一种齿轮箱密封结构的制作方法

本发明涉及齿轮箱密封，具体是涉及一种齿轮箱密封结构。

背景技术：

1、申请人自主研发的现有地铁齿轮箱结构如图1所示，由对合上箱体和下箱体1构成的箱体通过安装在与之固连轴承座2中的轴承支撑车轴4。为了保证车轴可靠接地，轴承座2外侧固连安装有集电环箱5，集电环箱5上安装有接地装置，车轴4与位于集电环箱中的集电环6固连，接地装置碳刷与集电环保持长期接触进行导电接地，会持续摩擦产生碳粉并通过集电环箱下方排粉导管6.0排出。

2、齿轮箱采用小间隙迷宫式密封结构，密封圈7、集电环6和轴承内圈2.1等过盈装配于车轴上为旋转件，集电环箱5、轴承内圈2.2以及轴承座2装配于箱体为静止件，通过静止件与旋转件的相对运动，利用其密封小间隙的狭缝节流作用及其摩擦作用和其密封空腔的耗散作用，使得齿轮箱润滑油不泄露且接地装置碳粉不进入齿轮箱内部。

3、而车辆在运行过程中，随着齿轮箱温度的升高，内部压力逐渐增加，齿轮箱通过动密封和通气器调节内外压平衡，简称零压工况；车辆进入隧道时，车下气流因受隧道封闭空间影响，压力存在陡升，而齿轮箱内部压力无法立即与外部压力平衡，导致外压大于内压，外界气流挤压灌入齿轮箱内部，简称负压工况。

4、现有技术中的齿轮箱的集电环箱为密封结构一部分。在零压工况下，密封内部流体主要通过集电环箱下盖板的排碳导管进入外界环境，抑制密封端的碳粉吸入；但在负压工况时，集电环箱内腔中未排出的碳粉会被气流裹挟、通过迷宫密封小间隙c和回油孔进入齿轮箱内部，造成润滑油发黑，对列车正常运用维护造成较大困扰。参阅图2，因此需要一种带集电环箱的齿轮箱密封结构，以解决现有带集电环箱的齿轮箱密封结构在负压时，存在集电环箱内的碳粉会进入齿轮箱内部，污染润滑油从而导致影响车辆运行的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种齿轮箱密封结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种齿轮箱密封结构，包括通过轴承座中的轴承支撑车轴的齿轮箱箱体、固连于轴承座外侧的集电环箱和密封端盖；车轴套设有位于集电环箱内的集电环；集电环与轴承的内圈之间装有紧套于车轴的密封圈；集电环箱固定安装于密封端盖，位于箱体的电机侧，且密封端盖和集电环箱之间呈间隙设置，之间留有间隙空腔；密封圈的外圆表面分别与轴承座和密封端盖形成密封间隙；轴承座具有与箱体回油孔连通的回油通道，回油通道与轴承座、密封圈和密封端盖之间的对合间隙连通。

3、作为优选，密封端盖固定安装于箱体的电机侧，且密封端盖上沿盖体间隔设有若干个凸台，集电环箱固定安装于密封端盖时，集电环箱朝向密封端盖的端面抵靠于凸台，之间形成间隙空腔。

4、作为优选，集电环箱的内孔包括形状与集电环两端相适配的端部段以及连接两个端部段的中间段，中间段与集电环形成集粉空腔，集粉空腔连接有排粉导管。

5、作为优选，集电环箱朝向间隙空腔侧的端部段设有台阶状折弯部，集电环上与折弯部相对应的端部设有朝折弯部弯折的折弯端，折弯部与折弯端之间形成轴向迷宫式排粉通道；排粉通道与集粉空腔相连通。

6、作为优选，箱体的输出端电机侧通过轴承座内台阶安装轴承的外圈、进而通过轴承的内圈支撑车轴；轴承座的外台阶中部轴向朝外延伸出两处间隔的缩径环，密封圈的中段轴向朝外延伸出与轴承座的两处缩径环分别对应形成密封间隙的两处扩径环。

7、作为优选，两处缩径环和两处扩径环围成与轴承座回油通道连通的密封间隙段，构成回油减压腔；轴承座的缩径环和密封圈的扩径环与轴承之间的密封间隙段，形成蓄油腔。

8、作为优选，箱体由对合固连的上、下箱体构成。

9、作为优选，密封端盖朝向轴承座的侧面沿径向间隔设有若干个朝轴承座方向的第一凸起，密封圈与若干个第一凸起相对应的位置设有形状与第一凸起相适配的第二凸起，若干个第一凸起和第二凸起之间形成迷宫式结构，以构成密封间隙的径向迷宫式密封段，且径向迷宫式密封段与轴承座回油通道相连通。

10、作为优选，密封端盖内孔面沿径向设有一凹槽，与密封圈之间形成容杂腔，容杂腔沿密封圈与径向迷宫式密封段相连通，且容杂腔所在的密封端盖朝间隙空腔开设有连通的排杂孔。

11、作为优选，齿轮箱密封结构还包括箱体车轮侧密封组件，包括第一轴承座、第一密封圈和第一密封端盖；第一轴承座安装于箱体，通过第一轴承座中的轴承支撑车轴，固连于第一轴承座外侧的第一密封端盖，第一轴承座与第一密封端盖之间装有紧套于车轴的第一密封圈；第一密封圈的外圆表面分别与第一轴承座和第一密封端盖形成第一密封间隙；第一轴承座具有与箱体回油孔连通的第一回油通道，第一回油通道与第一轴承座、第一密封圈、第一密封端盖之间的对合间隙连通；第一密封间隙与密封间隙结构相同，第一回油通道与回油通道结构相同；

12、第一密封端盖内孔面沿径向设有第一凹槽，与第一密封圈之间形成第一容杂腔，第一容杂腔沿第一密封圈与第一密封间隙相连通，且第一容杂腔所在的第一密封端盖朝第一密封端盖外侧开设有连通的第一排杂孔。

13、有益效果

14、本发明的齿轮箱通过将集电环箱固定安装于箱体远离轴承座一侧的外端侧，且箱体和集电环箱之间安装有密封端盖，而密封端盖与集电环箱之间呈间隙设置，之间留有间隙空腔，本发明的齿轮箱的输出端电机侧带有接地装置，接地装置安装于集电环箱上。以实现本发明的齿轮箱采用外置式集电环箱，其不参与齿轮箱密封，由于集电环箱与齿轮箱密封结构之间完全敞开，两者之间的间隙空腔与外界直接相通，使得碳粉不受工况状态影响都将直接排出，而无法进入箱体内，从而从根本上解决碳粉进入齿轮箱的情况。

15、在前述的基础上，本发明齿轮箱的输出端电机侧的密封间隙和回油通道构成的密封结构与输出端车轮侧的第一密封间隙和第一回油通道所构成的密封结构相同，电机侧的密封端盖朝向轴承座的侧面与密封圈之间形成径向迷宫式密封段，这与现有技术中的现有齿轮箱采用小间隙迷宫式密封结构的作用相同，利用其密封小间隙的狭缝节流作用及其摩擦作用和其密封空腔的耗散作用，使得齿轮箱润滑油不泄露且接地装置碳粉不进入齿轮箱内部，此密封结构已大批量使用，其结构成熟、运用经验可靠。而本发明在此基础上，通过在轴承座的外台阶中部轴向朝外延伸出两处间隔的缩径环，密封圈的中段轴向朝外延伸出与轴承座的两处缩径环分别对应形成密封间隙的两处扩径环，以形成回油减压腔和蓄油腔，以实现进一步增加密封空腔的耗散作用，可有效避免外部杂质进入润滑油道。与之相同的，本发明的齿轮箱的箱体输出端车轮侧亦采用相同的第一密封间隙和第一回油通道结构，以实现车轮侧箱体的润滑油不泄露，外部杂质不会进入齿轮箱内部。

16、在前述的基础上，本发明的齿轮箱的电机侧的密封端盖朝向集电环箱的侧面朝间隙空腔侧上设有容杂腔，可容纳水或空气粉尘等杂质并通过排杂孔重新排出，有效阻止沿密封圈的径向迷宫式密封间隙段进入齿轮箱。同样的，本发明的车轮侧的第一密封端盖亦开设有第一容杂腔，起到的作用与电机侧的密封端盖相同，在此不再赘述。