大型行星齒輪變速潛水軸流泵應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

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1、GiM綠色水工業(yè)【摘要】通過對(duì)大型行星齒輪變速潛水軸流泵在下小河排澇泵站的應(yīng)用及各項(xiàng)檢測(cè)，對(duì)大型行星齒輪變速潛水軸流泵的參數(shù)選型及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討，并提出了進(jìn)一步的改進(jìn)建議。【關(guān)鍵詞】大型潛水軸流泵行星齒輪減速箱應(yīng)用研究大型行星齒輪變速潛水軸流泵應(yīng)用技術(shù)研究亞太泵閥有限公司(江蘇225400)辛健一．前言下小河是珠江水系西江流域潯江的一級(jí)支流，流域集水面積673km2。按照廣西壯族自治區(qū)梧州市城區(qū)發(fā)展總體規(guī)劃，建設(shè)下小河排澇泵站是保證該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大防洪排澇工程。經(jīng)多方調(diào)研和綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)方案比較，下小河泵站安裝4臺(tái)

2、1600ZQBX一55型大型行星齒輪變速潛水軸流泵，水泵參數(shù)：日設(shè)計(jì)=7．01m，H最高=12．65m，日最低-3．3m；Q設(shè)t+=10m’／s，，7設(shè)計(jì)=81％，n=295r／min。潛水泵內(nèi)配套YQGN850—6型潛水電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)參數(shù)：P=1200kW，，7測(cè)定---94．5％，n=990r／min。為減，J、電動(dòng)機(jī)尺寸，潛水泵與潛水電動(dòng)機(jī)之間采用行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)膎=990r／min降至以=295r／min。二．潛水軸流泵參數(shù)及選型潛水軸流泵是一種替代傳統(tǒng)長(zhǎng)GM通用朝麓www．etyjx．com

3、2017年第5期軸泵的更新?lián)Q代產(chǎn)品，它以安裝方便快捷、振動(dòng)小、噪聲低、簡(jiǎn)化泵站土建結(jié)構(gòu)、節(jié)約土地資源和保護(hù)環(huán)境等特點(diǎn)而受到廣泛應(yīng)用，隨著越來(lái)越多的潛水泵站的運(yùn)行成功，大型長(zhǎng)軸泵站也正向著這一方向發(fā)展。但大功率潛水軸流泵一直因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不成熟而受到制約，潛水軸流泵泵型的選擇就成了首要的關(guān)鍵。下小河泵站所設(shè)計(jì)的潛水軸流泵的性能參數(shù)見表1。表1下小河泵站潛水軸流泵性能參數(shù)根據(jù)上表中的性能參數(shù)，設(shè)計(jì)揚(yáng)程：H=7．01+1．59+0．2=8．8m(其中0．2為潛水軸流泵本身的損失)確定泵的比轉(zhuǎn)速為：ns=(3．65nQ“2)／oo

4、75=(3．65×295X10m)／8．80?！?666．4選取由江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心研制的用于南水北調(diào)工程，并在天津同臺(tái)測(cè)試的水泵模型中的JT04-ZL-08模型中的0。進(jìn)行換算后可得出A=4．94。根據(jù)換算系數(shù)及設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)性，選取葉輪直徑為1500mm。至此，初步確水泵的型號(hào)為1600ZQBX一55。通過換算后可得出1600ZQBX一55原型泵O。時(shí)的各項(xiàng)性能參數(shù)見表2。從表中的換算結(jié)果可以得出，該泵選用此模型非常合適。2)在電動(dòng)機(jī)和水力件之間增加行星齒輪減速裝置，通過行星齒輪減速，從而將電動(dòng)機(jī)高速減

5、至低速，保證水泵的轉(zhuǎn)速為20P。如果潛水電動(dòng)機(jī)采用行星齒輪傳動(dòng)，燈泡比(電動(dòng)機(jī)直徑比葉輪直徑)將大大減少，從而降低導(dǎo)葉的擴(kuò)散角，有效防止電動(dòng)機(jī)對(duì)水流的阻礙，在水下工作就更加有利，水流繞過電動(dòng)機(jī)的燈泡體就會(huì)平順得多，流態(tài)改善，不但機(jī)組運(yùn)行更加穩(wěn)定，還能進(jìn)一步提高效率和出水量，效果更加明顯。普通齒輪傳動(dòng)的輸出和輸入軸均作用了徑向力，而行星齒輪傳動(dòng)的輸出和輸入軸則不受徑向力，因此在大功率的傳動(dòng)中，為了減少傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸和重量，廣泛采用行星輪系。同時(shí)由于行星輪系減速器的輸入軸和輸出軸在同一根軸線上，行星輪在其周圍均勻?qū)ΨQ分布

6、，所以在減速器的橫剖面上，尺寸也很緊湊。20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)科技人員通過技術(shù)引進(jìn)，合資合作，工藝和材料有了明顯提高，齒輪產(chǎn)品的可靠性、噪聲、效率及使用壽命等方面的指標(biāo)大大改進(jìn)，可以保證效率超過98％，噪聲小于80dB，振幅小于0．05mm，軸承壽命大于100000h，齒輪使用壽命20年以上。行星齒輪潛水電泵，用行星齒輪將1200kW，lOkV潛水電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?95r／min提高到990r／min以后，電動(dòng)機(jī)的外徑從1600mm縮小到1050mm，重量從14t減少到5．5t，整臺(tái)電泵的總重量由21．6t減少到16

7、t，功率因數(shù)從0．644提高到0．885，燈泡比從0．90減至0．59，導(dǎo)葉的擴(kuò)散角將9322。減少到10。，有效減少電動(dòng)機(jī)對(duì)水流的阻礙，裝341硎WWW．器。N。lU：Ⅲ糊期GM綠色水工業(yè)置效率提高了4個(gè)百分點(diǎn)，出水量增加5％。4．行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)要想在電動(dòng)機(jī)的水泵部件之間增加行星齒輪減速裝置，由于水泵機(jī)組由以前的一根主軸一下變?yōu)槲甯鬏S，所以必須解決好由于增加行星齒輪減速裝置帶來(lái)的其他問題，這些問題如下。1)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選取必須根據(jù)水泵所需的轉(zhuǎn)速和行星齒輪減速箱的最佳傳動(dòng)比來(lái)選取。2)軸承的選用問題：由于主軸的改

8、變，而使以前的一根軸變?yōu)楝F(xiàn)在的五根軸，所以軸承的受力發(fā)生了改變。3)聯(lián)接問題：由于以前是共用一根軸來(lái)聯(lián)接電動(dòng)機(jī)和水泵部件，而現(xiàn)在是電動(dòng)機(jī)和行星齒輪減速箱聯(lián)接，通過齒輪箱將扭矩傳給水力部件。針對(duì)第一個(gè)問題，初步確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為6P，即為990r／min，得到傳動(dòng)比取i=3_3，比較合理，這樣就成功地將電機(jī)的定子外徑由1200kW一20P的l73