一种用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱

技术领域

本发明属于轨道交通车辆技术领域，特别涉及一种用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱。

背景技术

齿轮箱是机车驱动的重要组成部分，其运行的好坏对机车的安全性至关重要，机车驱动齿轮箱主要采用油润滑，在齿轮箱内加注一定量的润滑油，然后通过从动齿轮飞溅甩油润滑各个齿轮箱部件，这就要求齿轮箱有足够的密封性，保证润滑油不泄漏。

由于齿轮箱与外界相连的旋转轴(输入轴和输出轴)的存在，齿轮箱动密封多采用迷宫式密封或迷宫式密封和接触式密封结合的方式，在迷宫之间设计有回油通道，回油是否顺畅直接影响齿轮箱的密封效果，随着机车速度提升，齿轮箱内部压强不断升高，导致迷宫处回油不畅，降低齿轮箱密封效果。

因此，如何保证齿轮箱在高速运转时动密封处回油顺畅，有效提高齿轮箱密封效果，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱，能够确保齿轮箱在高速运转时动密封处回油顺畅，并且有效提高齿轮箱密封效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱，包括：齿轮箱本体、以及设置于所述齿轮箱本体上的高速回油通道和呼吸系统；

其中，所述高速回油通道包括回油缓冲腔、输入轴迷宫回油道、输出轴迷宫回油道和油池回油道，所述回油缓冲腔的上部分别通过所述输入轴迷宫回油道与输入轴密封迷宫连通以及通过所述输出轴迷宫回油道与输出轴密封迷宫连通、下部通过所述油池回油道与齿轮箱油池连通；

所述呼吸系统包括呼吸器、呼吸管和呼吸阀，所述呼吸管的两端分别连接所述呼吸器和所述呼吸阀，所述呼吸器与齿轮箱外部环境连通，所述呼吸阀与所述齿轮箱本体的内部空间连通。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述高速回油通道的数量为两条，两条所述高速回流通道分别设置于所述齿轮箱本体的车轮侧和电机侧；

和/或，所述呼吸系统的数量为两个，两个所述呼吸系统分别设置于所述齿轮箱本体的车轮侧和电机侧。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述呼吸阀上开设有第一进气孔、第一缓冲孔、回油孔、第一出气孔和滤芯，所述第一进气孔与所述齿轮箱本体的内部空间连通，所述第一缓冲孔与所述第一进气孔连通，所述回油孔分别与所述第一缓冲孔的下部和输出轴密封迷宫连通，所述第一出气孔分别与所述第一缓冲孔的上部和所述呼吸管连通，所述滤芯设置于所述第一出气孔内。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述回油孔、所述第一进气孔、所述第一缓冲孔和所述第一出气孔的直径依次变大。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述呼吸管和所述高速回油通道均为所述齿轮箱本体内开设的通孔。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述齿轮箱本体包括下箱体和上箱体；

所述下箱体上铸造或加工出半开放式的所述回油缓冲腔和所述回油通道，半开放式的所述回油缓冲腔通过缓冲腔压盖密封；

所述上箱体上铸造或加工出所述呼吸管、用于安装所述呼吸阀的呼吸阀安装座和用于安装所述呼吸器的呼吸器安装座。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述呼吸阀在与所述呼吸阀安装座的连接面上开设有密封圈安装槽，所述密封圈安装槽内设置有密封圈。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述呼吸器包括呼吸器本体、呼吸器盖和安装座，所述呼吸器本体的上部分别开设有第二缓冲孔和集污孔、下部开设有分别与所述第二缓冲孔和所述呼吸管连通的第二进气孔，所述呼吸器盖覆盖于所述呼吸器本体的上部，所述呼吸器盖上设置有与所述第二缓冲孔连通的第二出气孔，所述安装座连接所述齿轮箱本体的外侧和所述呼吸器本体。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述第二进气孔、和/或所述第二出气孔、和/或所述集污孔的数量为多个，所述第二出气孔和所述集污孔一一对应。

可选的，在上述用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱中，所述第二缓冲孔的直径大于所述第二进气孔和所述第二出气孔的直径。

本发明提供了一种用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱，其有益效果在于：

在齿轮箱本体上设置高速回油通道和呼吸系统，在齿轮箱运转时，输入轴和输出轴密封迷宫泄漏出的润滑油均先回流到回油缓冲腔，再从回油缓冲腔流回齿轮箱油池。当齿轮箱转速升高导致齿轮箱内部压强变大，阻碍润滑油回流至齿轮箱油池时，密封迷宫泄漏出的润滑油可以先回流集聚在回油缓冲腔中，待齿轮箱转速降低后最终回流到齿轮箱油池，使得输入轴和输出轴密封迷宫泄漏出的润滑油顺利回流。齿轮箱通过呼吸系统与外部环境相连，当齿轮箱内部压强大于外部环境时，内部气流通过呼吸系统流到外部环境，降低齿轮箱内部的压强；当齿轮箱内部压强小于外部环境时，外部环境气流通过呼吸系统流入齿轮箱内，提高齿轮箱内部压强，从而达到平衡齿轮箱内外压强的目的。

上述设置中，高速回油通道和呼吸系统共同组成的高速机车驱动齿轮箱，使得机车驱动齿轮箱在高速运转下密封迷宫处的润滑油能够顺利回油至齿轮箱油池，确保齿轮箱密封效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种高速机车驱动齿轮箱在电机侧方向的结构示意图；

图2为图1在A-A向的截面图；

图3为图2在B-B向的截面图；

图4为本发明实施例提供的一种高速机车驱动齿轮箱的纵截面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的高速回油通道的纵截面局部放大图；

图6为本发明实施例提供的高速回油通道的横截面仰视图；

图7为本发明实施例提供的呼吸系统的纵截面局部放大图；

图8为本发明实施例提供的呼吸阀的截面示意图；

图9为本发明实施例提供的呼吸器的截面示意图；

图10-图11为本发明实施例提供的高速回油通道的润滑油回流方向示意图；

图12为本发明实施例提供的呼吸系统的气体流动方向示意图；

图13为本发明实施例提供的呼吸阀内空气和润滑油的流动方向示意图；

图14为本发明实施例提供的呼吸器内空气和污物的流动方向示意图。

上图中：

100-齿轮箱本体；110-上箱体；120-下箱体；130-电机侧缓冲腔压盖；140-车轮侧缓冲腔压盖；

200-高速回油通道；210-回油缓冲腔；220-输入轴迷宫回油道；231-第一输出轴迷宫回油道；232-第二输出轴迷宫回油道；240-油池回油道；

300-呼吸系统；310-呼吸器；311-安装座；3111-第二进气孔；312-呼吸器本体；3121-第二缓冲孔；3122-集污孔；313-呼吸器盖；3131-第二出气孔；320-呼吸管；330-呼吸阀；331-第一出气孔；332-第一进气孔；333-第一缓冲孔；334-滤芯；335-回油孔；336-密封圈安装槽；340-密封圈；

A-车轮侧；B-电机侧；

a1-输入轴迷宫区域；a2-输出轴迷宫区域；a3-缓冲区域；a4-齿轮箱内运转低压区；a5-齿轮箱油池；

b1-齿轮箱内部；b2-齿轮箱外部环境；

c1-雾化油气流；c2-空气流；c3-回流润滑油；

d1-出气流；d2-进气流；d3-污物流。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的核心是提供一种用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱，能够确保齿轮箱在高速运转时动密封处回油顺畅，并且有效提高齿轮箱密封效果。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体地，请参考图1-图14，本发明提供的一种用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱，包括：齿轮箱本体100、以及设置于齿轮箱本体100上的高速回油通道200和呼吸系统300。

其中，高速回油通道200包括回油缓冲腔210、输入轴迷宫回油道220、输出轴迷宫回油道和油池回油道240，回油缓冲腔210的上部分别通过输入轴迷宫回油道220连通输入轴密封迷宫以及通过输出轴迷宫回油道连通输出轴密封迷宫、下部通过油池回油道240与齿轮箱油池a5连通，通过高速回油通道200连接动密封各道迷宫腔和齿轮箱油池a5，使得从迷宫处泄漏出的润滑油回流到齿轮箱油池a5。

呼吸系统300安装到齿轮箱上，用于调节箱体内部压强。具体的，呼吸系统300包括呼吸器310、呼吸管320和呼吸阀330，呼吸管320的两端分别连接呼吸器310和呼吸阀330，呼吸器310与外部环境连通，呼吸阀330与齿轮箱本体100的内部空间连通。

上述结构的工作原理为：齿轮箱在运转时，如图10所示，输入轴迷宫区域a1和输出轴迷宫区域a2泄漏出的润滑油均先由输入轴迷宫回油道220和输出轴迷宫回油道回流到回油缓冲腔210(缓冲区域a3)，如图11所示，再从回油缓冲腔210(缓冲区域a3)经由油池回油道240流回齿轮箱油池a5。当齿轮箱转速升高导致齿轮箱内部b1压强变大，阻碍润滑油回流至齿轮箱油池a5时，密封迷宫泄漏出的润滑油可以先回流集聚在回油缓冲腔210中，待齿轮箱转速降低后最终回流到齿轮箱油池a5(经由齿轮箱内运转低压区a4再到齿轮箱油池a5)，使得输入轴密封迷宫和输出轴密封迷宫泄漏出的润滑油顺利回流。

如图12所示，齿轮箱通过呼吸系统300与外部环境相连，当齿轮箱内部b1压强大于齿轮箱外部环境b2时，齿轮箱的内部气流依次通过呼吸阀330、呼吸管320和呼吸器310流到外部环境，从而降低齿轮箱内部b1的压强。当齿轮箱内压强小于齿轮箱外部环境b2(停机冷却)时，外部环境气流依次通过呼吸器310、呼吸管320和呼吸阀330流入齿轮箱的内部，提高齿轮箱内部b1压强，从而达到平衡齿轮箱内外压强的目的。

本发明提供的用于提高回油效果的高速机车驱动齿轮箱，在齿轮箱本体100上设置高速回油通道200和呼吸系统300，在齿轮箱运转时，输入轴和输出轴密封迷宫泄漏出的润滑油均先回流到回油缓冲腔210，再从回油缓冲腔210流回齿轮箱油池a5。当齿轮箱转速升高导致齿轮箱内部b1压强变大，阻碍润滑油回流至齿轮箱油池a5时，密封迷宫泄漏出的润滑油可以先回流集聚在回油缓冲腔210中，待齿轮箱转速降低后最终回流到齿轮箱油池a5，使得输入轴和输出轴密封迷宫泄漏出的润滑油顺利回流。齿轮箱通过呼吸系统300与外部环境相连，当齿轮箱内部b1压强大于齿轮箱外部环境b2时，内部气流通过呼吸系统300流到外部环境，降低齿轮箱内部b1的压强；当齿轮箱内部b1压强小于齿轮箱外部环境b2时，外部环境气流通过呼吸系统300流入齿轮箱内，提高齿轮箱内部b1压强，从而达到平衡齿轮箱内外压强的目的。

上述设置中，高速回油通道200和呼吸系统300共同组成的高速机车驱动齿轮箱，使得机车驱动齿轮箱在高速运转下密封迷宫处的润滑油能够顺利回油至齿轮箱油池a5，确保齿轮箱密封效果。

如图5和图6所示，在齿轮箱两侧(车轮侧A和电机侧B)分别设置高速回油通道200，在齿轮箱油池a5侧面回油通道中部设置回油缓冲腔210，回油缓冲腔210的上部通过输入轴迷宫回油道220和输出轴迷宫回油道分别连接输入轴各密封迷宫和输出轴各密封迷宫，下部连接齿轮箱油池a5且出油口位于齿轮箱内运转低压区a4。其中，输出轴迷宫回油道的数量可以为多个，具体可包括相邻布置的第一输出轴迷宫回油道231和第二输出轴迷宫回油道232。

在具体实施例中，高速回油通道200的数量为两条，两条高速回流通道分别设置于齿轮箱本体100的车轮侧A和电机侧B。

同样的，呼吸系统300的数量为两个，两个呼吸系统300分别设置于齿轮箱本体100的车轮侧A和电机侧B。

当然，高速回油通道200和呼吸系统300的数量和具体设置位置还可以根据实际需要进行适应性选择，在此不作赘述。

在具体实施例中，呼吸阀330上开设有第一进气孔332、第一缓冲孔333、回油孔335、第一出气孔331和滤芯334，第一进气孔332与齿轮箱本体100的内部空间连通，第一缓冲孔333与第一进气孔332连通，回油孔335分别与第一缓冲孔333的下部和输出轴密封迷宫连通，第一出气孔331分别与第一缓冲孔333的上部和呼吸管320连通，滤芯334设置于第一出气孔331内。

其中，呼吸阀330可由工程板材加工而成。滤芯334由吸油材料制成，可吸附雾化润滑油中的润滑油，通过空气。呼吸阀330的滤芯334需定期更换。

为了进一步提高回油效果，回油孔335、第一进气孔332、第一缓冲孔333和第一出气孔331的直径依次变大。

如图13所示，呼吸系统300中呼吸阀330的第一进气孔332、第一缓冲孔333和第一出气孔331的直径依次变大，使得齿轮箱内高压气流压强逐步降低，同时在第一出气孔331处设置滤芯334防止雾化后的润滑油(雾化油气流c1)泄漏出去，回油孔335为雾化油气流c1重新液化后(形成回流润滑油c3)回流到齿轮箱本体100内，空气流c2通过滤芯334排出至呼吸管320。

为了简化结构、合理布置管路，呼吸管320和高速回油通道200均为齿轮箱本体100内开设的通孔。

在具体实施例中，齿轮箱本体100包括上下布置的上箱体110和下箱体120。上箱体110和下箱体120可通过螺栓连接。

下箱体120上铸造或加工出半开放式的回油缓冲腔210和回油通道，半开放式的回油缓冲腔210通过缓冲腔压盖密封。

上箱体110上铸造或加工出呼吸管320、用于安装呼吸阀330的呼吸阀330安装座311和用于安装呼吸器310的呼吸器310安装座311。

具体的，如图1所示，在齿轮箱本体100的下箱体120两侧铸造或加工出高速回油通道200的半开放式回油缓冲腔210及连接密封迷宫和齿轮箱油池a5的回油通道，用六角螺栓将缓冲腔压盖安装到回油缓冲腔210上，并在缓冲腔压盖与箱体安装面上涂抹密封胶保证密封，形成高速回油通道200。缓冲腔压盖具体包括电机侧缓冲腔压盖130和车轮侧缓冲腔压盖140。

在齿轮箱本体100的上箱体110两侧铸造或加工出呼吸系统300的呼吸管320、呼吸阀330安装座311和呼吸器310安装座311。用六角螺栓将呼吸阀330和呼吸器310安装到齿轮箱本体100上，并在安装面上涂抹密封胶配合呼吸阀330配合面上安装的O型密封圈340保证密封，形成呼吸系统300。

在具体实施例中，呼吸阀330在与呼吸阀330安装座311的连接面上开设有密封圈340安装槽336，密封圈340安装槽336内设置有密封圈340，从而防止气体和润滑油从呼吸阀330与呼吸阀330安装座311之间的缝隙中通过。密封圈340可以为橡胶圈，其截面可以为O型、矩形或其他形状。

在进一步具体实施例中，呼吸器310包括呼吸器本体312、呼吸器盖313和安装座311，呼吸器本体312的上部分别开设有第二缓冲孔3121和集污孔3122、下部开设有分别与第二缓冲孔3121和呼吸管320连通的第二进气孔3111，呼吸器盖313覆盖于呼吸器本体312的上部，呼吸器盖313上设置有与第二缓冲孔3121连通的第二出气孔3131，安装座311连接齿轮箱本体100的外侧和呼吸器本体312。

其中，安装座311、呼吸器310体和呼吸器盖313均可由工程材料加工而成，加工后焊接成呼吸器310。

为了提高压力平衡效果，第二进气孔3111、和/或第二出气孔3131、和/或集污孔3122的数量为多个，第二出气孔3131和集污孔3122一一对应。

如图9所示，呼吸器310上设计有在第二缓冲孔3121的圆周方向均布的4个第二进气孔3111、4个第二出气孔3131和4个集污孔3122。第二缓冲孔3121的直径大于第二进气孔3111和第二出气孔3131的直径，集污孔3122与第二出气孔3131配对设计，出气通道和进气通道在集污孔3122处均存在阶梯。

特别的，第二缓冲孔3121的直径大于第二进气孔3111和第二出气孔3131的直径。

如图14所示，呼吸器310中第二进气孔3111到第二出气孔3131的直径依次变大，使得出气流d1的压强逐步降低，进一步使得气流中雾化的润滑油液化回流到齿轮箱内；进气流d2和出气流d1从呼吸器310的第二进气孔3111、第二缓冲孔3121和第二出气孔3131之间流通。集污孔3122位于第二缓冲孔3121和第二出气孔3131之间，且设计有折弯台阶，收集出气流d1中残留的润滑油和进气流d2中的污物(形成污物流d3)。

高速回油通道200和呼吸系统300共同组成的高速机车驱动齿轮箱回油系统使得机车驱动齿轮箱在高速运转下密封迷宫处的润滑油顺利回油至齿轮箱油池a5，确保齿轮箱密封。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。