[01051488]燃汽轮机用减速器关键技术的研究与应用

减速器的技术要求：用于安装在特定的场合，且在高速重载的状态下工作，该装置应该具有如下技术要求：1.结构紧凑；2.体积小、重量轻；3.负载均衡：高速重载的情况下运行，振动小、噪声低、运行平稳；4.可靠性高（设计要求达到30年）；5.传动比稳定；6.工艺性与经济性兼备；7.有利于环保。传动原理：减速器是封闭差动游星传动机构。它将发动机的输出轴功率传递给输出轴，并降低传给输出轴的转速，使输出轴处于最有力的工作转速，其减速比为0.09897。其传动系统包括第一级差动游星传动机构，轮系4个元件均不固定；第二级简单定轴传动机构，轮系中游星架固定；在封闭差动游星传动机构中，一级齿圈连接二级太阳轮，一级游星架和二级齿圈通过输出轴连接在一起。当工作时，发动机转子通过压汽机转子的前轴颈带动减速器的弹性轴，弹性轴的前端花键上装有第一级主动齿轮，第一级主动齿轮和3个游星齿轮中间齿轮啮合，游星齿轮又和第一级内齿圈啮合。弹性轴逆时针转动，游星齿轮绕本身轴顺时针自转，同时和游星架顺时针公转。游星架将一部分功率传递给了桨轴，I级传递功率为总功率的38％。另一部分62％的功率由I级内齿圈通过其轮毂用花键与Ⅱ级主动齿轮相连，主动齿轮带动5个中间齿轮，中间齿轮逆时针转动，中间齿轮带动Ⅱ级内齿圈，内齿圈的轮毂与输出轴用花键相连传递功率。固定Ⅱ级中间齿轮的齿轮支承架通过测扭机构与减速器机匣相连固定，不能转动。主要性能指标：1.减速装置的减速比为0.09；2.噪声≤80db；3.效率≥96%；4.保证减速器整机质量≤60Kg；5.设计寿命≥30年；6.废油气基本达到零排放；7.2300KW超负荷冲击试验的情况下，正常运行。技术创新点：1）封闭差动游星传动机构，通过第一级差动游星传动机构进行功率分流，又通过第二级简单定轴传动机构进行功率封闭，具有减速比大、承受载荷大、传动效率高的特点。2）采用浮动构件，如输入弹性轴、内齿圈等均为浮动支撑，齿轮工作时能自动定心，保证游星齿轮间负荷均匀化，均载性好、振动小和运动平稳，目前应用该技术的减速装置已经实现安全可靠运行1万小时以上。3）齿轮采用较大压力角，提高齿面的接触强度。4）齿轮选配技术，包括齿形选配技术和齿隙选配技术。齿形选配是配对齿轮的修形量为齿轮削顶量与挖根量之和。齿隙的选配是对齿隙一套差的选配，所用的中间齿轮应为同一齿后组别；选配在专用设备上进行，齿隙及其一套差在3～4个位置上进行测量；装配时必须保证一级或二级中间齿轮跳动最高点与主动齿轮和内齿圈啮合相一致。齿轮的选配技术，保证了传动机构的均载性。5）润滑系统是采用压力供油和飞溅滑油润滑的方法来冷却和润滑减速器的各个零件，同时向测扭机构供给滑油，这样既起到了良好的润滑效果，并且采用了专用的废弃油气回收装置，大大减少了转子高速旋转产生的污染。6）减速器机匣是减速器的壳体，它承受输出轴产生的扭转力矩。减速机匣壳体的结构设计，遵循减少结构空间，减小迎风面积，减轻重量，采用锥形结构保证刚度和强度，合理布置传动、润滑、密封、附件等装置的装配空间的原则，材料选择了航空用铸造镁合金ZM5，具有重量轻、刚性好的特点，具有一定的耐腐蚀性。应用领域：主要应用在哈尔滨东安发动机（集团）有限公司生产的地面燃汽轮机上，该技术同时推广应用到与其相关的多个领域，如汽轮机盘车系统、航空发动机、汽车变速器、舰艇和风电主增速箱等的传动装置上。应用前景：在我国传动设备几十年的应用中，减速装置的研制开展比较广泛，国产机型也比较全面。但是，高精度游星传动较少。随着我国对装备质量的要求越来越高，游星传动优点突出，符合国家振兴装备制造业的相关政策，这就对游星传动的推广使用创造了条件。由于该项目中设计了先进的润滑系统和专用的废弃油气回收装置，从而大大降低了排放，实现了环保。从成本上分析，目前，进口一台同等质量和同等配置的国外游星减速装置，大约需要国内价格的2～5倍，因此，我们研制的“燃汽轮机用减速器关键技术的研究与应用”相关技术在较大的范围内进行推广，可以为国家节省大量的外汇。该项目涉及的主要关键技术，经过查新，在国内、外未见相关报道。该项目的研究成果经变型和配置设计即可快速应用到其它领域，如舰船、飞机、大型工程机械、军事装备、机器人、汽车变速器和风电主增速箱等装置中，具有广阔的应用前景。