淺談齒輪箱的密封裝置
2025-12-08
密封對于齒輪箱的齒輪、軸承的工作壽命具有較大的影響，其能夠防止外部的灰塵、水分、金屬粉末等污染物質的侵入，防止?jié)櫥橘|的泄露。大量細小顆粒侵入會引起軸承磨損，導致游隙和噪音的增大從而縮短軸承的壽命；而大的硬質顆粒進入軸承，載荷較高的工況時在壓痕處會發(fā)生點蝕，降低了傳動件的疲勞壽命。因此良好的密封性能對齒輪箱的正常運轉有著不可或缺的作用。
密封應該具備以下工作特性：具備足夠的變形能力以補償不規(guī)則的表面；具有足夠的強度以承受工作中的壓力；能夠承受較大的工作溫度范圍；耐化學性能；運行時具有最小摩擦、摩擦熱量和磨損。
根據密封的類型可以分為：接觸式密封和非接觸式密封。
01 非接觸式
非接觸式密封是指在部件間留有一個密封狹縫，此時只有潤滑劑與軸相接觸，基本沒有摩擦磨損。在這種結構中，其利用離心力、小間隙達到密封的目的，不產生摩擦熱，適于非常高速、高溫的工作條件，在風電齒輪箱中一般有油槽、甩油環(huán)、擋油環(huán)、迷宮密封等等方式。
油槽密封：油槽的結構是利用軸與軸承座之間的小間隙以及該處的多道溝槽達成密封。根據實際經驗，除低速情況外，僅靠油槽密封防止油液泄露的效果不大，一般與其他密封方式配合一起使用達到密封的目的。
圖1 油槽密封
甩油環(huán)、擋油環(huán)等：利用安裝在軸上的旋轉體的離心力，達到防漏油、防塵作用。該部件的安裝位置影響其工作效果，若放置在內側，以防止漏油為主要目的，用于灰塵較少的環(huán)境；放置在外側，則以防止灰塵和水分為主要目的。
圖2 甩油環(huán)密封
迷宮式密封：迷宮密封是一種在軸與軸承座之間，帶有小間隙的凹凸組合的密封結構，目前在風電設計中采用該種密封的方式較常見，能有效改善高速軸漏油的情況。
圖3 迷宮密封
02 接觸式
接觸式密封是指密封件在一定壓緊力作用下與工作表面相接觸，其密封效果取決于接觸表面的潤滑條件、表面粗糙度以及密封件的工況。在保證密封的前提下，應盡量采用較小的壓緊力，以避免運轉時的摩擦力矩過大和溫升過高。接觸式密封一般采用合成橡膠、合成樹脂、毛氈等與軸直接接觸摩擦起到密封作用。
毛氈密封：毛氈密封是一種簡單有效的密封方式，但其很難避免漏油，因此用于防塵的場合較多。
圖4 毛氈密封
V型密封：V型圈是具有軸向密封能力的唇式密封圈。安裝時，這種橡膠圈沿著軸向向內壓直至它的唇在軸向接觸到軸承座，也可起到甩油環(huán)的作用。這種軸向密封受徑向對中誤差和軸向輕微傾斜影響不大，常用作第一道密封，防止污染物進入唇式密封。
圖5 V型密封
旋轉軸密封：該密封通常使用在油潤滑的工況中，其由金屬的骨架或外殼、合成橡膠主體、密封唇和卡緊彈簧組成，利用卡緊彈簧將密封唇壓在旋轉軸配合面上。若防止?jié)櫥瑒┝魇В谂渲弥袘獙⒚芊獯娇谙騼劝惭b，反之，則防止外部污染物的侵入。
圖6 旋轉密封
軸向金屬密封：其一般應用在脂潤滑的工況中，采用薄金屬片制成，其一端被軸承內圈或者外圈的端面卡住，并對另一個軸承套圈施予一定的壓力。
圖7 軸向金屬密封
在實際風電齒輪箱的設計過程中為防止油液的泄露和異物水分等雜質的進入，一般采用多種密封方式組合進行使用，如采用油槽+甩油環(huán)+V型封、甩油環(huán)+V型封等等配置。合理有效的密封設計能夠減少環(huán)境污染，降低齒輪箱故障，創(chuàng)造綠色新能源。
（來源：南京安維士）
