王明山 耿旭輝
（中航工業燃氣渦輪研究院，四川江油 621703）
【摘 要】齒輪箱（xiāng）在實際運行中，動（dòng）密封處漏（lòu）油嚴重（chóng），通過（guò）故障再現及原因分析，漏油是由於在動密封處形成負壓，潤（rùn）滑油被從齒輪箱內吸出，通過設計改進，在動密封處引入外界大氣壓，漏油問題解決。
【關鍵詞】齒輪箱；漏油；動密封
1 概況
試驗設備的工作原理圖如圖1所示，電機帶動齒輪箱增速，齒輪箱（xiāng）通過（guò）花鍵將扭矩傳遞給減振軸（zhóu）係並帶動試驗件旋轉進行試驗。真空潤滑油站對減振軸係進行潤滑，齒（chǐ）輪潤滑（huá）油站對（duì）齒輪箱進（jìn）行潤滑，真空泵對真空潤滑（huá）油站、試驗艙及減（jiǎn）振（zhèn）軸係（xì）提供粗真（zhēn）空環境。
設（shè）備在使用過程中發現試驗艙內集油，由（yóu）於試驗艙內（nèi）溫度Z高可達500℃，試驗艙集油對設備的安全造成了嚴重的影響。通過故障再現及排查，確認試驗艙集油是從齒輪箱高速輸出（chū）軸（zhóu）軸孔吸入試驗艙。
2 故障原因分析
齒輪箱的結構如圖2所示，齒輪箱高速（sù）輸出（chū）軸為（wéi）空心軸，上端通過花（huā）鍵與減振軸係的空心軸連（lián）接，下端（duān）通過四個銷（xiāo）子與傳（chuán）感器軸連（lián）接，減振軸係（xì）空心軸直通試驗（yàn）艙。試驗過程中，由於試驗艙處於負壓，通過相互貫通的空心軸，在（zài）齒輪箱（xiāng）高速輸出軸下端處也形成真空，齒輪箱內腔通（tōng）過空氣濾清器與外（wài）界大氣壓相通，在運轉時，齒輪（lún）箱潤滑油通過高速輸出軸甩油盤與擋油套之間的間隙被吸入高速軸下端（duān），再通過各軸內孔被吸入試驗艙（如圖2左邊放大圖所示）。
3 解決方案及（jí）改進措施
為了找到合理的解決方案，我們做了四次對比試驗，主要內容如（rú）下：
①在試驗（yàn）艙不抽取真（zhēn）空（kōng）的情況下對（duì）齒輪箱供（gòng）油，但齒輪箱不運轉，運行30分鍾（zhōng）後試驗艙內無集油，說明齒輪箱在常壓狀態下無漏油；②對試驗（yàn）艙抽真空，試驗艙平（píng）衡壓強為1920Pa，對（duì）齒輪箱供（gòng）油但不運（yùn）轉，運行30分鍾後試驗艙內有集油；③對試驗艙抽（chōu）真空，試驗艙平衡（héng）壓強為1920Pa，對齒輪箱供油，開（kāi）啟電機使齒輪（lún）箱高（gāo）速輸出軸轉速達到1000r/min，運行30分鍾後試驗艙內有集油；④拆（chāi）除（chú）齒輪箱下端傳感器軸安裝座（zuò），使高速輸出軸下端處於大氣（qì）壓狀態（tài），開啟真空泵使試驗艙形成真（zhēn）空，試驗艙（cāng）平衡壓強為2172Pa，對齒輪箱供油但不運轉，運行30分鍾（zhōng）後試驗艙內（nèi）無集油。
在一般情況下，隨著（zhe）轉速的（de）提高（gāo），旋轉部件的動密封效果會越來越好，但通（tōng）過對比試（shì）驗可以看出，在試驗艙抽真（zhēn）空狀態下，提高齒輪箱高速輸出軸轉速，高（gāo）速輸出軸下端甩油（yóu）盤（pán）處的動密封仍存在漏油，而在拆除齒輪箱（xiāng）下端傳感器軸安裝座，使高速輸出軸下端處於大氣壓狀態，甩油盤處的動密封無漏油現象。
通過逆向（xiàng）思考，如若在設備抽真空狀（zhuàng）態工作時，能夠使高速輸出軸下端的密（mì）閉腔室（shì）與外界大氣相通，破壞原腔室的真空環境（jìng），在此處（chù）形成大氣壓，漏油問題就能（néng）得到解決。但這會增加試驗（yàn）艙的真空泄（xiè）漏率，使試驗艙的真空平衡（héng）壓強升高，通過查閱設備使用要求，試驗艙的真（zhēn）空平衡壓強隻要小於2500Pa就能滿（mǎn）足使用，而（ér）在拆除齒輪箱（xiāng）下端傳感器軸安裝（zhuāng）座，使（shǐ）高速輸出軸下端處於大氣壓狀態（tài）時，試驗艙的平衡壓強為2172Pa，小於設備要求的（de）Z大平衡壓強，說明方案可行。
為此，我們對傳感器（qì）軸安（ān）裝座（zuò）的結構進行了改進，增加與外界連通的溝槽。通過（guò）測量計算，高（gāo）速輸出軸通孔的截麵積為50.24，即傳感器軸安裝座與（yǔ）外界連通的（de）溝槽麵積隻需大於50.24即可滿足（zú）使（shǐ）用，改（gǎi）進後的傳感器軸安裝座，其與外界相通的溝槽截麵積為58。
4 改進效果
傳感器軸安裝座改進後，通過試驗驗證，試驗艙真空平衡壓強為（wéi）2170Pa，運（yùn）行30分鍾後試驗艙內無集油，齒輪箱高速輸（shū）出軸甩油盤動密封問題得到圓滿的解決。
來源：《中國科技縱（zòng）橫》2014年7期
