高速列车齿轮箱迷宫密封间隙的计算与分析

□高旺

中车北京南口机械有限公司 北京102202

1 研究背景

迷宫密封的工作原理是在旋转零件与静止零件之间设计迷宫间隙，利用流体经过动环与静环之间形成的一系列节流间隙与膨胀空腔，以达到节流防漏的目的［1］。迷宫密封因其结构简单、无需密封填料、无摩擦、易维护等优点被广泛应用于高速列车齿轮箱，迷宫密封的密封效果制约着高速列车齿轮箱的设计与应用，迷宫密封的性能主要取决于密封结构形状、流道的曲折程度、密封空腔的数量及流道的间隙值。目前，已有大量学者对前三种迷宫密封性能影响因素进行了研究，但对流道间隙的研究不多［2-5］。

针对电机侧输入轴渗油现象，笔者公司在齿轮箱的升级过程中，对回油槽、观察油标及迷宫密封间隙尺寸进行了改进，而笔者主要针对齿轮箱齿轮轴甩油环（转子）与端盖（定子）形成的迷宫密封，探讨影响其流道间隙值的相关因素，建立相应的简化计算模型，并以某高速列车齿轮箱为例进行分析与计算。

2 理论分析

流道的理论间隙是指综合考虑各种因素，计算求解得到的在工作时转子与定子之间不发生刮擦且泄漏量最小的常温静态间隙［6］。影响高速列车齿轮箱迷宫间隙的因素主要有轴的挠度、转子离心力变形、转子轴心与轴承轴心的偏心值、转子与轴的过盈配合、转子与定子的热变形、转子的形位公差与尺寸公差等。以下将对各个影响因素进行相关的理论分析。

2.1 轴的挠度

齿轮箱齿轮轴的定位以滚子-球-滚子轴承为支承，轴在齿轮啮合力的作用下会产生相应的挠度变形。……