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浅谈齿轮箱的密封装置 | 安维士

日期:2022-05-11    来源:南京安维士

国际风力发电网

2022
05/11
16:45
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关键词: 风电齿轮箱 非接触式密封 接触式密封

密封对于齿轮箱的齿轮、轴承的工作寿命具有较大的影响,其能够防止外部的灰尘、水分、金属粉末等污染物质的侵入,防止润滑介质的泄露。大量细小颗粒侵入会引起轴承磨损,导致游隙和噪音的增大从而缩短轴承的寿命;而大的硬质颗粒进入轴承,载荷较高的工况时在压痕处会发生点蚀,降低了传动件的疲劳寿命。因此良好的密封性能对齿轮箱的正常运转有着不可或缺的作用。

密封应该具备以下工作特性:

具备足够的变形能力以补偿不规则的表面

具有足够的强度以承受工作中的压力

能够承受较大的工作温度范围

耐化学性能

运行时具有最小摩擦、摩擦热量和磨损

根据密封的类型可以分为

接触式密封和非接触式密封

01非接触式

非接触式密封是指在部件间留有一个密封狭缝,此时只有润滑剂与轴相接触,基本没有摩擦磨损。在这种结构中,其利用离心力、小间隙达到密封的目的,不产生摩擦热,适于非常高速、高温的工作条件,在风电齿轮箱中一般有油槽、甩油环、挡油环、迷宫密封等等方式。

油槽密封:油槽的结构是利用轴与轴承座之间的小间隙以及该处的多道沟槽达成密封。根据实际经验,除低速情况外,仅靠油槽密封防止油液泄露的效果不大,一般与其他密封方式配合一起使用达到密封的目的。

图1 油槽密封

甩油环、挡油环等:利用安装在轴上的旋转体的离心力,达到防漏油、防尘作用。该部件的安装位置影响其工作效果,若放置在内侧,以防止漏油为主要目的,用于灰尘较少的环境;放置在外侧,则以防止灰尘和水分为主要目的。

图2 甩油环密封

迷宫式密封:迷宫密封是一种在轴与轴承座之间,带有小间隙的凹凸组合的密封结构,目前在风电设计中采用该种密封的方式较常见,能有效改善高速轴漏油的情况。

图3 迷宫密封

02接触式

接触式密封是指密封件在一定压紧力作用下与工作表面相接触,其密封效果取决于接触表面的润滑条件、表面粗糙度以及密封件的工况。在保证密封的前提下,应尽量采用较小的压紧力,以避免运转时的摩擦力矩过大和温升过高。接触式密封一般采用合成橡胶、合成树脂、毛毡等与轴直接接触摩擦起到密封作用。

毛毡密封:毛毡密封是一种简单有效的密封方式,但其很难避免漏油,因此用于防尘的场合较多。

图4 毛毡密封

V型密封:V型圈是具有轴向密封能力的唇式密封圈。安装时,这种橡胶圈沿着轴向向内压直至它的唇在轴向接触到轴承座,也可起到甩油环的作用。这种轴向密封受径向对中误差和轴向轻微倾斜影响不大,常用作第一道密封,防止污染物进入唇式密封。

图5 V型密封

旋转轴密封:该密封通常使用在油润滑的工况中,其由金属的骨架或外壳、合成橡胶主体、密封唇和卡紧弹簧组成,利用卡紧弹簧将密封唇压在旋转轴配合面上。若防止润滑剂流失,在配置中应将密封唇口向内安装,反之,则防止外部污染物的侵入。

图6 旋转密封

轴向金属密封:其一般应用在脂润滑的工况中,采用薄金属片制成,其一端被轴承内圈或者外圈的端面卡住,并对另一个轴承套圈施予一定的压力。

图7轴向金属密封

在实际风电齿轮箱的设计过程中为防止油液的泄露和异物水分等杂质的进入,一般采用多种密封方式组合进行使用,如采用油槽+甩油环+V型封、甩油环+V型封等等配置。合理有效的密封设计能够减少环境污染,降低齿轮箱故障,创造绿色新能源。

安维士联合中国船级社、南高齿以及业主单位、主机厂、齿轮箱厂等,依据多年的齿轮箱后市场维修经验,编制了齿轮箱检修技术规范并依据执行。

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