齿轮箱散热结构的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种齿轮箱散热结构，在齿轮箱的箱盖的上部设有进气口，同时在错开设置有进气口的位置设有出气结构；其中，出气结构包括一管状的容置部，该容置部的一端连通大气，另一端通过油气进口连通于箱盖内；在容置部内容置有一与该容置部同轴线装配的油过滤滤芯，该油过滤器滤芯的内端为油气过孔，且外端封接，从而油过滤滤芯的内端除油气过孔与油气进口连通外，将容置部封阻，而油过滤滤芯的油过滤体和外端与容置部内壁留有间隙，该段为间隙段；位于间隙段的容置部开有回油口，而配置于回油口的油路延伸至齿轮箱液位下。依据本发明结构紧凑，并且散热效率较高。
【专利说明】
齿轮箱散热结构
技术领域
[0001]本发明涉及一种齿轮箱的散热结构。
【背景技术】
[0002]齿轮箱是最常用的机械部件之一，由于齿轮传动属于低传动副，摩擦相对剧烈，在润滑不良的条件下，齿面甚至会出现冷焊所引起的齿面胶合。齿面胶合是齿轮失效的形式之一，齿轮失效的另外三种形式分别是轮齿折断，磨粒磨损和齿面点蚀。与本发明有关的失效形式主要是齿面胶合和磨粒磨损，其中前者容易产生齿面划伤，接合环境变得更加恶劣，后者则会产生比较大的噪声。
[0003]目前，齿轮箱的冷却主要是风冷，在一些低速、传动齿轮比较少的齿轮箱中，在设计时甚至不需要考虑其散热结构。风冷主要依赖于齿轮箱的表面进行散热，在必要的时候，可以设置一定数量的散热翅片通过增大散热面积以辅助散热。在更加恶劣的容易生热的齿轮箱中，甚至为齿轮箱设置水套，以进一步提高冷却效果。但在特定的使用环境下，受水的来源的限制，水冷变得不太现实，例如我国西部地区，即便是发动机，也不得不采用风冷。并且水冷结构相对比较复杂，因而，风冷结构有其存在的独特的价值。
[0004]在一些应用中，通过改变油槽的走向并增大油槽的面积，以增加对轴承的冷却，该种结构能够有效的提高轴承的冷却能力，但齿轮箱整体上的冷却能力并没有提高。
[0005]典型地，于中国专利文献CN104235332A中，采用了矩形的空心的散热片，并在散热片内设置S型的波纹管以流通润滑油，该种结构属于增加散热面积的形式以提高散热效率。然而波纹管属于易损件，尤其是在温度较高的情况下(例如70摄氏度)比较容易老化。其进一步提供了风冷结构，即在散热片上开设通气孔，其实质仍然是通过增加散热面积的方式以提高散热效率。
[0006]此外，例如中国专利文献CN103912666A公开了一种自散热齿轮箱，其在齿轮箱上设置了固定的散热片，即增加散热面积，结构相对简单，但相对而言，相对于不设置散热片的齿轮箱，其散热效率比较高，但即便是相对于前一专利文献，其散热效率相对较低。
[0007]相对而言，齿轮箱普遍采用铸造结构，散热片直接铸造成型，可维护性比较差，而如中国专利文献CN204114085U则公开了一种在齿轮箱箱体上开设定位凹槽，在定位凹槽内设置散热条，具有可拆性。自然，分体再结合的结构会产生导热路径的阻断，而影响散热效率。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种基于风冷的齿轮箱散热结构，结构紧凑，并且散热效率较高。
[0009]本发明采用以下技术方案:
一种齿轮箱散热结构，在齿轮箱的箱盖的上部设有进气口，同时在错开设置有进气口的位置设有出气结构； 其中，出气结构包括一管状的容置部，该容置部的一端连通大气，另一端通过油气进口连通于箱盖内；
在容置部内容置有一与该容置部同轴线装配的油过滤滤芯，该油过滤器滤芯的内端为油气过孔，且外端封接，从而油过滤滤芯的内端除油气过孔与油气进□连通外，将容置部封阻，而油过滤滤芯的油过滤体和外端与容置部内壁留有间隙，该段为间隙段；
位于间隙段的容置部开有回油口，而配置于回油口的油路延伸至齿轮箱液位下。
[0010]上述齿轮箱散热结构，可选地，所述容置部的轴线水平，而进气口的轴线斜向上。[0011 ] 可选地，所述容置部位于箱盖的顶面中部，而进口气有两个，两进气口关于容置部的竖直中剖面对称。
[0012]可选地，所述进气口内设有一单向阀和位于单向阀前级的以用于气体过滤的过滤体。
[0013]可选地，所述单向阀为膜片单向阀。
[0014]可选地，在齿轮箱的箱体两长壁板下部开有连通到箱内的矩形的过孔；
两装配母板通过可拆连接装配于相应过孔，用于过孔的液密封封堵；
在装配母板上设有水平的向箱体内延伸的扰流板，且两装配母板上的扰流板对置，对置的扰流板相对的端面间留有间隙。
[0015]可选地，在所述装配母板的内面设有装配台肩，而所述过孔则设有沉孔，该沉孔与过孔的主体过渡处为定位台肩；
相应地，装配台肩在装配母板的法向定位于定位台肩。
[0016]可选地，所述沉孔为四棱锥孔，相应地，所述装配台肩为四棱台，该四棱台的锥度与四棱锥孔的锥度相同。
[0017]可选地，定位台肩的下边框的上沿与箱体的底部共面。
[0018]可选地，所述扰流板有多个，并在装配母板竖直方向上均匀间隔设置；
在装配母板的外侧面阵列有散热翅片。
[0019]依据本发明，虽然也采用了风冷结构，区别于现有的齿轮箱只能采用外风冷的结构，首次提出了内风冷。内风冷需要克服的第一个问题是，润滑油的挥发问题，尤其是在较高的温度条件下的挥发问题，由此通过设置油过滤器进行油气的分离，被分离出来的油从过滤体上滴下，而从回油口回到邮箱。相对而言，箱体内的温度要高于箱体，冷空气进入，直接带走热量，冷却效率大大提高。相对而言，设置进风口、出风结构比水冷结构也要简单的多，并且也不必考虑泄露(若水循环泄露会导致润滑油变质)，结构简单，且使用效果比水冷结构更好。
【附图说明】
[0020]图1为依据本发明的一种齿轮箱主要部件装配结构示意图(省略齿轮组、轴承组件)。
[0021]图2为一种齿轮箱主要部件的爆炸图(省略齿轮组、轴承组件)。
[0022]图3为一种箱体结构示意图。
[0023]图4为一种扰流散热部件结构示意图。
[0024]图5为一种箱盖外部结构示意图。
[0025]图6为一种箱盖仰视结构示意图。
[0026]图7为一种箱盖纵剖结构示意图。
[0027]图8为一种油过滤滤芯内端结构示意图。
[0028]图9为一种油过滤滤芯外端结构示意图。
[0029]图中:1.箱体，2.箱盖，3.扰流散热部件，4.膜片单向阀，5.过滤体，6.油过滤滤芯，
7.端盖。
[0030]11.座部，12.定位台肩，13.过孔，14.地脚螺栓孔，15.油标孔，16.销孔，17.油槽，18.装配螺栓孔，19.轴承座孔。
[0031 ] 21.进气口，22.油气室，23.油过滤滤芯装配螺杆，24.对接口，25.油过滤滤芯装配孔，26.法兰，27.油气进口，28.回油口。
[0032]31.扰流板，32.散热翅片，33.装配母板，34.装配台肩，35.装配孔。
[0033]61.油过滤体，62.外支架，63.内支架，64.密封圈，65.内沉孔，65.油气过孔，67.螺杆过孔。
【具体实施方式】
[0034]参照说明书附图1，常规地，齿轮箱包括箱体I和箱盖2，两者一般通过螺栓进行连接，相匹配地，如图3中所示的按照一定规律分布的装配螺栓孔18。
[0035]齿轮箱需要考虑密封，通过需要配置一对定位销，以用于箱体I与箱盖2的装配，如图3中所示的销孔16，用于打入定位销，然后再进行箱体I与箱盖2的装配。所形成的装配结构可见于图1，图1中为了清楚反应散热结构，省略掉螺栓等紧固件，并省略齿轮箱内的齿轮，以显露出散热结构及其布局。
[0036]于本发明中主要解决两个技术问题，第一技术问题是散热问题，涉及内风冷结构和如图4所示的扰流散热部件3，另一个则是涉及到的磨损问题，即通过扰流板31减损齿轮对润滑油的搅动所产生的将箱体I底部的沉积物混入润滑油的问题，从而减少磨粒磨损。
[0037]从图1所示的结构中可以看出，此类齿轮箱由于匹配齿轮的大径而具有在箱盖2上的弧形结构，本发明中对其结构做了一定的修正，但从轮廓基线上来看，增加了风冷结构的齿轮箱所占用的空间并没有显著提高。
[0038]此外，对于常规的理解，齿轮箱一般以其主轴为基础方向，主轴所在的方向一般为宽度方向，与该方向垂直的水平方向是其长度方向，除了存在锥齿轮、蜗轮蜗杆的应用场景，但不影响齿轮箱一般方位的理解。
[0039]并且对于箱体，箱体内与箱体外是相对的。
[0040]于下文中先描述第一技术问题，如图1-9所示的齿轮箱现实的散热结构，尤其是附图1、2、5和6，图中在齿轮箱的箱盖2的上部设有进气口 21，用于引入冷空气，自然，可以为进气口 21配置风机，由于不需要太高的风压，可以采用风量体积比比较大的轴流风机，轴流风机结构比较简单，也适配于管道结构。
[0041]冷空气要可以通过外部结构引入，此处只提供进气口。当采用管道送风时，一定程度上可以不必考虑润滑油通过进气口21溅出，尤其是为进气口21配置相对较长的管道时。
[0042]如果采用风机送风，推荐使用轴流风机，轴流风机送出的风不会显著地增加所引入的风的温度。
[0043]如图5所示，图中，位于中部的出气结构位于两个进气口21的中间位置，相对地增加冷却风在齿轮箱内的路径长度，可以更加有效的提高冷却效果。此外，将进气口 21设置在箱盖2的上部，从上方引入冷空气，形成下降气流，而热空气相对的会产生对流，而产生上升气流，从而冷却效果会更好。
[0044]其中，出气结构包括一管状的容置部，具体可见于图5，图5示出的油过滤滤芯装配孔25的主体是一个圆筒形结构，该容置部的一端连通大气，为图中设有法兰26的一端，另一端通过油气进口 27连通于箱盖2内。
[0045]其中，关于容置部，其整体上可以与箱盖2—起铸造成型，其中的油气进口27可以如图6所示，设置在容置部的底部，在一些实施例中，油气进口 27直接构造为容置部的内端管口。
[0046]为了有利于油过滤滤芯6的装配，在不设置例如图5中所示的油过滤滤芯装配螺杆23的条件下，可以设置油气室22，油气室22的轴向口是对接口24，可以采用端部的螺纹进行油过滤滤芯6的装配。
[0047]油过滤滤芯6过滤油后，从油过滤体61上滴下，然后回流到齿轮箱。
[0048]因此，油过滤滤芯6主要有两种装配方式，一种是通过端头的螺纹与图5中的对接口 24的螺纹连接，另一种是通过设置在的油过滤滤芯装配螺杆23进行装配，此时可以保留油气室22，该油气室22的对接口 24用于油过滤器滤芯6内端的定位。
[0049]相应地，可见于图8所示的结构，图中油过滤滤芯6的左端为其内端，右端为其外端。对于油过滤滤芯6—般包括两个主要部分，一个是骨架，另一个是油过滤体61，其中骨架包括内支架63( —般是圆环结构)、外支架62( —般设有中心孔，即图9中所示的螺杆过孔67，以用于油过滤滤芯6的装配)，以及连接内支架63和外支架62的筒型支架，其中筒型支架是多孔板卷绕而成，直接作为油过滤体61的支撑体。
[0050]油过滤滤芯6可以直接采用油式旋转叶片式真空栗的滤芯，而不必进行专门的设
i+o
[0051]油过滤滤芯6与容置部同轴线装配，图9中存在的螺杆过孔67不代表油过滤滤芯6在此端不需要封接，相反，该端通过压紧螺母压紧后，可以起到相适应的密封作用。对此结构，可以参见油式旋转叶片式真空栗上滤芯的装配结构。
[0052]图8中，油过滤滤芯6段内端是图中所示的内支架63，在内支架63上设有密封圈64，用于与图7中所示的对接口 24配合实现端面连接的密封。
[0053]此外，如图8所示，图中内支架63还设有沉孔，基于该沉孔，形成对对接口24端面凸环的钳夹，实现简单的迷宫密封，同时也能够有效的对油过滤器滤芯6实现相对可靠地定位。
[0054]显然，为了满足气体的排出，油过滤滤芯6的油过滤体62与容置部内壁之间以及油过滤体62的外端与容置部内壁应当留有间隙，该段为间隙段，通过该间隙，气体可以排出，同时也留给回流的润滑油一定的流通间隙。
[0055]为了减少回流的干扰，位于间隙段的容置部开有回油口 28，而配置于回油口 28的油路延伸至齿轮箱液位下，藉此结构，油气不会直接从回油口 28窜出。
[0056]对于油位，常规地，如图3所示，图中右部设置有油标孔15(省略油标)，可以通过油标检查齿轮箱内的润滑油油位。
[0057]如图1所示，由于需要为图1中所示的进气口21配置进气装置，例如风机，只需要考虑风机侧的进气清洁性即可。
[0058]关于齿轮箱，尤其是重载条件下的齿轮箱，其一般是固定设置的，例如机床，机床震动不足以使润滑油从进气口 21溢出。
[0059]此外，齿轮箱内的油位一般比较低，一般淹没最大齿轮下部不大于三分之一处，对于小齿轮，常规地，可以通过增加蘸油轮，以提供小齿轮的润滑。
[0060]由于齿轮箱内的润滑油油位比较低，在使用环境震动不是特别恶劣的条件下，可以不对进气口 21做特定的保护性设计。
[0061]于一些实施例中，所述容置部的轴线水平，因有油过滤器滤芯6的设置，不必考虑润滑油直接从容置部处溅出。
[0062]相对地，进气口 21的轴线斜向上。在一些实施例中，进气口 21的轴向可以正向上。
[0063]经过试验发现，尽管正向上能够降低加工难度，并且冷却效果也很好，但相对而言，斜向上的冷却效果会更好，尤其是进气口21的出口向出气结构侧倾斜效果更佳。
[0064]关于进气口21的轴线，以与竖直面成15度为宜，即偏斜15度。
[0065]优选地，如图5所示，图中，作为所述容置部的油过滤滤芯装配孔25位于箱盖2的顶面中部，而进口气21有两个，两进气口 21关于容置部的竖直中剖面对称，藉此结构可以起到更好的冷却效果。
[0066]两个进气口 21可以共用一个气源，通过适配的管路连接即可。
[0067]在一些优选的实施例中，如图2所示，所述进气口内21设有一单向阀和位于单向阀前级的以用于气体过滤的过滤体5。
[0068]单向阀主要避免润滑油飞溅所产生的损失，即便是有部分润滑油飞溅出来，也会受到过滤体5的阻挡，而不会直接进入到冷却气的气管，从而减少对冷却气源设备的污染。
[0069]进一步地，所述单向阀为膜片单向阀4，膜片单向阀4实际上是再开有口的孔上覆盖一层膜，单向阀4在未覆膜的一侧是承压开启的，相对的，在附有膜的一侧，承压后会使膜片贴附在开口上，从而无法导通。
[0070]膜片单向阀4结构非常简单，成本很低，同时其轴向尺寸非常小，有利于在结构相对紧凑的齿轮箱上设置。
[0071]下面再描述第二个方面的技术问题，该技术问题涉及两个方面，一个方面仍然是散热，另一个方面则是减少磨粒磨损。侧重点在图2中为箱体I所配的一对扰流散热部件3上。此外，藉此结构还解决了一个意想不到的问题，即箱体的清理问题。在下文中依次作出说明。
[0072]具体地，如图3所示，图中，在齿轮箱的箱体I两长壁板下部开有连通到箱内的矩形的过孔13，开孔位置应避开齿轮的轮廓，避免如下文中所述及的扰流片31对齿轮的干涉。
[0073]提供两装配母板33，即每一个过孔13配置一块装配母板33，装配母板33通过可拆连接装配于相应过孔13，这里的可拆连接为螺栓连接，对于立面的密封，不一定需要密封材料进行密封，通过精密的接合面装配也可以满足所需要的密封级别，尤其是润滑油普遍具备一定的粘度，比水更容易密封。
[0074]对于母板33与过孔13装配后的密封，一方面可以提供密封介质，例如密封脂，另一方面可以提供密封部件，例如矩形密封圈，实现润滑油的液密封。
[0075]如图4所示，图中在装配母板33上设有水平的向箱体I内延伸的扰流板31，且两装配母板33上的扰流板31对置，对置的扰流板31相对的端面间留有间隙。
[0076]齿轮箱在运转过程中，会产生磨肩，并且随着润滑油的老化，会产生沉积物，磨肩以及沉积物或者杂质一般会沉积在箱体I的底部，但齿轮箱内的齿轮一般是蘸油润滑，对润滑油会产生搅动，而使磨肩、沉积物、杂质混入到润滑油中，而被带入例如齿轮副的啮合面，而容易产生磨粒磨损。
[0077]如图4中所示的扰流板31会对齿轮的搅动产生一定得阻挡作用，减少例如磨肩向润滑油中混入，从而降低了齿轮的磨损。
[0078]—个意想不到的问题是，原本通过可拆的结构用于扰流板31的替换或者用于移除扰流板31后清理箱体I，但移除扰流板31后，齿轮箱I的底部从侧面暴露出来，非常有利于齿轮箱I的清理。
[0079]原则上单层扰流板31即可起到一定的扰流作用，即遮蔽作用，设置多层扰流板31显得比较多余，但经过实验发现，多层扰流板31尽管对提高扰流作用没有特别明显的提升，但仍然有相对较好的提升作用。
[0080]对于其机理，可能是分层的结构，也将润滑油进行了分层，层间窜扰被进一步降低，从而起到非常好的扰流作用。
[0081 ]关于扰流散热部件3的装配结构，如图4所示，在所述装配母板33的内面(以箱体I为基准参考系，箱体内外具有严格的区分)设有装配台肩34，如图4中所示，装配台肩34为适配于过孔13的矩形板。
[0082]相应地，而所述过孔13则设有沉孔，如图3所示，图中可以明显的看出，过孔13具有台阶，相应地，该沉孔与过孔13的主体过渡处为定位台肩12。
[0083]进而，装配台肩34在装配母板33的法向定位于定位台肩12。
[0084]为了提高装配的液密封性，所述沉孔为四棱锥孔，相应地，所述装配台肩34为四棱台，该四棱台的锥度与四棱锥孔的锥度相同，通过所形成的斜楔面，可以形成可靠地紧密的密封接合面。
[0085]进而，为了提高箱体I的可请理性，定位台肩12的下边框的上沿与箱体I的底部共面，清理箱体I的液体可以直接从侧面留出，而不必翻转过来将液体倒出来。
[0086]扰流散热部件3的另一个方面是散热作用，如图4所示，图中，装配母板33的外侧面阵列有散热翅片32。
[0087]应当理解，箱体I的本体起到主要的支撑作用，相对而言，装配母板33的厚度相对可以较小，散热翅片32基于热传导，可以起到更好的散热效果。
[0088]图中，散热翅片32竖直设置，并且不限于装配母板33在法向的覆盖面，还进一步向上延伸，通过与装配母板33上方的箱体I的接触，提高散热能力。
【主权项】
1.一种齿轮箱散热结构，其特征在于，在齿轮箱的箱盖(2)的上部设有进气口(21)，同时在错开设置有进气口(21)的位置设有出气结构； 其中，出气结构包括一管状的容置部，该容置部的一端连通大气，另一端通过油气进口(27)连通于箱盖(2)内； 在容置部内容置有一与该容置部同轴线装配的油过滤滤芯(6)，该油过滤器滤芯(6)的内端为油气过孔(66)，且外端封接，从而油过滤滤芯(6)的内端除油气过孔(66)与油气进口(27)连通外，将容置部封阻，而油过滤滤芯(6)的油过滤体(62)和外端与容置部内壁留有间隙，该段为间隙段； 位于间隙段的容置部开有回油口(28)，而配置于回油口(28)的油路延伸至齿轮箱液位下。2.根据权利要求1所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，所述容置部的轴线水平，而进气口(21)的轴线斜向上。3.根据权利要求2所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，所述容置部位于箱盖(2)的顶面中部，而进口气(21)有两个，两进气口关于容置部的竖直中剖面对称。4.根据权利要求1至3任一所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，所述进气口内(21)设有一单向阀和位于单向阀前级的以用于气体过滤的过滤体(5)。5.根据权利要求4所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，所述单向阀为膜片单向阀(4)。6.根据权利要求1所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，在齿轮箱的箱体(I)两长壁板下部开有连通到箱内的矩形的过孔(13); 两装配母板(33)通过可拆连接装配于相应过孔(13)，用于过孔(13)的液密封封堵； 在装配母板(33)上设有水平的向箱体(I)内延伸的扰流板(31)，且两装配母板(33)上的扰流板(31)对置，对置的扰流板(31)相对的端面间留有间隙。7.根据权利要求6所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，在所述装配母板(33)的内面设有装配台肩(34)，而所述过孔(13)则设有沉孔，该沉孔与过孔(13)的主体过渡处为定位台肩(12); 相应地，装配台肩(34 )在装配母板(33 )的法向定位于定位台肩(12 )。8.根据权利要求7所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，所述沉孔为四棱锥孔，相应地，所述装配台肩(34)为四棱台，该四棱台的锥度与四棱锥孔的锥度相同。9.根据权利要求7或8所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，定位台肩(12)的下边框的上沿与箱体(I)的底部共面。10.根据权利要求6-8任一所述的齿轮箱散热结构，其特征在于，所述扰流板(3)有多个，并在装配母板(33)竖直方向上均匀间隔设置； 在装配母板(33)的外侧面阵列有散热翅片(32)。
【文档编号】F16H57/04GK106015536SQ201610454504
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】赵建波
【申请人】山东交通职业学院