一种用于齿轮箱的冷却装置及齿轮箱的制作方法

1.本实用新型涉及机械设备用冷却装置技术领域，具体涉及一种齿轮箱用的冷却装置。


背景技术：

2.在机械设备内部，例如链轮、传送带和齿轮箱等，尤其是齿轮箱这类进行高速旋转的传动设备，齿轮副、轴承在转动过程中会产生热量。对于结构紧凑的齿轮箱，容易造成齿轮箱箱体内部温度急剧上升，润滑油温度上升，润滑油的润滑效果和冷却效果均显著下降。而且，润滑油在高温下容易变质，导致润滑油失效。为保证齿轮副、转轴的正常转动，需要对齿轮箱内的润滑油进行冷却。
3.现有齿轮箱的冷却方式中，常见的冷却方式是将水冷管固定在齿轮箱箱体内部以通过流动的循环水冷却。但是，这种冷却方式不适用于结构紧凑的齿轮箱。而且，一旦水冷管发生泄漏，润滑油与水混合后会发生乳化，造成润滑油报废；而当机械设备与油站连接时可能会导致油站内的油报废。
4.为解决上述问题，现有的齿轮箱将冷却装置设置在齿轮箱箱体的外侧，其结构如授权公告号为cn202326183u的中国专利文献公开的高温泵机械密封冷却保护装置，包括机封函体，高温泵的转轴依次穿出泵体和端盖，并与端盖密封配合。机封函体具有中心穿孔，机封函体通过中心穿孔套设在端盖的外侧。机封函体的侧壁上设有绕机封函体一周的冷却水腔，在机封函体的外壁上设有与冷却水腔连通的冷却水进口和冷却水出口；冷却水腔内设有若干沿机封函体的轴向延伸的隔离筋板，相邻隔离筋板的相反的一端具有缺口，使得冷却水腔内形成沿轴向来回往返且单向导通的过水通道。
5.现有的高温泵机械密封冷却保护装置虽然能够通过环绕在转轴外侧的冷却水腔对转轴进行冷却，但由于冷却水腔内设置有多个沿转轴的周向间隔分布并沿轴向延伸的隔离筋板，冷却水腔被分隔成多个小横截面积并依次连通的通道而形成沿轴向来回往返且单向导通的过水通道，使得过水通道的冷却面积较小而降低冷却效率。而且，加工时，需要在冷却水腔内插入多个环向分布的隔离筋板以保证过水通道的来回往返功能，导致高温泵机械密封冷却保护装置的结构较为复杂且不便于加工。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种设置在齿轮箱箱体外侧且冷却效率较高、结构简单的用于齿轮箱的冷却装置。本实用新型的目的还在于提供一种冷却效率较高、结构简单的齿轮箱。
7.为实现上述目的，本实用新型用于齿轮箱的冷却装置的技术方案是：
8.用于齿轮箱的冷却装置，包括机封函体、冷却水进口和冷却水出口，机封函体用于固定在齿轮箱箱体的前侧，机封函体具有冷却水腔和沿前后方向延伸的中心穿孔；冷却水进口和冷却水出口与冷却水腔连通；所述机封函体包括开槽板和密封板，开槽板包括冷却
水槽和连接座，连接座设置在冷却水槽的底壁上，所述中心穿孔贯穿冷却水槽、连接座和密封板；连接座包括环形侧壁和翅片，环形侧壁具有朝向中心穿孔的内壁面和背向中心穿孔的外壁面，环形侧壁的内壁面用于套配在齿轮箱的轴承端盖的外周面上，密封板与冷却水槽的前端面、环形侧壁的前端面密封连接，以使冷却水槽的槽侧壁、环形侧壁的外壁面与密封板之间共同围成密封的冷却水腔；所述翅片沿环形侧壁的周向间隔分布有多个，所有翅片与环形侧壁的外壁面连接并向外延伸，翅片的端部与冷却水槽的槽侧壁之间具有间隔。
9.有益效果是：本实用新型的用于齿轮箱的冷却装置中，环形侧壁既能够套配在齿轮箱的轴承端盖的周面上作为导热体，又是冷却水腔的侧壁之一(因为密封板、冷却水槽的槽侧壁、连接座的环形侧壁的外壁面共同形成密封的冷却水腔)，并且环形侧壁上还设有向外延伸的翅片，从而形成以轴承端盖为核心、以环形侧壁为扩散中介、以翅片为发散末梢的“辐射状”散热结构，这样，从冷却水进口进入冷却水腔的冷却水向冷却水出口流出的路径就是沿着连接座所形成的冷却水腔的其中一个侧壁而经过各轴承端盖所在位置的“中央环状路径”，以及在“中央环状路径”上连接的辐射路径，如此就能够沿水流方向带走处于轴承端盖内部的齿轮箱各转轴在转动时所产生的热量，并且热量还沿连接座的径向上向外分散，使得热量能够在水流方向和径向扩散方向上迅速散热，提高冷却效率。
10.进一步地改进，冷却水槽的槽侧壁上设有多个朝环形侧壁的外壁面方向延伸的筋条，各筋条在冷却水槽的环向上位于对应相邻两翅片之间，各筋条的端部与环形侧壁的外壁面之间具有间隔。
11.有益效果是：这样设计，各筋条与对应的翅片之间形成迷宫式结构，以增加冷却水在冷却水腔内的流动路程及时间，提高冷却效率。
12.进一步地改进，冷却水进口和冷却水出口位于机封函体的同一侧，所述冷却水槽的底壁上设有隔离筋板，隔离筋板连接冷却水槽的槽侧壁与环形侧壁的外壁面，且隔离筋板连接冷却水槽的槽侧壁的一端位于冷却水进口和冷却水出口之间。
13.有益效果是：这样设计，隔离筋板和连接座将靠近冷却水进口和冷却水出口一侧的冷却水腔分隔开，远离冷却水进口和冷却水出口一侧的冷却水腔是连通的，使得从冷却水进口进入的冷却水在冷却水腔内环绕连接座一周后从冷却水出口流出，以进一步增加冷却水在冷却水腔内的流动路程及时间，进而进一步提高冷却效率。
14.进一步地改进，开槽板包括镂空板和底板，镂空板固定在底板上，镂空板具有镂空结构，镂空结构包括中央部分和边缘部分，边缘部分与底板共同形成所述的冷却水槽，中央部分形成所述连接座。
15.有益效果是：镂空板一般采用线切割加工，相比于在整板上铣冷却水槽和连接座，这样设计，先通过线切割加工镂空结构再与底板组合形成冷却水槽和连接座的方式加工效率更高，且加工方便。
16.进一步地改进，镂空板焊接固定在底板上。
17.有益效果是：这样设计，增加镂空板与底板的连接强度。
18.进一步地改进，齿轮箱的冷却装置还包括进水座和出水座，进水座和出水座固定在镂空板上，所述冷却水进口贯通进水座和镂空板的侧壁，冷却水出口贯通出水座和镂空板的侧壁。
19.有益效果是：通过设置进水座和出水座增大冷却水进口和冷却水出口的加工空
间，避免镂空板厚度较小而影响冷却水进口和冷却水出口的加工。
20.进一步地改进，冷却水槽的前端面或密封板的后端面上开设有密封槽，密封槽内安装有密封条。
21.有益效果是：这样设计，密封条为现有成品，使用时将密封条安装在密封槽内即完成冷却水槽的前端面与密封板的密封，便于安装和拆卸。
22.进一步地改进，环形侧壁的前端面与密封板之间涂抹有密封胶。
23.有益效果是：这样设计，由于连接座的前端面形状不规则，使用密封胶更加灵活方便，不受密封形状的限制。
24.为实现上述目的，本实用新型齿轮箱的技术方案是：
25.齿轮箱，包括箱体、转轴、轴承端盖和冷却装置，转轴穿装在箱体内部，轴承端盖固定在箱体上并与转轴配合；冷却装置包括机封函体、冷却水进口和冷却水出口，机封函体固定在箱体的前侧，机封函体具有冷却水腔和沿前后方向延伸的中心穿孔；冷却水进口和冷却水出口与冷却水腔连通；所述机封函体包括开槽板和密封板，开槽板包括冷却水槽和连接座，连接座设置在冷却水槽的底壁上，所述中心穿孔贯穿冷却水槽、连接座和密封板；连接座包括环形侧壁和翅片，环形侧壁具有朝向中心穿孔的内壁面和背向中心穿孔的外壁面，环形侧壁的内壁面套配在齿轮箱的轴承端盖的外周面上，密封板与冷却水槽的前端面、环形侧壁的前端面密封连接，以使冷却水槽的槽侧壁、环形侧壁的外壁面与密封板之间共同围成密封的冷却水腔；所述翅片沿环形侧壁的周向间隔分布有多个，所有翅片与环形侧壁的外壁面连接并向外延伸，翅片的端部与冷却水槽的槽侧壁之间具有间隔。
26.有益效果是：本实用新型的齿轮箱中，冷却装置的环形侧壁既能够套配在齿轮箱的轴承端盖的周面上作为导热体，又是冷却水腔的侧壁之一(因为密封板、冷却水槽的槽侧壁、连接座的环形侧壁的外壁面共同形成密封的冷却水腔)，并且环形侧壁上还设有向外延伸的翅片，从而形成以轴承端盖为核心、以环形侧壁为扩散中介、以翅片为发散末梢的“辐射状”散热结构，这样，从冷却水进口进入冷却水腔的冷却水向冷却水出口流出的路径就是沿着连接座所形成的冷却水腔的其中一个侧壁而经过各轴承端盖所在位置的“中央环状路径”，以及在“中央环状路径”上连接的辐射路径，如此就能够沿水流方向带走处于齿轮箱内部的各转轴在转动时所产生的热量，并且热量还沿连接座的径向上向外分散，使得热量能够在水流方向和径向扩散方向上迅速散热，提高冷却效率。
27.进一步地改进，冷却水槽的槽侧壁上设有多个朝环形侧壁的外壁面方向延伸的筋条，各筋条在冷却水槽的环向上位于对应相邻两翅片之间，各筋条的端部与环形侧壁的外壁面之间具有间隔。
28.有益效果是：这样设计，各筋条与对应的翅片之间形成迷宫式结构，以增加冷却水在冷却水腔内的流动路程及时间，提高冷却效率。
29.进一步地改进，冷却水进口和冷却水出口位于机封函体的同一侧，所述冷却水槽的底壁上设有隔离筋板，隔离筋板连接冷却水槽的槽侧壁与环形侧壁的外壁面，且隔离筋板连接冷却水槽的槽侧壁的一端位于冷却水进口和冷却水出口之间。
30.有益效果是：这样设计，隔离筋板和连接座将靠近冷却水进口和冷却水出口一侧的冷却水腔分隔开，远离冷却水进口和冷却水出口一侧的冷却水腔是连通的，使得从冷却水进口进入的冷却水在冷却水腔内环绕连接座一周后从冷却水出口流出，以进一步增加冷
却水在冷却水腔内的流动路程及时间，进而进一步提高冷却效率。
31.进一步地改进，开槽板包括镂空板和底板，镂空板固定在底板上，镂空板具有镂空结构，镂空结构包括中央部分和边缘部分，边缘部分与底板共同形成所述的冷却水槽，中央部分形成所述连接座。
32.有益效果是：镂空板一般采用线切割加工，相比于在整板上铣冷却水槽和连接座，这样设计，先通过线切割加工镂空结构再与底板组合形成冷却水槽和连接座的方式加工效率更高，且加工方便。
33.进一步地改进，镂空板焊接固定在底板上。
34.有益效果是：这样设计，增加镂空板与底板的连接强度。
35.进一步地改进，齿轮箱还包括进水座和出水座，进水座和出水座固定在镂空板上，所述冷却水进口贯通进水座和镂空板的侧壁，冷却水出口贯通出水座和镂空板的侧壁。
36.有益效果是：通过设置进水座和出水座增大冷却水进口和冷却水出口的加工空间，避免镂空板厚度较小而影响冷却水进口和冷却水出口的加工。
37.进一步地改进，冷却水槽的前端面或密封板的后端面上开设有密封槽，密封槽内安装有密封条。
38.有益效果是：这样设计，密封条为现有成品，使用时将密封条安装在密封槽内即完成冷却水槽的前端面与密封板的密封，便于安装和拆卸。
39.进一步地改进，环形侧壁的前端面与密封板之间涂抹有密封胶。
40.有益效果是：这样设计，由于连接座的前端面形状不规则，使用密封胶更加灵活方便，不受密封形状的限制。
附图说明
41.图1为本实用新型齿轮箱的结构示意图；
42.图2为图1的正视图；
43.图3为图2中的a-a剖视图；
44.图4为图1的局部爆炸图。
45.图中：11、开槽板；12、密封板；13、冷却水槽；14、连接座；15、环形侧壁；16、进水座；17、冷却水进口；18、隔离筋板；19、出水座；20、冷却水出口；21、镂空板；22、底板；23、筋条；24、翅片；25、中心穿孔；26、箱体；27、轴承端盖；28、锁紧螺栓；29、转轴。
具体实施方式
46.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
47.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于
本实用新型保护的范围。
48.需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。
49.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
51.以下结合实施例对本实用新型作进一步地详细描述。
52.本实用新型的齿轮箱的实施例1：
53.如图1和图4所示，齿轮箱包括箱体26、转轴29、轴承端盖27和冷却装置，转轴29穿装在箱体26的内部，轴承端盖27固定在箱体26上并位于转轴20的前端。冷却装置包括机封函体、冷却水进口17、冷却水出口20、进水座16和出水座19，机封函体固定在箱体26的前侧。机封函体具有沿前后方向延伸的中心穿孔25，机封函体通过中心穿孔25套配在轴承端盖27的外周面上。
54.如图2至图4所示，机封函体包括开槽板11和密封连接在开槽板11前端面的密封板12，开槽板11焊接固定在箱体26的前侧，开槽板11从结构上来看，它包括冷却水槽13和连接座14，连接座14设置在冷却水槽13的底壁上，中心穿孔25贯通冷却水槽13、连接座14和密封板12。在其他实施例中，开槽板11可以与箱体26一体铸造成型。
55.关于上述的开槽板11，在本实施例中具体是由一个底板22和焊接固定在底板22上的一个镂空板21形成的组合体。当然，在其它实施例中，开槽板也可以是在一块板上铣槽加工所形成的一体结构。所以从组成上来看，本实施例中的开槽板11包括底板22和镂空板21，但这与上述的开槽板11包括冷却水槽13和连接座14是相互关联的，因为在本实施例中，镂空板21所具有的镂空结构包括中央部分和边缘部分，其中的边缘部分与底板22共同形成冷却水槽13的结构，而中央部分则形成连接座14。
56.另外，开槽板11采用组合体的原因在于，镂空板21可采用线切割方式加工，再与底板22组成形成完整的开槽板11，相比于在整板上铣槽的加工方式，这样能够提高加工效率，降低加工难度。另外在其它实施例中，镂空板可以与底板使用螺栓连接固定，底板上开设有密封槽，密封槽内安装有密封条，以保证镂空板与底板之间的密封性。
57.如图4所示，上述的连接座14包括环形侧壁15和翅片24，环形侧壁15具有朝向中心
穿孔25的内壁面和背向中心穿孔25的外壁面，环形侧壁15的内壁面套配在轴承端盖27的外周面上，以与轴承端盖27导热配合。密封板12与环形侧壁15的前端面、冷却水槽13的前端面密封连接，以使环形侧壁15的外壁面、冷却水槽13的槽侧壁和密封板12共同围成密封的冷却水腔。翅片24沿环形侧壁15的周向均匀间隔分布有多个，所有翅片24均连接在环形侧壁15的外壁面上，且各翅片24的端部均与冷却水槽13的槽侧壁之间具有一定间隔，从而形成以轴承端盖27为核心、以环形侧壁15为扩散中介、以翅片24为发散末梢的“辐射状”散热结构，提高冷却水腔内的冷却水对处于轴承端盖27内部的各转轴的冷却效率。
58.冷却水槽13具有最大化冷却面积的连续不规则的空腔结构，且冷却水槽13的槽侧壁上设有多个朝环形侧壁15的外壁面方向延伸的筋条23，各筋条23在冷却水槽13的环向上位于对应相邻两翅片24之间，且各筋条23的端部与冷却水槽13的槽侧壁之间具有一定间隔，使得冷却水腔内形成迷宫式的冷却水流动通道，进一步增加冷却水的流动路径以提高冷却效率。
59.关于上述的密封板12，为了与开槽板11密封连接，环形侧壁15的前端面上设有多个沿其周向间隔分布的螺纹孔，冷却水槽13的前端面上设有多个沿其环向间隔分布的螺纹孔，密封板12的中间及边缘设有相应的通孔，以通过锁紧螺栓28连接密封板12和开槽板11。同时，为保证冷却水腔的密封性能，密封板12后端面的边缘处开设有密封槽，密封槽内安装有密封条；而密封板12的后端面上与环形侧壁15的前端面配合的区域涂抹有密封胶，以形成密封结构，保证密封板12与开槽板11的密封连接。在其它实施例中，密封槽可以设置在冷却水槽13的前端面上，密封槽内安装有密封条。
60.如图4所示，进水座16和出水座19固定在镂空板21的同一侧，冷却水进口17贯通镂空板21的侧壁和进水座16，冷却水出口20贯通镂空板21的侧壁和出水座19。而且，冷却水槽13的底壁上设有隔离筋板18，隔离筋板18连接冷却水槽13的槽侧壁与环形侧壁15的外壁面，隔离筋板18连接冷却水槽13的槽侧壁的一端位于冷却水进口17和冷却水出口20之间，这样，隔离筋板18和连接座14将靠近冷却水进口17和冷却水出口20一侧的冷却水腔分隔开，远离冷却水进口17和冷却水出口20一侧的冷却水腔是连通的，使得从冷却水进口17进入的冷却水在冷却水腔内围绕连接座14流动一周后从冷却水出口20流出，以增加冷却水在冷却水腔内的流动路程及时间，进一步提高散热效果。
61.本实用新型的齿轮箱中，开槽板11包括冷却水槽13和设于冷却水槽13内的连接座，密封板12与开槽板11的前端面密封连接，使得密封板12、冷却水槽13的槽侧壁、连接座14的环形侧壁15的外壁面共同形成密封的冷却水腔。环形侧壁15既能够套配在齿轮箱的轴承端盖27的周面上作为导热体，又是冷却水腔的侧壁之一，并且环形侧壁15上还设有向外延伸的翅片24，从而形成以轴承端盖27为核心、以环形侧壁15为扩散中介、以翅片24为发散末梢的“辐射状”散热结构，这样从冷却水进口17进入冷却水腔的冷却水向冷却水出口20流出的路径，就是沿着连接座14所形成的冷却水腔的其中一个侧壁而经过各轴承端盖27所在的位置的“中央环状路径”，以及在“中央环状路径”上连接的辐射路径，如此就能够沿水流方向带走处于轴承端盖27内部的齿轮箱各转轴在转动时所产生的热量，并且热量还沿转轴的径向上向外分散，使得热量能够在水流方向和径向扩散方向上迅速散热，提高冷却效率。
62.本实用新型的齿轮箱的实施例2：
63.本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，冷却水槽13的槽侧壁上设有多个朝
环形侧壁15的外壁面方向延伸的筋条23。本实施例中，取消设置筋条23。
64.本实用新型的齿轮箱的实施例3：
65.本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，冷却水进口17和冷却水出口20位于机封函体的同一侧，隔离筋板18连接冷却水槽13的槽侧壁与环形侧壁15的外壁面，且隔离筋板18连接冷却水槽13的槽侧壁的一端位于冷却水进口17和冷却水出口20之间。本实施例中，冷却水进口17和冷却水出口20分别位于机封函体的上下相对两侧。此时，可以取消设置隔离筋板18。在其它实施例中，冷却水进口17和冷却水出口20位于机封函体的其余不同位置，可根据实际情况进行选择。
66.本实用新型的齿轮箱的实施例4：
67.本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，齿轮箱还包括进水座16和出水座19，进水座16和出水座19固定在镂空板21的侧壁上，冷却水进口17贯通镂空板21的侧壁和进水座16，冷却水出口20贯通镂空板21的侧壁和出水座19。本实施例中，冷却水进口17和冷却水出口20设置在镂空板21的侧壁上并贯通镂空板21的侧壁，以与冷却水腔连通。
68.本实用新型的用于齿轮箱的冷却装置的实施例：该用于齿轮箱的冷却装置的结构与上述齿轮箱的实施例1至4中任一项所述的冷却装置的结构相同，在此不再具体说明。
69.最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。