一种可以安装在潜水搅拌机壳体内的齿轮减速器的制作方法

本发明属于水处理设备领域，特别涉及一种可以安装在潜水搅拌机壳体内的齿轮减速器；

背景技术：

潜水搅拌机是市政和工业污水处理工艺流程中大量使用的设备，由于水处理工艺流程连续性的需要，潜水搅拌机设备必须长期连续不停顿的运行，故耗电量极大。

目前国内传统型潜水搅拌机绝大部分都是使用交流异步电动机(下文中“交流异步电动机”简称为电机)直连叶轮的结构形式，为了保证叶轮在一定的转速下产生足够的水流推力，传统型潜水搅拌机根据配用叶轮直径的大小来分级选用多极(下文中“极”用p代替)电机方式实现额定转速为搅拌机叶轮提供扭矩动力源，小功率(4kw及以下)传统型潜水搅拌机(叶轮直径320-400)的电机一般按8p标准设计，大一点功率(5kw及以上)的传统型潜水搅拌机(叶轮直径620)的电机一般按12p标准设计。标称同样功率电机的p数越多，工作时的电流就越大，其耗电量极大，而且因电机的消耗无用功多而造成功率因素低，以7.5kw/12p传统型潜水搅拌机为例计算：额定电流28a，经某水处理现场多台测试实际电流在26.4-30.4之间，平均每小时耗电11.6度，电机功率因素约0.51-0.61之间。

技术实现要素：

本发明的目的在于通过改进产品结构，将原采用(6p、8p、12p)等多p电机直连式驱动结构形式的传统型潜水搅拌机设计成4p电机驱动，在潜水搅拌机机壳内增加一个齿轮减速器，利用4p电机综合性能较优以及斜齿圆柱齿轮传动效率可达99％的优点，同时利用齿轮减速增加扭矩的机械原理，实现4p电机驱动齿轮减速器后使输出轴上的叶轮转速达到12p、8p或6p直连式传统型潜水搅拌机叶轮的基本相同的转速，经过机电一体化组合设计成新型结构的具有节电功能的新型潜水搅拌机；实测以7.5kw4p新型潜水搅拌机电机为例，电流a在11.9-12.5a，平均每小时耗电6.34度，每小时节电5.25度，每年可节电45000度以上，节电效果可达45％；安装了齿轮减速器的新型潜水搅拌机整机重量比传统型潜水搅拌机减轻了30％左右。新型改进后的新型潜水搅拌机与传统型潜水搅拌机外形尺寸基本一致，对安装系统没有任何影响，因而非常有利于使用传统型潜水搅拌机产品的水处理企业进行产品更新换代；更适用于新建水处理工程项目的选型。

为达到本发明之目的，采用如下技术方案：

一种可以安装在潜水搅拌机壳体内的齿轮减速器，其结构形式为三轴式，输入轴与输出轴为同一轴线，采用平行轴斜齿圆柱齿轮进行二级减速；齿轮减速器组装在新型潜水搅拌机机壳内腔的前端空间；动力传递路线为：电机→电机齿轮→在电机轴线下方的中间轴(其轴线电机与轴线平行)上右侧的一级减速齿轮→中间轴本体上的二级主动齿轮→动力输出轴上的二级减速齿轮(与电机轴线相同)→搅拌机叶轮；减速后的动力输出轴转速与原多p电机额定的转速基本一致；改进后的新型潜水搅拌机长度尺寸略有增加，其产品重量也大大减轻，对原有的潜水搅拌机安装系统没有任何影响，因而非常有利于使用传统型潜水搅拌机产品的水处理企业进行产品更新换代；更适用于新建水处理工程项目的选用。

附图说明

图1为组装在新型潜水搅拌机机壳内的齿轮减速器结构示意图，图中虚线方框范围内为本发明的齿轮减速器的主体结构。

图2为图1的齿轮减速器a-a剖面示意图，图中椭圆孔状剖视位置为一级减速齿轮副的径向局部剖视示意图，件号⑧为(改变齿轮结构后的)双中间轴系列应用时的组合件。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明加以清楚完整的说明。

一种可以安装在潜水搅拌机壳体内的齿轮减速器，其特征为齿轮减速器传动结构形式为三轴式；输入轴与输出轴为同一轴线；平行轴斜齿圆柱齿轮进行二级减速。

齿轮减速器箱体①为铝合金材质，箱体外型呈圆柱型，箱体轴向剖面上有前壁、中壁、后壁，并将箱体分隔成前箱室和后箱室，前箱室和后箱室下侧为封闭状态，箱体上侧有用于安装齿轮及轴承的窗口；箱体的前壁、中壁、后壁上布置了三组轴线平行的孔系，三组轴线的中心一组轴线与圆柱型箱体中心线同轴，另二组为中间轴轴线偏心对称布置在箱体中心线的轴向剖面上；一般情况下产品使用一组中间轴；另一组轴承孔作为用于双中间轴结构产品使用；箱体径向剖面近似于变形的亚字几何形状，箱体的前壁、中壁的径向剖面视图外圆柱体有对称分布的四处呈v形的缺口，箱体外圆被定位于新型潜水搅拌机机壳②内，箱体两侧有对称的两个月牙型空间；箱体两侧箱壁上有数个回油孔，其功能可实现润滑油经齿轮旋转搅动后反复在箱体的内外油室之间循环流动的作用，有利于润滑油通过潜水搅拌机外壳进行散热冷却；箱体前壁的中心孔前端有轴承定位台阶孔；箱体中壁的中心有轴承孔，轴承孔内有孔用弹性挡圈槽，孔口有便于轴承安装的导向台阶孔；箱体后壁上的中心孔有定位电机前轴承座的台阶孔；箱体的轴向剖面上有与箱体中心线平行的呈上下对称布置两组中间齿轮轴轴承孔，轴承孔布置在箱体的前后两壁上，箱体中壁有供中间齿轮轴通过的圆孔；箱体前壁的中间齿轮轴轴承孔内有孔用弹性挡圈槽，轴承孔口有便于轴承安装的导向台阶孔；箱体后壁的中间齿轮轴轴承孔的后端被加工成螺纹孔，螺纹孔内装有轴承压盖，轴承压盖上有螺纹与壳体的螺纹相配，轴承压盖上有定位螺钉用的螺纹孔，通过旋转轴承压盖来对中间轴的圆锥滚子轴承外壳施加预紧力，预紧力调整好后，用紧定螺钉锁定轴承压盖。

齿轮减速器前轴承座为铝合金材质，其本体轴向外形呈亚字型且中心轴线上有轴承孔，轴承孔内安装两面带密封圈的双列角接触球轴承，利用凸出的轴承外壳与减速器箱体进行径向、轴向定位并以螺钉相联接。

齿轮减速器箱体后端用螺钉与电机前轴承座联接，电机前轴承座为铝合金材质，其轴向外形呈圆柱体，箱体中心的轴孔前端有环形定位凸台及安装机械密封组件的定位座孔，后端的轴承孔内有孔用弹性挡圈槽，轴承孔的孔口有便于轴承安装的导向台阶孔。

电机前端轴承座与齿轮减速器箱体之间共用了一个卡装在潜水搅拌机壳体孔内的孔用弹性挡圈进行电机及齿轮减速器的轴向定位。

电机转子轴从电机前轴承座中心的孔内伸入减速器箱体后箱室内，电机齿轮③以圆柱孔及平键联接形式紧固安装在电机转子轴的前端轴颈上；电机齿轮与电机前轴承座之间安装有机械密封组件；电机齿轮的齿形为经磨削而成的斜齿圆柱齿轮，伸入减速器箱体后箱室的电机齿轮与两端配装了圆锥滚子轴承的中间齿轮轴上的一级减速齿轮副相啮合后形成齿轮减速器的一级减速。

中间齿轮轴右侧有渐开线花键套装联接的一级减速齿轮④，左右端轴颈上安装圆锥滚子轴承；中间齿轮轴⑤本体上的齿轮为二级减速主动齿轮，齿轮的齿形为经磨削而成的斜齿圆柱齿轮，中间齿轮轴渐开线花键外圆右端有安装相配件的导向定位台阶，一级减速齿轮的齿形为经磨削而成的斜齿圆柱齿轮，内孔为渐开线花键；一级减速齿轮与右端圆锥滚子轴承之间有止推挡圈。

在动力输出轴前端装有双列角接触球轴承，右侧有渐开线花键套装联接的二级减速齿轮⑥；动力输出轴⑦的渐开线花键轴外圆右端有安装相配件的导向定位台阶，二级减速齿轮为经磨削而成的斜齿圆柱齿轮，其后端与圆柱滚子轴承之间有止推挡圈；二级减速齿轮副安装布置在齿轮减速器箱体的前箱室内。搅拌机叶轮以圆柱孔平键联接形式套装紧固在动力输出轴前端的轴颈上。

上述齿轮减速器箱体及轴承座毛坯选用了铸造工艺生产；其主要零部件均采用精密的数控加工工艺装备切削加工；齿轮为平行轴角度变位的斜齿圆柱齿轮；齿轮类零件选用优质合金钢锻件和氮化热处理工艺，齿形表面的最后加工选用了精密磨削工艺；产品中的设计标准的选用均采用先进的国内外新标准；齿轮参数选用应用了计算机软件进行优化设计计算，并经过bsiso6336：2006标准进行了正齿轮和斜齿轮负载能力的计算复核；产品结构、齿轮、轴类零件、轴承均经过了sabr系列软件的分析评估。可满足产品长时间连续不断地安全运行工况的需要。产品的设计具有模块化、系列化、专业化、批量化的特征。

以上只是本发明实施中的实施例之一，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的人员，在本发明揭露技术范围内，凡以通过变化具体几何尺寸、齿形参数等其他非实质结构改进的替换，均应涵盖在本发明要求的保护范围之内。