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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410515061.1(22)申请日 2014.09.29F16H 57/02(2012.01)F16H 57/021(2012.01)F16H 57/023(2012.01)F16H 57/04(2010.01)(71)申请人北京航天动力研究所地址 100076 北京市丰台区南大红门路1号(72)发明人王修宝(74)专利代理机构核工业专利中心 11007代理人莫丹(54) 发明名称一种立式自润滑重载高增速齿轮箱(57) 摘要本发明提供一种能够适用于石化装置的立式自润滑重载高增速齿轮箱。该装置总体采用三箱体三轴两级增速结构；所述的三。
2、箱体为齿轮箱上箱体、齿轮箱中箱体、齿轮箱下箱体；所述的三轴为低速齿轮轴、中速齿轮轴、高速轴齿轮；低速齿轮轴、中速齿轮轴与高速齿轮轴组成两级增速，即低速轴齿轮与中速轴小齿轮啮合配对，中速轴大齿轮与高速轴齿轮啮合配对。本发明所述的立式自润滑重载高增速齿轮箱立式安装，结构紧凑，节省空间；三轴两级增速结构，增速比更大，输出转速更高；实现了自主强制润滑、高增速比、重载荷大功率；增速比可以达到12：1。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图1页(10)申请公布号 CN 104455331 A(43)申请公布日 2015.03.25CN。
3、 104455331 A1/2页21.一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，其特征在于：该装置总体采用三箱体三轴两级增速结构；所述的三箱体为齿轮箱上箱体(1)、齿轮箱中箱体(2)、齿轮箱下箱体(3)；所述的三轴为低速齿轮轴(4)、中速齿轮轴(5)、高速轴齿轮(10)；低速齿轮轴(4)、中速齿轮轴(5)与高速齿轮轴(6)组成两级增速；该齿轮箱箱体包括齿轮箱上箱体(1)、齿轮箱中箱体(2)、齿轮箱下箱体(3)；齿轮箱上箱体(1)位于齿轮箱中箱体(2)的上面，齿轮箱下箱体(3)位于齿轮箱中箱体(2)的下面；三箱体间采用连接螺栓(22)和定位螺栓(23)进行联接；三箱体配合处采用上密封垫片(20)和下密封垫。
4、片(21)进行端面密封；低速齿轮轴(4)垂直布置在齿轮箱上箱体(1)与齿轮箱中箱体(2)中间的中心线上；低速轴齿轮(7)安装在低速齿轮轴(4)上；滚子轴承一(11)和滚子轴承二(12)装在低速齿轮轴(4)上，分布在低速轴齿轮(7)的上部、下部；轴承座钢圈一(34)镶嵌在齿轮箱中箱体(2)上，轴承座钢圈二(35)镶嵌在齿轮箱上箱体(1)上，滚子轴承一(11)的外圈固定在轴承座钢圈二(35)上，滚子轴承二(12)的外圈固定在轴承座钢圈一(34)上；轴头油泵(19)安装在齿轮箱中箱体(2)上部中心油泵座内，并与低速齿轮轴(4)联接；中速齿轮轴(5)垂直布置在齿轮箱上箱体(1)、齿轮箱中箱体(2)、齿。
5、轮箱下箱体(3)的一侧；中速轴小齿轮(8)、中速轴大齿轮(9)分别装配在中速齿轮轴(5)的上部和下部，滑动轴承一(13)安装在齿轮箱上箱体(1)上，与中速齿轮轴(5)的上部配合，滑动轴承二(14)安装在齿轮箱下箱体(3)上，与中速齿轮轴(5)的下部配合；高速齿轮轴(6)垂直布置在齿轮箱下箱体(3)与齿轮箱中箱体(2)中间的中心线上；高速轴齿轮(10)装配在高速齿轮轴(6)的中部，上滑动轴承(15)安装在齿轮箱中箱体(2)的下部中心，并和上止推轴承(17)与高速齿轮轴(6)的上部配合；下滑动轴承(16)安装在齿轮箱下箱体(3)的下部中心，并和下止推轴承(18)与高速齿轮轴(6)的下部配合；上滑动。
6、轴承(15)和下滑动轴承(16)承受均匀的径向载荷；所述的低速齿轮轴(4)、中速齿轮轴(5)与高速齿轮轴(6)组成两级增速，即低速轴齿轮(7)与中速轴小齿轮(8)啮合配对，中速轴大齿轮(9)与高速轴齿轮(10)啮合配对。2.根据权利要求1所述的一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，其特征在于：所述的轴头油泵(19)安装在齿轮箱中箱体(2)中心，并由低速齿轮轴(4)提供动力，齿轮箱下箱体(3)底下部空间形成润滑油油池，在运行时，轴头油泵(19)通过吸油管组件(31)从润滑油油池(33)中抽油，并通过三箱体上内置的内部润滑油管路(32)泵送到滚子轴承一(11)、滚子轴承二(12)、滑动轴承一(13)、滑。
7、动轴承二(14)、上滑动轴承(15)、下滑动轴承(16)、上止推轴承(17)、下止推轴承(18)处和低速轴齿轮(7)、中速轴小齿轮(8)、中速轴大齿轮(9)、高速轴齿轮(10)啮合面处，提供强制润滑。3.根据权利要求1所述的一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，其特征在于：油机械密封动环(24)与油机械密封静环(25)安装在齿轮箱下箱体(3)底部中心高速齿轮轴(6)输出处，为齿轮箱提供下部润滑油密封；挡油环(27)与骨架油封(26)安装在齿轮箱上箱体(1)上部中心低速齿轮轴(4)输入处，为齿轮箱提供上部润滑油密封。4.根据权利要求1所述的一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，其特征在于：润滑油过滤器(29。
8、)设置齿轮箱下箱体(3)下部外侧，为润滑油提供在线过滤；油温表(30)设置在齿权 利 要 求 书CN 104455331 A2/2页3轮箱下箱体(3)下部外侧，用于观测润滑油油温；油压表(28)设置在齿轮箱上箱体(1)上部外侧，用于观测润滑油油压。权 利 要 求 书CN 104455331 A1/5页4一种立式自润滑重载高增速齿轮箱技术领域0001 本发明涉及一种齿轮箱，具体涉及一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，适用于石油化工大功率立式高速泵或立式高速压缩机配套使用。背景技术0002 增速齿轮箱通常采用卧式安装，尤其是重载荷、高增速比增速齿轮箱目前几乎全部采用卧式齿轮箱，占地面积大，并且需要单独。
9、的强制润滑系统。随着石化行业的飞速发展，装置规模日趋大型化，工艺参数要求高，对泵和压缩机提出了更高的要求，要求结构紧凑、占装置空间小，高转速、高效率、低能耗等。立式高速泵和立式高速压缩机应运而生，在石化装置中应用越来越多。目前，现有的立式高速泵和高速压缩机配套的立式增速齿轮箱由于齿轮箱箱体结构强度低、采用小模数直齿配对，转子两端采用深沟球轴承，使得承载较低，使用功率最大只能到132千瓦，很难满足日益增长的使用需求。发明内容0003 本发明针对现有技术的不足，提供一种能够适用于石化装置的立式自润滑重载高增速齿轮箱。0004 实现本发明目的的技术方案：一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，该装置总体采用。
10、三箱体三轴两级增速结构；所述的三箱体为齿轮箱上箱体、齿轮箱中箱体、齿轮箱下箱体；所述的三轴为低速齿轮轴、中速齿轮轴、高速轴齿轮；低速齿轮轴、中速齿轮轴与高速齿轮轴组成两级增速；0005 该齿轮箱箱体包括齿轮箱上箱体、齿轮箱中箱体、齿轮箱下箱体；齿轮箱上箱体位于齿轮箱中箱体的上面，齿轮箱下箱体位于齿轮箱中箱体的下面；三箱体间采用连接螺栓和定位螺栓进行联接；三箱体配合处采用上密封垫片和下密封垫片进行端面密封；0006 低速齿轮轴垂直布置在齿轮箱上箱体与齿轮箱中箱体中间的中心线上；低速轴齿轮安装在低速齿轮轴上；滚子轴承一和滚子轴承二装在低速齿轮轴上，分布在低速轴齿轮的上部、下部；轴承座钢圈一镶嵌在齿。
11、轮箱中箱体上，轴承座钢圈二镶嵌在齿轮箱上箱体上，滚子轴承一的外圈固定在轴承座钢圈二上，滚子轴承二的外圈固定在轴承座钢圈一上；0007 轴头油泵安装在齿轮箱中箱体上部中心油泵座内，并与低速齿轮轴联接；0008 中速齿轮轴垂直布置在齿轮箱上箱体、齿轮箱中箱体、齿轮箱下箱体的一侧；中速轴小齿轮、中速轴大齿轮分别装配在中速齿轮轴的上部和下部，滑动轴承一安装在齿轮箱上箱体上，与中速齿轮轴的上部配合，滑动轴承二安装在齿轮箱下箱体上，与中速齿轮轴的下部配合；0009 高速齿轮轴垂直布置在齿轮箱下箱体与齿轮箱中箱体中间的中心线上；高速轴齿轮装配在高速齿轮轴的中部，上滑动轴承安装在齿轮箱中箱体的下部中心，并和上。
12、止推轴承与高速齿轮轴的上部配合；下滑动轴承安装在齿轮箱下箱体的下部中心，并和下止推轴说 明 书CN 104455331 A2/5页5承与高速齿轮轴的下部配合；上滑动轴承和下滑动轴承受均匀的径向载荷；0010 所述的低速齿轮轴、中速齿轮轴与高速齿轮轴组成两级增速，即低速轴齿轮与中速轴小齿轮啮合配对，中速轴大齿轮与高速轴齿轮啮合配对。0011 如上所述的一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，其所述的轴头油泵安装在齿轮箱中箱体中心，并由低速齿轮轴提供动力，齿轮箱下箱体底下部空间形成润滑油油池，在运行时，轴头油泵通过吸油管组件从润滑油油池中抽油，并通过三箱体上内置的内部润滑油管路泵送到滚子轴承一、滚子轴承二。
13、、滑动轴承一、滑动轴承二、上滑动轴承、下滑动轴承、上止推轴承、下止推轴承处和低速轴齿轮、中速轴小齿轮、中速轴大齿轮、高速轴齿轮啮合面处，提供强制润滑。0012 如上所述的一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，其油机械密封动环与油机械密封静环安装在齿轮箱下箱体底部中心高速齿轮轴输出处，为齿轮箱提供下部润滑油密封；挡油环与骨架油封安装在齿轮箱上箱体上部中心低速齿轮轴输入处，为齿轮箱提供上部润滑油密封。0013 如上所述的一种立式自润滑重载高增速齿轮箱，其润滑油过滤器设置齿轮箱下箱体下部外侧，为润滑油提供在线过滤；油温表设置在齿轮箱下箱体下部外侧，用于观测润滑油油温；油压表设置在齿轮箱上箱体上部外侧，用于。
14、观测润滑油油压。0014 本发明所述的立式自润滑重载高增速齿轮箱，效果在于：(1)立式安装，结构紧凑，节省空间。泵机组整体采用完全密闭、完全自动给油、室外防雨设计；整体结构紧凑、重量轻、所需安装空间小。(2)自主润滑，增速齿轮箱内低速齿轮轴配带内置轴头油泵，并由低速齿轮轴驱动为轴承和齿轮啮合面自主提供强制润滑。(3)三轴两级增速结构，增速比更大，输出转速更高。(4)总体采用三箱体三轴两级增速结构，低速齿轮轴、高速齿轮轴垂直布置于增速齿轮箱的中心，轴承承受均匀的径向载荷，巧妙的化解了叶轮高转速旋转产生的较大离心力和振动。低速齿轮轴两端采用球面滚子轴承；中速齿轮轴两端采用滑动轴承；高速齿轮轴两端采。
15、用滑动轴承和止推轴承；三轴相互之间采用齿轮配对，承载能力显著提高。(4)本发明立式自润滑重载高增速齿轮箱实现了自主强制润滑、高增速比、重载荷大功率；增速比可以达到12：1；当电机输入转速为3000rpm时，输出工作转速36000rpm，轴向承载推力10MPa，使用轴功率可达355kW。特别适用于石油化工大功率立式高速泵或立式高速压缩机配套使用。附图说明0015 图1为本发明所述的一种立式自润滑重载高增速齿轮箱的结构剖视图；0016 图1中：1.齿轮箱上箱体；2.齿轮箱中箱体；3.齿轮箱下箱体；4.低速齿轮轴；5.中速齿轮轴；6.高速齿轮轴；7.低速轴齿轮；8.中速轴小齿轮；9.中速轴大齿轮；1。
16、0.高速轴齿轮；11.滚子轴承一；12.滚子轴承二；13.滑动轴承一；14.滑动轴承二；15.上滑动轴承；16.下滑动轴承；17.上止推轴承；18.下止推轴承；19.轴头油泵；20.上密封垫片；21.下密封垫片；22.连接螺栓；23.定位螺栓；24.油机械密封动环；25.油机械密封静环；26.骨架油封；27.挡油环；28.油压表；29.润滑油过滤器；30.油温表；31.吸油管组件；32.内部润滑油管路；33.润滑油油池；34.轴承座钢圈一；35.轴承座钢圈二。说 明 书CN 104455331 A3/5页6具体实施方式0017 下面结合附图和实施例对本发明所述的一种立式自润滑重载高增速齿轮箱作。
17、进一步描述。0018 如图1所示，本发明所述的立式自润滑重载高增速齿轮箱总体采用三箱体三轴两级增速结构，径向剖分中心线安装。0019 齿轮箱箱体为三箱体，由齿轮箱上箱体1、齿轮箱中箱体2、齿轮箱下箱体3三部分组成。齿轮箱箱体采用圆柱体、内外均布加强筋高强度结构。所述的三轴为低速齿轮轴4、中速齿轮轴5、高速轴齿轮10；低速齿轮轴4、中速齿轮轴5与高速齿轮轴6组成两级增速。0020 齿轮箱上箱体1位于齿轮箱中箱体2的上面，齿轮箱下箱体3位于齿轮箱中箱体2的下面；三箱体间采用连接螺栓22和定位螺栓23进行联接，并通过定位螺栓23来保证三箱体对中的精确定位；箱体配合处采用密封垫片20和密封垫片21进行。
18、端面密封。0021 低速齿轮轴4垂直布置在齿轮箱上箱体1与齿轮箱中箱体2中间的中心线上。低速轴齿轮7安装在低速齿轮轴4上；滚子轴承一11和滚子轴承二12装在低速齿轮轴4上，分布在低速轴齿轮7的上下两侧，轴承座钢圈一34镶嵌在齿轮箱中箱体2上，轴承座钢圈二35镶嵌在齿轮箱上箱体1上，滚子轴承一11的外圈固定在轴承座钢圈二35上，滚子轴承二12的外圈固定在轴承座钢圈一34上。0022 轴头油泵19安装在齿轮箱中箱体2上部中心油泵座内，并于低速齿轮轴4联接。0023 中速齿轮轴5垂直布置在齿轮箱上箱体1、齿轮箱中箱体2、齿轮箱下箱体3的一侧；中速轴小齿轮8、中速轴大齿轮9分别装配在中速齿轮轴5的上部。
19、和下部，滑动轴承13安装在齿轮箱上箱体1上，与中速齿轮轴5的上部配合，滑动轴承14安装在齿轮箱下箱体3上，与中速齿轮轴5的下部配合。0024 高速齿轮轴6垂直布置在齿轮箱下箱体3与齿轮箱中箱体2中间的中心线上；高速轴齿轮10装配在高速齿轮轴6的中部，上滑动轴承15安装在齿轮箱中箱体2的下部中心，并和上止推轴承17与高速齿轮轴6的上部配合；下滑动轴承16安装在齿轮箱下箱体3的下部中心，并和下止推轴承18与高速齿轮轴6的下部配合；上滑动轴承15和下滑动轴承16承受均匀的径向载荷；0025 低速轴齿轮7与中速轴小齿轮8啮合配对，中速轴大齿轮9与高速轴齿轮10啮合配对，低速齿轮轴4、中速齿轮轴5与高速。
20、齿轮轴6组成两级增速。低速齿轮轴4、高速齿轮轴6垂直布置于齿轮箱三箱体箱体的中心线上，上滑动轴承15和下滑动轴承16承受均匀的径向载荷，巧妙的化解了高速转子高速旋转产生的较大离心力和振动。低速齿轮轴4两端采用球面滚子轴承11、12；中速齿轮轴5两端采用滑动轴承13、14；高速齿轮轴6两端分别采用高转速、大扭矩(355Kw36000rpm)滑动轴承15、16和动压止推轴承17、18。三轴相互之间采用大模数斜齿轮(m1.5)配对，大幅提高了承载能力。0026 轴头油泵19安装在齿轮箱中箱体2中心，并由低速齿轮轴4提供动力，齿轮箱下箱体3底下部空间形成润滑油油池，在运行时，轴头油泵19通过吸油管组件。
21、31从润滑油油池33中抽油，并通过三箱体上内置的内部润滑油管路32泵送到滚子轴承一、滚子轴承二、滑动轴承一、滑动轴承二、上滑动轴承、下滑动轴承、上止推轴承、下止推轴承处和低速轴齿轮、中速轴小齿轮、中速轴大齿轮、高速轴齿轮啮合面处，提供强制润滑。0027 油机械密封动环24与油机械密封静环25安装在齿轮箱下箱体3底部中心高速齿说 明 书CN 104455331 A4/5页7轮轴6输出处，为齿轮箱提供下部润滑油密封；挡油环27，骨架油封26安装在齿轮箱上箱体1上部中心低速齿轮轴4输入处，为齿轮箱提供上部润滑油密封。0028 润滑油过滤器29设置齿轮箱下箱体3下部外侧，为润滑油提供在线过滤；油温表3。
22、0设置在齿轮箱下箱体3下部外侧，用于观测润滑油油温，油压表28设置在齿轮箱上箱体1上部外侧，用于观测润滑油油压。0029 具体的本发明立式自润滑重载高增速齿轮箱，其中主要零件的材料及树木优选如下表1所示。0030 表1，0031 0032 本发明特点是增速齿轮箱总体采用三箱体三轴两级增速结构。低速齿轮轴、高速齿轮轴的垂直布置于增速箱的中心，轴承承受均匀的径向载荷，巧妙的化解了叶轮高转速旋转产生的较大离心力和振动。低速齿轮轴采用球面滚子轴承，中速齿轮轴和高速齿轮轴采用高转速、大扭矩滑动轴承和动压止推轴承，三轴相互之间采用大模数斜齿轮配对，承载能力强。低速齿轮轴配置轴头油泵，运行时能为各轴承处和齿轮啮合面，提供自主强制润滑。结构紧凑，增速比高，特别适用于石油化工大功率立式高速泵或立式高速压缩机配套使用。0033 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等说 明 书CN 104455331 A5/5页8同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说 明 书CN 104455331 A1/1页9图1说 明 书 附 图CN 104455331 A。