太浦河泵站泵组齿轮箱润滑油系统选择

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1、太浦河泵站泵组齿轮箱润滑油系统选择摘要：太浦河泵站为特低扬程、大流量的泵站，电机和水泵采用齿轮减速箱传动方式。通过技术分析，确定了齿轮减速箱润滑油系统的方式，对系统最重要的稀油站设备提出明确的技术要求。关键词：齿轮减速箱润滑油系统稀油站1泵组特点太浦河泵站的设计净扬程1.39m，单泵设计流量50m3/s，装有6台套斜15°轴伸式水泵，叶轮直径4.1m，转速73r/min，异步电机功率1600kW。该水泵具有扬程特低、单泵流量大、叶轮直径大、转速低的特点，水泵流道从进口到出口有二个小转弯，水泵轴线与水平面呈15°夹角，出水流道

2、的顶板距离较小。如水泵直接与电机连接，低速电机的直径大，不仅价格贵，而且尺寸大不能直接布置在流道的顶板上，所以必须采用齿轮减速箱传动方式，以提高电机转速、减小尺寸、方便布置。斜轴伸泵组总体布置见图1。图1斜轴伸泵组总体布置图2齿轮减速箱的型式齿轮减速箱的型式有多种，从传动比要求、制造和运行经验等各方面分析比较后，本泵站采用二级传动的平行轴HG1210型圆柱齿轮减速箱。传动比i=13.7，电机转速1000r/min，其输入和输出轴线与水平面成15°倾斜布置，齿轮箱的输入轴通过高速齿式联轴器与电机相连，输出轴通过低速齿式联轴器与

3、水泵相连。经过国际投标，该齿轮减速箱由杭州重型齿轮箱工业有限公司生产。3润滑油系统选择3.1润滑方式的确定3.1.1润滑方式齿轮箱的润滑方式主要有油浴润滑、循环润滑以及离心润滑、油雾润滑等。1）油浴润滑也称为油盆（池）润滑，以齿轮箱作为油槽，齿轮浸在油中一定的深度，利用齿轮转动带动下部油盆的油进行接触点的润滑，润滑油靠上下流动自然冷却。这种方式简单可靠，适用于速度不高的中小型齿轮箱。要使油从油盆带到齿轮的啮合点，须有一定的速度，所以齿轮的圆周速度要大于3m/s；但是齿轮的速度又不能太高，速度太高会使油甩离齿面而润滑不良，同时

4、也会增加搅拌的功率损失。一般，对圆柱齿轮传动，圆周速度不超过12~15m/s。采用油浴润滑的齿轮箱，要经常检查油位高度，油面过低不能带动足够的油上下流动，油面过高增加搅动阻力，会使整个齿轮箱的运行温度升高。油温升高，将加速润滑油的氧化变质。对于倾斜150布置的齿轮箱，油盆的油位高度难以控制，不适宜采用此种方式。2）循环润滑又称强迫油外循环，油通过油泵压送到齿轮箱，然后又流回油箱，如此不断地循环，适用于圆周速度大于12~15m/s、功率较大的圆柱齿轮传动。循环润滑主要有两种型式，一种是齿轮箱外带油泵、管路、冷却盘管或风扇等设备

5、，进行润滑油的外循环和冷却；第二种是利用外部稀油站进行强迫外循环，并通过稀油站上的冷却器等附件进行冷却和过滤。3）离心润滑方式是在齿轮轮齿底钻若干个小孔，利用齿轮旋转时离心力作用，把油从小孔甩出，供给接触的齿面，油在离心力作用下有连续冲洗冷却的效果。离心润滑的功率损失和对振动的缓冲效果，都比其它润滑方式好，但是在齿轮底钻小孔加工制造上很麻烦，同时齿轮结构也复杂，另外还需要一套供油设施，所以除转速较高，又要确保安全运行的重要大型齿轮外，一般不采用这种方法。4）油雾润滑方式是最近发展的一种新型高效润滑方式。油雾润滑装置以压缩空气

6、作为动力，使油液雾化，产生一种像烟雾状的、粒径在2微米以下的干燥烟雾，然后经管道、“凝缩嘴”，使油雾变成大的、湿润的油粒子，再输送到润滑部位。其优点是油雾随压缩空气弥散，可以供油量少而获得良好而均匀的润滑效果，并能通过高速、均匀的压缩空气带走大量的热量，降低工作温度；缺点是在排出的压缩空气中，含有少量的悬浮油粒，对操作人员不利，污染环境，同时必须设一套压缩空气系统，系统很复杂。因此，本泵站不考虑采用该润滑方式。3.1.2润滑方法选择根据齿轮箱设计要求，热功率低于许用热功率的一般采用油浴润滑、自然冷却；当热功率较大时，须采用循

7、环润滑、强制冷却的方式。要确定润滑方法，首先计算齿轮箱的热功率。齿轮箱的许用热功率是指在环境温度20℃、每小时100%连续运行和功率利用率100%的条件下的热功率。齿轮箱许用热功率PG=PS/（1-η）=K*S*Δt/（1-η），式中K为传热系数，10.4W/（m2*℃）；S为齿轮箱散热面积，太浦河泵站的齿轮减速箱为～12m2；Δt为齿轮箱与环境温度差，取25℃；η为齿轮箱效率，二级齿轮箱传动≥96%；故计算的许用热功率PG=78kW。齿轮箱计算热功率PCt=P2KTKWKP，式中，P2为传递功率，太浦河泵站为1600kW；

8、KT为环境温度系数，约1.1；KW为运转周期系数，约1.0；KP为功率利用率系数，约1.0，故计算热功率PCt=1760kW，远大于许用热功率，所以油浴润滑、自然冷却不能满足散热要求，必须采用循环润滑方式。第一种循环润滑方式，齿轮箱外的循环装置所需的尺寸较大，并且如此布置泵房内显得不美观。