专利名称：非能动无预润滑高速齿轮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种齿轮传动装置，尤其涉及一种非能动无预润滑高速齿轮装 置。属于应用于核电系统二级上充泵配套的齿轮传动装置。
技术背景核电作为安全、清洁、高效的能源，目前已成为世界上仅次于火电的第二大能源。 为此国家计划在2020年达到4000万千瓦核电装机容量的基础上，再建1800万千瓦核电机 组。在核电站各系统中有各种级别的类型泵在运行。与上充泵配套的高速齿轮传动装置是 核电工业中不可缺少的齿轮传动装置之一。该产品不同于其它工业领域的齿轮传动装置。 由于该齿轮装置应用在核二级设备上，在专设安全设施中的核二级上充泵在接到启动信号 后，需立即投入运行，没有预先提供齿轮与滑动轴承润滑油的过程，这是核安全的需要。所 以，丝毫不应有的迟疑，稍有迟疑，就能造成不堪设想的核灾难。原苏联“切尔诺贝利”核电 站的事故就是例证。此后，核电发展进入长达20多年的低潮。对切尔诺贝利核电站事故的 起因查明；主要是人为操作失误所致。目前非能动无预润滑齿轮传动装置是核二级上充泵 配套关键设备，在世界上也只有美国、法国、日本等少数几家齿轮制造厂能够设计与制造。 但是，国外这些掌握无预润滑齿轮装置制造厂家都以核机密、垄断为壁垒，不肯出售这种技 术含量高的齿轮装置，因此它直接影响我国核二级上充泵的配套应用。
发明内容本实用新型为了解决目前国外非能动无预润滑齿轮装置制造厂商，由于对外实行 技术封锁，为此直接影响我国核二级上充泵的配套应用以及为了实现核电系统二级上充泵 在接到启动信号后能立即投入运行，无预先提供齿轮与滑动轴承润滑油的过程，避免人为 操作所致的失误等技术问题，提供了一种非能动无预润滑高速齿轮传动装置，它主要由齿 轮箱及润滑油站组成，所述齿轮箱设有两处储油腔，一处是滑动轴承储油腔，另一处是齿轮 润滑的储油腔；所述润滑油站通过进油管路与滑动轴承储油腔连通；所齿轮润滑的储油腔 位于滑动轴承储油腔下方，并通过回油池上的回油管路与润滑油站的油箱形成回路；在所 述润滑油站的进油管路与储油腔之间的管路上还设有电加热器。本实用新型的特点及有益效果①本装置用于安全系统，符合第三代核电站的核心设计思想，它是利用地球引力、 物质重力引起的自然的物理现象，在遭遇紧急情况下实现无预润滑齿轮与轴承；②减少和避免了人为操作所造成的操作失误；③齿轮与轴承采取非能动方式来实现无预润滑的启动，确保齿轮与轴承安全可 靠、平稳运行。
图1-1至图1-3为本实用新型的总体结构示意图[0009]图2本实用新型中的齿轮箱结构示意图图3本实用新型中的非能动无预润滑滑动轴承结构示意图
具体实施方式
参看图1-1至图1-3，非能动无预润滑高速齿轮传动装置，它主要由齿轮箱1及润 滑油站2组成，所述齿轮箱1设有两处储油腔，一处是滑动轴承储油腔3，另一处是齿轮润滑 的储油腔4 ；所述润滑油站2通过进油管路5与滑动轴承储油腔3连通；所齿轮润滑的储油 腔4位于滑动轴承储油腔3下方，并通过回油池10上的回油管路6与润滑油站2的油箱形 成回路；在所述润滑油站2的进油管路5与储油腔4之间的管路上还设有电加热器7。所 述润滑油站2的油箱作为齿轮箱1的底座。所述齿轮箱1分为上下两层，上层为齿轮润滑储油层，下层为总回油层；所述滑动 轴承储油腔3由位于齿轮箱1两侧的小齿轮轴承储油槽8和大齿轮轴承储油槽9组成；所 述齿轮箱1中的小齿轮的齿面设有镀铜层。所述滑动轴承的下瓦11设有主油腔12和付油腔13，通过节流口与水平方向润滑 进油孔14连通。工作原理本实用新型应用在核二级设备上，当专设安全设施中的核二级上充泵在接到启动 信号后，需立即投入运行，没有齿轮与滑动轴承预先润滑过程，这是核安全设施的需要。本 实用新型就是针对当专设安全设施中的核二级上充泵在接到紧急启动信号后，大、小齿轮 轴在滑动轴承内旋转以及大、小齿轮相对运行时，产生大量的热需要润滑油冷却把大量的 热带走。应用齿轮箱1预设的滑动轴承储油腔3中位于两侧的小齿轮轴承储油槽8和大齿 轮轴承储油槽9储存的润滑油以及滑动轴承下瓦11上的主油腔12和付油腔13储存的润 滑油，通过利用启动时大、小齿轮旋转所产生的的泵效应，再加上物质的微重力作用下，将 静止的润滑油吸进轴承的油腔中，形成油膜，将轴与滑动轴承以油膜隔开，实现非能动无预 润滑。齿轮的润滑是利用齿轮润滑储油腔4中所储存的润滑油，当启动时大齿轮旋转将储 油腔4中的润滑油带起，产生飞贱，大、小齿轮整体得到了全面地润滑，故达到上充泵的齿 轮箱采购技术条件要求。实施例非能动无预润滑齿轮传动装置是核二级上充泵配套的关键设备。在世界也只有少 数几家齿轮箱传动装置制造厂能够制造。本实用新型为核二级上充泵配套的非能动无预润 滑齿轮传动装置从紧急启动直到齿轮箱正常运行，在这段时间里完全是靠自然现象非能动 润滑，绝无人为参与，所以把人为操作失误的风险降低到最低、避免人为操作失误、确保核 措施有效的安全为设计目标。由于该齿轮传动装置应用在核二级设备上，当专设安全设施 中的核二级上充泵在接到启动信号后，需立即投入运行，没有齿轮与滑动轴承预先润滑过 程，这是核安全设施的需要。参看图2-图3，非能动无预润滑高速齿轮传动装置的总体结构，是由齿轮箱1及润 滑油站2组成。齿轮箱1分为上下两层，上层为齿轮润滑储油层，下层为总回油层。滑动轴 承储油腔3中的小齿轮轴承储油槽8和大齿轮轴承储油槽9位于齿轮箱1的两侧。在滑动 轴承的下瓦11设有主、付油腔12、13，通过节流口与水平方向润滑进油孔14连通。润滑油站2的油箱作为齿轮箱1的底座，使油箱的结构紧凑适合于在核设施装备中应用。润滑油 站2通过进油管路5与滑动轴承储油腔3连通；并通过回油池10上的回油管路6与润滑油 站2的油箱形成回路；在润滑油站2的进油管路与储油腔4之间还设有电加热器7。油箱 要求采用低碳合金钢刚性高不易变形的材质制备。非能动无预润滑启动的滑动轴承与普通滑动轴承不同。水平方向的滑动轴承的润 滑进油孔，其进油阻力小，有一定液位高度差，在物质的微重力作用下，很容易实现无预润滑。大、小齿轮结构设计不但能够传动所需动力，而且还要抗住任何等级的地震所产 生的附加加速度，齿轮不至于引起各种形式的损伤而造成失效，所以在齿轮设计时，应做到 提高抗胶合能力，防止齿面擦伤；提高齿面粗糙度。减少动摩擦系数①在基本参数选择上，采用大压角，增强齿根厚度，提高齿根弯曲疲劳强度；②渗碳齿轮齿根经喷丸处理，使轮齿的弯曲强度提高近一倍；③将小齿轮齿面镀铜。润滑油站的油箱(兼作齿轮箱的底座)结构设计，该油箱设计不能按常规设计，因 为按常规设计出来的油箱又高又大，超过上充泵“齿轮箱采购技术条件要求，所以不能按常 规设计。要对油箱的结构形式进一步优化及对油箱的强度与刚性进行详细的计算，即①油箱兼作齿轮箱的底座要求结构紧凑、中心高度低、强度与刚性好；②齿轮箱与油箱进、出油管路走向、布置的设计合理。即进油管路的进油口要高于 小齿轮轴承储油槽和大齿轮轴承储油槽的中分面。利用齿轮箱体与轴承体的空间储油以实 现非能动无预润滑。在预防与抗击地震方面，对齿轮的处理采用大压力角、硬化齿面的工艺 使其齿轮具有极强的运行能力。使其具有优良的动力学性能，它的大、小齿轮的一阶临界值 数量级都是它们工作转速的倍数，齿轮的线速度达到32m/s，制造精度达到GB10095-5级， 确保非能动无预润滑高速齿轮传动装置运行平稳和极长使用寿命。采用上述设计，是本实用新型具有优良的非能动无预润滑启动特性。核设施一旦 遭遇紧急情况，它利用大自然的物质重力作为驱动来实现非能动无预润滑，确保齿轮与轴 承安全启动投入运行；避免人为操作失误。非能动无预润滑高速齿轮传动装置，能适应各种 复杂紧急情况，无论启动时间的长短，无预润滑均可以已实现。
权利要求非能动无预润滑高速齿轮装置，它主要由齿轮箱(1)及润滑油站(2)组成，其特征在于所述齿轮箱(1)设有两处储油腔，一处是滑动轴承储油腔(3)，另一处是齿轮润滑的储油腔(4)；所述润滑油站(2)通过进油管路(5)与滑动轴承储油腔(3)连通；所齿轮润滑的储油腔(4)位于滑动轴承储油腔(3)下方，并通过回油池(10)上的回油管路(6)与润滑油站(2)的油箱形成回路；在所述润滑油站(2)的进油管路(5)与储油腔(4)之间的管路上还设有电加热器(7)。
2.根据权利要求1所述的非能动无预润滑高速齿轮装置，其特征在于所述齿轮箱(1) 分为上下两层，上层为齿轮润滑储油层，下层为总回油层。
3.根据权利要求1所述的非能动无预润滑高速齿轮装置，其特征在于所述滑动轴承 储油腔⑶由位于齿轮箱⑴两侧的小齿轮轴承储油槽⑶和大齿轮轴承储油槽(9)组成。
4.根据权利要求1所述的非能动无预润滑高速齿轮装置，其特征在于所述润滑油站 (2)的油箱作为齿轮箱(1)的底座。
5.根据权利要求1所述的非能动无预润滑高速齿轮装置，其特征在于所述齿轮箱(1) 中的小齿轮的齿面设有镀铜层。
6.根据权利要求1所述的非能动无预润滑高速齿轮装置，其特征在于所述滑动轴承 的下瓦(11)设有主、付油腔(12) (13)，通过节流口与水平方向润滑进油孔(14)连通。
专利摘要非能动无预润滑高速齿轮装置，针对国外企业对非能动无预润滑装置的技术封锁，直接影响我国核二级上充泵的配套应用以及为实现核电系统二级上充泵在遇险后立即启动，无预先提供齿轮与滑动轴承润滑油的过程及避免人为操作所致的失误等技术问题而设计的。它主要由齿轮箱及润滑油站组成，齿轮箱设有两处储油腔，即齿轮轴承润滑的储油腔池和齿轮润滑的出油腔；润滑油站通过进油管路与齿轮轴承润滑储油腔池连通；齿轮轴承润滑储油腔池与齿轮润滑出油腔连通，并通过回油池上的回油管路与作为齿轮箱底座的润滑油站的油箱形成回路。本实用新型的特点及有益效果利用地球引力、物质重力的物理现象，在紧急情况下实现非能动无预润滑齿轮与轴承，减少和避免人为操作所造成的操作失误；确保齿轮与轴承安全可靠、平稳运行。
文档编号F16N39/04GK201696597SQ20102024233
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者霍福贵 申请人:沈阳申克动力机械有限公司