一种减速器油液循环装置

技术领域

本发明属于煤机装备技术领域，具体涉及一种减速器油液循环装置。

背景技术

掘进机、采煤机等煤机装备和工程机械等重型设备的工作机构经常采用齿轮减速器传动的方式，其工况特点是频繁启停、重载冲击、载荷多变，同时因工作环境往往是狭窄的巷道或隧道，要求整机和减速器的结构紧凑、可靠性高。此类减速器长期在狭小空间内承受重载非平稳载荷，更易出现因磨损、高温造成的损坏，因此，对减速器齿轮、轴承的可靠润滑和冷却非常重要。相关技术中，因为空间有限，大部分煤机装备的减速器采用齿轮飞溅润滑，当减速器处于倾斜工况时，高速级轴承润滑效果差，同时长期重载运行，减速器体积较小，散热能力不足，润滑油长期高温运行，易加速橡胶老化，造成密封寿命缩短，根据试验数据，在没有外部冷却的情况下，一种典型的纵轴式掘进机减速器在额定载荷下连续运行2h，减速器油温达到100℃。同时，随着煤机装备的智能化发展，对减速器的运行参数监测和智能运维也提出了要求，目前相关技术也无法满足需求。

少数设备采用减速器强制润滑方式，均需配置循环泵，通过电机或液压驱动，将减速器腔体内的油液泵出，经过外部循环冷却后再回流，减速器油池、循环泵、各种流量压力控制阀以及传感器等元部件之间需要使用大量管路相连，存在占用空间大、装配复杂、故障点多等问题，而且需要人工操作循环泵的启停，无法实现循环泵与减速器的联动自动启停，效率低、智能化水平低，无法广泛应用。

发明内容

本发明针对现有循环泵与减速器无法实现联动自动启停以及效率低、智能化水平低等问题，提供一种减速器油液循环装置。

本发明采用如下技术方案：

一种减速器油液循环装置，包括壳体Ⅰ、壳体Ⅱ和齿轮泵，壳体Ⅰ与壳体Ⅱ通过四个螺杆连接，齿轮泵位于壳体Ⅰ和壳体Ⅱ之间，所述壳体Ⅰ的端面外侧设有阀块，壳体Ⅱ的一侧设有圆形的止口，齿轮泵沿驱动轴方向插入壳体Ⅱ的止口内，通过螺钉固定，齿轮泵的驱动轴从壳体Ⅱ的止口伸入减速器内部，与减速器的齿轮啮合，齿轮泵的吸油口或出油口处设有铰接接头，阀块的外侧端面设有溢流阀、出油口、温度传感器和压力传感器，上侧面设有空气滤清器。

进一步地，所述壳体Ⅰ的另一侧从外到内依次设有密封导向区Ⅰ、密封导向区Ⅱ和密封导向区Ⅲ，密封导向区Ⅲ的一侧设有法兰，密封导向区Ⅰ和密封导向区Ⅱ之间设有环形油槽Ⅰ，密封导向区Ⅱ和密封导向区Ⅲ之间设有环形油槽Ⅱ，密封导向区Ⅰ、密封导向区Ⅱ和密封导向区Ⅲ的密封沟槽内依次设有O型密封圈Ⅰ、O型密封圈Ⅱ、O型密封圈Ⅲ，与减速器壳体内孔密封。

进一步地，所述壳体Ⅰ与壳体Ⅱ的连接面上分别设置两个对应的定位孔，两个定位销轴分别插入壳体Ⅰ和壳体Ⅱ的定位孔内，定位销轴和定位孔为公差配合。

进一步地，所述铰接接头包括两个沿纵向和横向的接头体，纵向的接头体内设有螺纹管，横向的接头体内设有快插管，螺纹管和快插管上的密封圈沟槽内分别设有密封圈，快插管的端部和横向的接头体之间设有卡槽，卡槽内设有卡簧，螺纹管的螺纹端与齿轮泵的吸油口或出油口的内螺纹连接。

进一步地，所述壳体Ⅱ的止口与齿轮泵的轴肩为公差配合。

进一步地，所述壳体Ⅰ与壳体Ⅱ之间的四个螺杆中的两个螺杆上套设有螺杆套。

进一步地，所述齿轮泵的吸油口与壳体Ⅰ上的环形油槽Ⅰ连通，出油口与壳体Ⅰ上的环形油槽Ⅱ连通。

进一步地，所述密封导向区Ⅰ、密封导向区Ⅱ和密封导向区Ⅲ的直径按照从减速器内到外的顺序，逐个递增5mm。

进一步地，所述环形油槽Ⅰ通过减速器壳体上的油道与减速器油池连通，为吸油区，环形油槽Ⅱ通过壳体Ⅱ上和阀块上的油道与阀块上的出油口连通，为压油区。

进一步地，所述阀块与壳体Ⅰ的接合面通过O型密封圈密封，阀块上的油道与壳体Ⅰ上的对应油道相通，阀块上的溢流阀的进油口通过阀块油道与出油口连通，溢流阀的溢流口通过阀块油道与壳体Ⅱ的油道与减速器腔体相通，温度传感器的油口和压力传感器的油口通过阀块油道均与出油口连通，空气滤清器接口通过阀块油道与壳体Ⅱ的油道与减速器腔体上部相通。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明油液循环装置集成式设计，将泵、阀、空滤和传感器通过壳体和阀块集成，尺寸小，节约空间，满足了煤机装备总体结构的紧凑化要求，省去大量连接管路，减少泄露故障点，便于安装和运维。

2. 本发明中采用的齿轮泵、溢流阀等主要元部件均为常规通用的形式，成本低、可靠性好，壳体上密封沟槽和油槽均为圆形结构便于下料和加工，且易于保证配合精度，确保油液的可靠密封，阀块、油道结构简单，易于加工，适于推广应用。

3. 本发明实现了减速器与油液循环装置的自动联动启停，可确保减速器的可靠润滑和冷却，提高整机可靠性和使用寿命。

4. 本发明集成了温度传感器和压力传感器，可实现对减速器的在线实时监测，可集成到煤机装备参数监测系统中，提高整机智能化水平。

附图说明

图1为本发明的油液循环装置的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的右视图；

图4为油液循环装置的轴测图；

图5为图4的爆炸视图；

图6为图2按照图中B-B的剖视图；

图7为铰接接头轴测图；

图8为图7的爆炸视图；

其中：1-壳体Ⅰ；1.1-环形油槽Ⅰ；1.2-环形油槽Ⅱ；101-密封导向区Ⅰ；102-密封导向区Ⅱ；103-密封导向区Ⅲ；2-壳体Ⅱ；3-阀块；4-齿轮泵；5-空气滤清器；6-溢流阀；7-温度传感器；8-压力传感器；9-铰接接头；9.1-接头体；9.2-螺纹油管；9.3-快插油管；9.4-密封圈；9.5-卡簧；10-螺杆套；11-O型密封圈Ⅰ；12-O型密封圈Ⅱ；13-O型密封圈Ⅲ；14-出油口；15-定位销轴。

具体实施方式

结合附图，对本发明做进一步说明。

所述油液循环装置包括壳体Ⅰ1、壳体Ⅱ2、阀块3、齿轮泵4、空气滤清器5、溢流阀6、温度传感器7、压力传感器8、铰接接头9、螺杆套10、出油口14、定位销轴15、O型密封圈Ⅰ11、O型密封圈Ⅱ12、O型密封圈Ⅲ13。

壳体Ⅰ包括：环形油槽Ⅰ1.1，环形油槽Ⅱ1.2，密封导向区Ⅰ101、密封导向区Ⅱ102、密封导向区Ⅲ103、法兰。

铰接接头9包括：接头体9.1、螺纹管9.2、快插管9.3、密封圈9.4和卡簧9.5。

壳体Ⅰ1上包括密封导向区Ⅰ101、密封导向区Ⅱ102、密封导向区Ⅲ103和环形油槽Ⅰ1.1，环形油槽Ⅱ1.2及法兰，O型密封圈Ⅰ11、O型密封圈Ⅱ12、O型密封圈Ⅲ13沿圆周方向分别套装到壳体Ⅰ1的密封导向区Ⅰ101、密封导向区Ⅱ102、密封导向区Ⅲ103上的密封圈沟槽内，用于将减速器腔体和环形油槽Ⅰ1.1、环形油槽Ⅱ1.2隔离开。壳体Ⅱ2上设置一个圆形止口，齿轮泵4沿驱动轴方向插入壳体Ⅱ2的止口内，止口与齿轮泵4轴肩为公差配合，用于对齿轮泵4定位，齿轮泵4轴向用螺钉安装固定于壳体Ⅱ2的内侧，齿轮泵4的驱动轴从壳体Ⅱ2的止口伸入减速器内部，用于和减速器的齿轮啮合传递动力。

铰接接头9包括接头体9.1、螺纹管9.2、快插管9.3、密封圈9.4和卡簧9.5，按照图7和图8所示，两个密封圈9.4套装到螺纹管9.2的两个密封圈沟槽内，沿纵向插入接头体9.1孔内，另外两个密封圈9.4套装到快插管9.3的两个密封圈沟槽内，沿横向插入接头体9.1孔内，将卡簧9.5卡到快插管9.3端部和接头体9.1之间的卡槽内，起到限位作用。将铰接接头9.1螺纹管9.2的螺纹端与齿轮泵4的吸油口或出油口的内螺纹连接。

壳体Ⅰ1与壳体Ⅱ2的连接面上分别设置两个对应的定位孔，两个定位销轴15分别插入壳体Ⅰ1和壳体Ⅱ2的定位孔内，定位销轴15和定位孔为公差配合，在两部分连接时起到定位作用。

壳体Ⅱ2和齿轮泵4完成安装后，将定位销轴15的一端插入壳体Ⅰ1的定位孔内，然后壳体Ⅱ4的两个定位孔与两个定位销轴15的另一端配合连接，在定位销轴15配合的过程中，同时将铰接接头9的快插端插入壳体Ⅰ1内侧端面的对应的吸油孔或出油孔内，然后用四个螺杆将壳体Ⅰ1和壳体Ⅱ2两部分固定连接，其中两根螺杆需要提前在外部套上螺杆套10后再进行紧固连接，用于确保壳体Ⅰ1和壳体Ⅱ2的接合面完全重合，可避免出现轴向平行度误差。此时，齿轮泵4的吸油口与壳体Ⅰ1上的环形油槽Ⅰ1.1连通，出油口与壳体Ⅰ1上的环形油槽Ⅱ1.2连通。

阀块3安装于壳体Ⅰ1的端面外侧，溢流阀6沿轴向安装于阀块3外侧，用于限定齿轮泵4的最大压力。温度传感器7和压力传感器8沿轴向安装于阀块3外侧，用于实时监测减速器油液的温度和压力。空气滤清器5沿径向安装于阀块3的上侧面，用于保持减速器腔体与大气压一致，确保齿轮泵4吸油畅通。

油液循环装置整体完成装配后，将密封导向区插入减速器壳体的对应导向孔内，密封导向区与减速器的对应导向内孔为公差配合，起到定位作用，通过壳体Ⅰ1的端部法兰，由四个螺钉连接固定于减速器的壳体上，一部分置于减速器内部，另一部分置于减速器外部。三个密封导向区的直径尺寸，按照从减速器内到外的顺序，逐个递增5mm，方便安装。密封导向区Ⅰ101、密封导向区Ⅱ102、密封导向区Ⅲ103通过O型密封圈与减速器壳体内孔密封，将减速器腔体、环形油槽Ⅰ1.1，环形油槽Ⅱ1.2隔离开。环形油槽Ⅰ1.1通过减速器壳体上的油道与减速器油池连通，为吸油区。环形油槽Ⅱ1.2通过壳体Ⅱ2上和阀块3上的油道与阀块3上的出油口连通，为压油区。

阀块3与壳体Ⅰ1的接合面通过O型密封圈密封，阀块3上的油道与壳体Ⅰ1上的对应油道相通。阀块3上的溢流阀6进油口通过阀体油道与出油口14连通，溢流阀6的溢流口通过阀块油道与壳体Ⅱ2的油道与减速器腔体相通，便于溢流油液的回流畅通。温度传感器7油口和压力传感器8油口通过阀块3油道均与出油口连通。空气滤清器5接口通过阀块3油道与壳体Ⅱ5的油道与减速器腔体上部相通，确保减速器呼吸畅通，同时过滤外部空气中杂质，避免污染减速器内部油液。

油液循环装置齿轮泵的传动轴通过与减速器内部某一级齿轮啮合，利用减速器的动力，带动齿轮泵转动，齿轮泵利用其内部齿轮副啮合运动形成的负压区，将减速器腔体内的润滑油液依次通过减速器壳体的油道、壳体Ⅰ1的环形油槽Ⅰ1.1、壳体Ⅰ油道及铰接接头9泵入齿轮泵4，将减速器润滑油转化为带有一定压力的高压油，高压油再依次通过铰接接头9、壳体Ⅰ油道、环形油槽Ⅱ1.2、壳体Ⅰ油道、阀块油道到达阀块3上的出油口，随后经过管路进入过滤器和冷却器，油液经过冷却和过滤后回到减速器壳体的润滑点油口，对减速器内部齿轮和轴承进行更加有效的润滑和冷却。

空气滤清器5可使减速器腔体内保持大气压，确保齿轮泵吸油畅通，同时，过滤外部空气中的粉尘和杂质，避免进入减速器内部。

溢流阀6设置某一压力值，当齿轮泵4出油口压力超过这一设定值时，油液将从溢流阀6溢流，确保系统不超过这一压力值，保护系统液压元部件不受损坏。

温度传感器7和压力传感器8从齿轮泵4的出油管路取油，可实时监测减速器润滑油的温度和压力。

过滤器可以过滤减速器润滑油里的金属磨屑、颗粒杂质等。

冷却器内部完成润滑油与冷却水的热量交换，实现润滑油的冷却。

1. 油液循环装置采用集成式设计，把齿轮泵、溢流阀、空气滤清器、温度传感器、压力传感器通过壳体Ⅰ和壳体Ⅱ有效集成，尺寸小，节省大量连接管路，可靠性高，便于安装。

2. 壳体Ⅰ的三个圆环形的密封导向区与减速器壳体内孔配合，既起到导向定位作用，又隔离出两个环形油槽，分别为低压吸油区和高压排油区，结构简单巧妙。

3. 铰接接头油道采用空间交错结构，实现油液流向的改变，将齿轮泵的吸油口或出油口与壳体I的油槽连接，实现油液的输送，解决了狭小空间内的接管或焊管难题，同时密封可靠，安装方便，可以承受高压。

4. 齿轮泵的驱动轴伸入减速器内部与减速器的某一级齿轮啮合，实现动力传递，当减速器启动时，齿轮泵同时启动，实现油液的循环，减速器停转时，齿轮泵也停止工作。通过简单机械结构使齿轮泵与减速器共用动力，可节省齿轮泵的一套动力机构，同时实现联动自动启停，可避免出现只启动减速器而没有启动循环泵造成减速器损坏的情况，减少人员操作的工序，提高效率。

5. 油液循环装置集成了温度传感器和压力传感器，可以实时监测减速器运行过程中的温度和压力参数，对减速器运行状态做出初步判断，提高运维智能化水平。