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1、石油化工机械齿轮传动 一、概述 在我国，石油、化工行业在整个国民经济中的地位是极其重要的。在工业增加值、销售 收入、利润及利税总额等多个指标均属全国工业首位。目前中国经济呈现快增长、高效益和 低通胀的良好运行状况，2005 年上半年国民经济发展好于预期。16 月 GDP 增长 7.8%工业 增长快，增加值同比增长 11.7%，机械工业生产、销售快速增长，经济效益提高，综合实力 进一步加强。椐全国机械工业统计，2005 年 16 月份累计完成销售收入同比增长 20.39%， 其中石化通用机械增长 15.76%。石油化工装置将继续向大型化、高效化方向发展，重点发 展 6070 万吨乙烯、45 万吨
2、合成氨、80 万吨尿素和化纤等大型成套设备，以及大型石油勘 探和钻采设备、搅拌设备等。此外为了保证现在石油化工设备的稳定、正常运行，还需要一 定的备品配件。所以每年为石油化工设备配套和维修用齿轮装置需求将有较大增长。 二、产品及应用 在不同的石化装置上应用不同的齿轮产品，主要的配套装置有： 1、 透平、压缩机用齿轮装置 二十世纪六十年代起我国开始引进 30 万吨合成氨设备中的空压机或氨压机等都广泛采 用高速增速齿轮传动，其功率为 32008500KW，后来氧化氮压缩机、氯气压缩机、合成气 压缩机和循环气压缩机等装置也都采用了齿轮增速器、齿轮联轴节。这类机器上，齿轮的作 特点是载荷较大、圆周速度
3、较高，一般为 70120m/s 或更高达（300m/s） 。其工作特点要求 长期持续运行，设计寿命为 10 万小时以上，运转平稳，噪音低、振动小。一般要求在距离 机器一米处，噪音应小于 90dB，箱体及轴振动小于 0.03mm。齿轮的制造精度通常取 GB 齿 轮精度标准的 36 级。传动效率要求在 98%以上。此类装置因为技术参数主要取决于主机 的技术要求，必须从转速、速比和功率等方面满足主机的要求，因此该齿轮装置大都是单台 设计制造的。 常用的类型有平行轴渐开线齿轮箱、平行轴圆弧齿轮箱、H 型分流高速齿轮箱、行星齿 轮箱、高速齿轮联轴节，其布置形式见图 1： 高压压气机低压压气机高速齿轮联轴
4、节透平图 1 以上几种类型齿轮装置的产品型号及制造企业见表 1 表 1 齿轮装置的产品型号及制造企业 主要技术参数 序 号 产品名称 功率 /kW 高速轴转速 /r/min 传动比 范围 主要制造单位 1 GS 系列高速齿轮箱 21042040100020000 8 2 HS 系列高速齿轮箱 20341456100020000 8 3 P 系列高速齿轮箱 20040005100020000 8 4 X 系列高速行星齿轮箱 4006000110001800012 3 H 型分流高速齿轮箱 132200080052450 12 4 GYD 高速圆弧齿轮箱 3004000150015000 5 5
5、GYR 高速圆弧齿轮箱 4400660015007200 2.4 6 GH 高速双圆弧齿轮箱 4004000024000 8 7 GSC 高速齿轮联轴节 20000 560025000 生产厂：南京高速齿轮箱股份公司、沈阳鼓风机厂、郑州机械研究所、重庆齿轮箱 股份公司、开封空分设备厂、锦西化工机械集团公司齿轮厂、陕西鼓风机厂 2、 石化泵用齿轮装置及备件 高速泵是从 20 世纪 70 年代末期开始在我国使用， 最早依靠进口， 近十几年已在国内普 遍使用。高速泵是一种新型的高速高压单级离心泵，主要应用于石油、化工、氯碱等行业的 装料输送、反应器进料、再循环补给清洗及尿素装置等，它的最高转速可达
6、30000rpm。高 速是通过增速器实现的，所以增速器是高速泵的核心部分，它的工作要求体积小、质量轻、 振动小、互换性好。此类装置的增速器因为转速取决泵的扬程，所以每种形式的齿轮箱有多 种不同的输出转速。常用高速泵用增速器的结构如图 2。常用高速泵用增速器类型及制造企 业见表 2。 用高速 图 2 常用高速泵用增速器的结构 表 2 常用高速泵用增速器类型及制造企业 主要技术参数 序号 配套设备名称 最大功率/kW高速轴转速/r/min 传动比范围 制造单位 1 SWB 型高速泵 55 460017500 1.535.83 3 2 GSB 型高速泵 355 460023700 1.537.9 1
7、 2 3 WGB 型高速泵 560 460019150 1.536.383 1 2 生产厂：1 为锦西化工机械集团公司齿轮厂；2 为中国航天工业总公司第十一研究所 3 为沈阳三环机械厂 3、 搅拌釜用立式减速机 搅拌设备在化工行业中应用甚广， 多数场合是作为反应器来用。 搅拌设备传动系统一般 包括电动机、减速器、联轴节、搅拌轴、机架及凸圆法兰等。其中变速器是搅拌设备用于电 动机和工作机之间独立的闭式传动装置，其主要功能是降低转速，并相应增大扭矩。由于搅 拌轴运转速度大多在 30300r/min 范围内，小于电动机额定转速，故在电动机出口端大多需 设置减速器。在重多减速机品种中，搅拌设备应用最多
8、的是立式结构，其结构和技术性能也 与普通减速机有所区别。 这是因为搅拌设备用减速机必须能够适用于各种化学工业环境的工 艺要求， 同时能够承担各种不同操作过程产生的工作负载和稳定支撑问题， 而且在体积上要 求尽可能小地占用高度空间。常用的釜用立式减速器类型及制造企业见表 3。 表 3 常用的釜用立式减速器类型及制造企业 主要技术参数 序 号 减速机名称 级数输入功率 /kw 传动比 输出轴转速 /rpm 输出轴许用扭矩/Nm 1 DC 系列园柱齿轮减速机 单级0.5545 2.535.38170580 601000 2 LC 系列园柱齿轮减速机 两级0.55315412 65370 891500
9、0 3 DJC 系列园柱齿轮减速机 单级0.5522 2.94.823200500 42448 两级0.553551020 50150 120350004 FJ 系列园柱园锥齿轮 减速机 三级0.751602380 1243 35035000两级0.552004.522 34330 9020000 5 LPJ 系列园柱齿轮减速机 三级0.5590 1445 22105 1508200 6 LCJ 系列园柱园锥齿轮 减速机 两级22315 6.322.4 30286 4235000 7 CW 系列园柱齿轮、园弧 园柱蜗杆减速机 两级0.5545 1680 1290 3106200 8 KJ 系列
10、可移式园柱齿轮 减速机 单级0.18 7.52.744.73200 520 16245 9 P 系列带传动减速机 单级0.5522 2.964.53200500 58720 10 FP 系列带传动减速机 单级490 2.454.53160400 7207000 11 YP 系列带传动减速机 单级65380 45.9 2.363.9 82145 125250 625037000 480025000生产厂：锦西化工机械集团公司齿轮厂、温州长城机械厂 4、 石油钻机、抽油机用齿轮减速器 石油钻机是一组十分复杂的大型成套设备，除用于一般陆地石油、天然气钻井外，还有 在沙漠、高寒、高原，沼泽、浅滩和海洋
11、等地带使用的钻机。抽油机是油田采油生产中常用 的地面动力设备。产品也遍布中国各大油田，并已多次出口美洲、中东和东南亚等地区。这 两种设备用减速器均为两级、人字齿齿轮传动减速器。可采用符合 API 规范的渐开线齿轮 减速器，也可采用强度更高的双圆弧齿轮减速器。其常用的石油钻机、抽油机用齿轮减速器 类型及制造企业见表 4。 表 4 常用的石油钻机、抽油机用齿轮减速器类型及制造企业见 型号 总中心距 mm 传动比最大输出 转矩 Nm外型尺寸 mm 质量 kg ZLH85-31.1 850 31.3 26 1620x994x560-5602697 JS-1000 355 1.53 6.87 1035x
12、1145x940 1080 JS-1000Z 355 1.868 9.1 1355x1295x1080 2010 JS-800 480 3.04 19.3 1516x1305x975 2640 生产厂：中国石油天燃气总公司第四石油机械厂、兰州石油化工机器厂 5、 沉降离心机用齿轮差速器 沉降离心机是用离心沉降法来分离悬浮液的机器，它广泛用于石油、化工行业。沉降离 心机的传动装置类型较多，最具代表性的是螺旋卸料离心机的差速变速器（简称差速器）和 碟片离心机的螺旋齿轮传动。 渐开线行星齿轮差速器是现代螺旋卸料离心机中应用最广泛的 传动形式。 渐开线行星齿轮差速器是一种内部结构平衡的多分流的对称结构
13、， 由于充分利用 了内齿的容积和将功率分几股传递， 以及内啮合具有承载能力高和运动学上的优点， 所以这 种差速器的承载能力高，体积小。重量轻，结构紧凑，效率高达 0.99，适用于大、中、小功 率的螺旋卸料离心机。常用的螺旋卸料离心机差速器类型及制造企业见表 5。 表 5 常用的螺旋卸料离心机差速器类型及制造企业 技术特性 传动 型式 传 动 传动比范围 效率 工作时最大 功率(千瓦) 主要制造 单位 型(单级) 单级 3ib aH9 ia bH=1.131.59 ia bH =0.890.63 双级 8ib a1H260 0.97 0.996不限 2K-H 型 7ib aH17 ia bH =1.0632 ia bH =0.9450.50.96 0.99不限 型 20ib ae100 最合理； 当功率不大时 可达 500 0.8 0.90 短期工作时： 100 每天工作时 间较长：10 3K 型 50ib ae250 0.70 0.84 短期工作时： 100 每天工作时 间较长：10 西安航空 发电机厂锦西化工 机械集团 公司齿轮 厂
