зацепление шестерни 8 и колеса 10 и с каналами (на фиг.1 и 2 не показаны) для подачи масла смазки к подшипникам 3, 4, 5, 6.

В варианте редуктора, изображенного на фиг.1, промежуточные камеры 15 и 16 выходных концов валов 7 и 9 соединены трубопроводом 22 с приемным отверстием 18 всасывающего трубопровода 19 насоса 17. Так как давление в промежуточных камерах 15, 16 одинаково (уплотняют одну полость в корпусе редуктора), то трубопровод 22 выполнен единым для промежуточных камер 15 и 16.

В варианте редуктора, изображенного на фиг.2, промежуточные камеры 15 и 16 соединены с масляным картером 2 трубопроводом 23 с установленным на его конце эжектором 24, к соплу которого подведена магистраль масла 25, соединенная с магистралью нагнетания 20 шестеренного насоса смазки 17.

Работает система уплотнений валов зубчатого редуктора следующим образом (см. фиг.1 и фиг.2).

При работе редуктора масло на смазку и охлаждение зацепления шестерни 8 и зубчатого колеса 10 и подшипников 3, 4, 5, 6, в которых вращаются высокооборотный 7 и низкооборотный 9 валы, подается шестеренным насосом смазки 17 по магистрали нагнетания 20 к устройству 21, из которого масло разбрызгивается над зубчатым зацеплением, смазывая и охлаждая его, и к каналам подачи масла (на фиг.1 и 2 не показаны) к подшипникам 3, 4, 5, 6. Привод шестеренного насоса 17 осуществляется от одного из валов редуктора (на фиг.1 и 2 не показан). Поступает (засасывается) масло в насос 17 по всасывающему трубопроводу 19, приемное отверстие 18 которого размещено под уровнем масла в масляном картере 2 корпуса 1 зубчатого редуктора. При вращении валов 7 и 9 в подшипниках 3, 4, 5, 6 часть масла из подшипников 4 и 6 выходит по выходным концам валов в сторону уплотнений (уплотнительных колец) 11 и 13, соответственно. Некоторая часть масла по выходным концам валов 7 и 9 преодолевает уплотнения 11 и 13 и попадает в промежуточные камеры 15 и 16, соответственно. Следует отметить, как правило, в корпусах зубчатых редукторов, в том числе применяемых в различного рода энергетических установках, давление равно (практически) атмосферному. Протечки масла из промежуточных камер 15, 16 отсасываются по трубопроводу 22 благодаря тому, что своим выходным концом трубопровод 22 заведен в приемное отверстие 18 всасывающего трубопровода 19 шестеренного насоса 17, где при работе насоса 17 создается область пониженного давления (разрежение). В уплотнительных камерах 15, 16, таким образом, также создается некоторое разрежение и вследствие этого протечки масла через внешние уплотнения (уплотнительные кольца) 12 и 14 отсутствуют, происходит даже некоторый подсос воздуха извне в промежуточные камеры 15, 16.

В варианте редуктора, изображенном на фиг.2, разрежение в промежуточных камерах 15, 16 создается установленным в трубопроводе 23 эжектором 24, к соплу которого по магистрали 25 подводится масло (эжектирующая среда) из нагнетательной магистрали 20 насоса 17.

В настоящее время выполнен технический проект предлагаемого зубчатого редуктора с системой уплотнений валов (одноступенчатого).

Зубчатый редуктор с системой уплотнений валов, содержащий корпус с масляным картером в нем, с зубчатыми колесами и шестернями, установленными на размещенных в подшипниках валах с уплотнениями их выходных концов, у которых, по меньшей мере, одно из уплотнений выполнено двухступенчатым с промежуточной камерой между ступенями, отличающийся тем, что для зубчатых редукторов с шестеренным насосом смазки и трубопроводами подвода и отвода масла из картера промежуточная камера уплотнения выходного конца вала сообщена с масляным картером трубопроводом, выход которого соединен или с приемным отверстием всасывающего трубопровода шестеренного насоса смазки, или с эжектором, у которого сопло соединено с магистралью нагнетания масла шестеренного насоса смазки.