重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司尿素装置高压氨泵采用的是德国沃森顿公司生产的立式七柱塞无级调速往复泵,型号为VSEH102×178,其中泵中间传动部分设计有两级减速齿轮箱1台,设计参数为:功率849 kW,输入转速1445 r/min,输出转速201.62 r/min,传动比7.167,小齿轮副材采用德国材料17CrNiMo6,润滑方式为飞溅润滑。2000年小齿轮副材改为国内用钢20Cr2Ni4,中间齿轮轴由原来的单列滚子轴承SL192326C3改为双列调心球面滚子轴承NJG 2326VH/C3。运行至2009年,一共加工了6套齿轮副,平均寿命18个月,还是存在一、二级小齿轮面严重点蚀和剥落等的主要问题,特别是2009年连续出现了两次中间齿轮轴断轴事故,一度造成生产系统停车,给企业生产经营带来了较大损失。
公司对减速箱进行了重新优化设计,具体整改措施如下。
1. 在原有装配中心距不变的情况下,修订了齿轮副设计参数,调整了第一级和第二级齿轮副的传动比,改善第二齿轮副的受力,加大第二齿轮副的齿宽,由原来的158 mm增大到180 mm。
2. 在抗胶合前提下,对齿轮副进行了重新选材。一、二级小齿轮优先选用17CrNiMo6,并采用电渣重熔技术,提高材料的综合性能。一级大齿轮选用20CrMnMo,二级大齿轮选用20Cr2Ni4。
3. 对减速箱润滑系统重新设计,在原有飞溅润滑基础上增设一、二级齿轮副啮合点处喷油喷嘴,采取强制润滑措施。另外还重新设计选型新油冷器和齿轮油泵,将油冷器换热面积由原来的2.6 m2增大到4 m2,更好地改善了齿轮润滑条件。
4. 对中间齿轮轴抗疲劳强度设计进行重新校核,轴肩R角由原来的2 mm修正到4 mm,同时一、二级齿轮副全部选用双列调心球面滚子轴承,有效保证了齿轮传动各部位的受力状况。
通过以上对减速箱原设计的重新优化改进,于2010年2月安装投入使用后,目前运行状况良好:润滑油温控制在46~50 ℃,油压在0.08~0.12 MPa,振动和噪音检测均正常,保证了主泵的安、稳、长、满、优运行。