大型进口齿轮箱的自主维修及国产化探索

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1、大型进口齿轮箱的自主维修及国产化探索李惠敏1，关权1，陈少峰2（1.华北制药集团倍达有限公司河北省石家庄市052165；2.杭州伟豪离合器有限公司浙江省杭州市311215）摘要：本文基于设备使用及维修管理的角度，对大型进口齿轮箱自主维修及国产化中的重点难点、解决措施及心得体会进行总结和阐述，取得了良好的社会效益和经济效益。关键词：大型进口齿轮箱；螺旋伞齿轮啮合；圆柱斜齿轮啮合；国产化；维修管理发酵大罐是青霉素生产工艺中的核心设备，由于微生物发酵的生产周期较长，所以搅拌系统的连续可靠运行显得至关重要，目前国内的青霉素生产厂+商均选用进口专业齿轮箱提供

2、搅拌动力。作为亚洲最大半合抗生产基地之一，我公司拥有十余台青霉素发酵大罐，配置了美国某知名品牌的专业齿轮箱，目前运行约七万台时，陆续进入耗损故障期。综合考虑维修成本、质量、工期及国产化等因素，我公司决定对发生故障的齿轮箱进行自主维修，并确认杭州某公司作为维修协作单位。本文基于设备使用及维修管理的角度，对自主维修及国产化中的重点难点、解决措施及心得体会进行总结和阐述，希望能抛砖引玉，共同探讨提高。一设备情况简介我公司进口齿轮箱主要技术参数和内部结构分别如表一和图一所示。表一主要技术参数电机输入功率（kW）320输入/输出转速（RPM）1450/114

3、流体反作用扭矩（N.m）75000流体反作用弯矩（N.m）119000外形尺寸（长*宽*高，mm）1550*1080*1150重量（kg）4500传动方式三级减速，圆柱斜齿轮/螺旋伞齿轮/圆柱斜齿轮润滑方式外置油泵和冷却器，强制循环，喷油润滑齿轮箱内部结构如图一所示。-5-图一内部结构示意图1．圆柱斜齿轮2．圆柱斜齿轮3．螺旋伞齿轮4．螺旋伞齿轮5．圆柱斜齿轮轴6．圆柱斜齿轮7．输入轴8．中间横轴9．输出轴二维修中的重点难点及解决措施螺旋伞齿轮啮合1齿轮箱第二级减速为Gleason齿制硬齿面等顶隙收缩螺旋伞齿轮，齿面未经过磨齿工艺，仅进行了磨料对研

4、，精度不高；同时该齿轮付的齿数分别为21和42，具有公因数特点，因此在组装时必须要配对更换，并将齿轮付出厂时所做的特定齿标记相互对准，防止啮合错位引起的噪音及振动等传动故障。2螺伞齿轮付的啮合位置及啮合间隙应同时进行精确调控。经验显示，如不能同时满足要求，要优先保证啮合位置的准确性。该齿制螺伞的啮合位置通过涂色法进行确认，接触斑点应在齿面中间位置（齿高方向55%~75%，齿长方向50%~70%），偏向小端。如有必要，应向齿轮付制造厂商索取研齿时啮合位置图片，确认调控标准。3精确调整啮合间隙，应从整个啮合圆周上平均取四点，确保四点偏差在0.01mm之

5、内，复测时数据有重现性。我方在初次装配4#螺伞后，测量啮合间隙，得出四点偏差为0.04mm，试车时发现螺伞齿轮付啮合噪音超标。拆检4#螺伞，发现其径向定位面单边间隙为0.035mm，分析该螺伞在初次装配时就发生了径向平移，由此造成了啮合间隙四点误差超标。我方排除了操作性差、精确度低的塞尺定位法和热胀冷缩法，采用如下方法确保4#螺伞的径向精确定位，详见图二：3．1确认与定位孔(A)同轴的面，即螺伞小端内凹处，作为装配径向基准面；3．2通过螺栓将螺伞预紧在5#齿轮轴上；3．3用双顶尖车床、杠杆百分表检查装配径向基准面的圆跳动，控制标准为小于0.01mm

6、，如超差，可轻敲螺伞外圆进行微调；3．4将螺栓紧固至规定扭矩，复测圆跳动达标；3．5试车噪音达标。-5-图二4#螺伞装配示意图圆柱斜齿轮啮合1虽然与锥齿轮付相比，圆柱齿轮付加工精度较高，具有互换性，不必配对更换，但基于运行可靠性和寿命预期的考虑，美方维修专家仍认为圆柱齿轮应同时更新，不建议一新一旧参与啮合。我方充分研究了圆柱齿轮付的制造工艺，认为应根据具体情况，决定是否要同时更新：如齿数比不大（i<2.5），两齿轮预期寿命相似，应考虑同时更新；如因特殊原因造成其中一个齿轮提前非正常损坏，可在确认另一齿轮的齿形齿向齿距等测量数据没有超标的前提下，只更

7、换损坏的齿轮。实际试车情况也验证了该结论的正确性。2在实际工作中，我方发现这十余台进口齿轮箱普遍出现了6#大齿轮提前点蚀的现象，对此进行了详细地计算分析，制定了优化后的国产化方案，具体情况如下：表二进口5#/6#齿轮付主要技术参数一览表Z1，5#齿轮齿数20Z2，6#齿轮齿数113n1，5#齿轮转速644.23RPMmn,法面模数7.257(径节DP=3.5)αn,法面压力角20ºβ,分度圆螺旋角13ºb,齿宽210mm变位类型高变位，x1+x2=0齿轮精度6级（GB/T10095-2001）齿轮材质、表面处理及齿面硬度5#齿轮：45钢表面硬化HR

8、C60，6#齿轮：45钢调质HB328P，名义功率320kW根据GB/T3480-1997进行计算：1、齿面接触应力σH=