柴油機(jī)與齒輪箱匹配選型方法2

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1、中小功率船用齒輪箱選型簡(jiǎn)介中小功率船用齒輪箱選型簡(jiǎn)介應(yīng)用工程部2010.01.07 目 錄一、船用齒輪箱概述二、船用齒輪箱選型方法三、濰柴重機(jī)齒輪箱選型實(shí)例四、船用齒輪箱不合理選配分析單單輸入輸入單單輸出輸出雙雙輸入輸入單單輸出輸出船船用用齒齒輪輪箱箱傳動(dòng)方式配套用途中小功率中小功率大大 功功 率率普通型普通型輕型高速輕型高速范圍：范圍： 1470kW作用：作用：減速、倒順、離合、承受推力適用：高速船艇適用：高速船艇特點(diǎn)：特點(diǎn)：高轉(zhuǎn)速 （1500-3500）小速比 （12.5）輕 質(zhì) （300kg以下）傾角設(shè)計(jì)（通常為7）范圍：范圍： 1470kW作用：作用：減速、離合、 承受推力；適用：適用

2、： 漁船、運(yùn)輸船漁船、運(yùn)輸船有離合有離合無離合無離合并車并車定距槳定距槳調(diào)距槳調(diào)距槳多機(jī)并車多機(jī)并車 JB/T 9746.1-1999船用齒輪箱船用齒輪箱 技術(shù)條件技術(shù)條件濰柴重機(jī)船用齒輪箱濰柴重機(jī)船用齒輪箱 銘牌銘牌結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)飛輪罩殼飛輪罩殼安裝支架安裝支架操控方式連接方式中心距離外形尺寸重 量性能參數(shù)性能參數(shù)減減 速速 比比傳扭能力傳扭能力輸入轉(zhuǎn)速輸入轉(zhuǎn)速額定推力目 錄一、船用齒輪箱概述二、船用齒輪箱選型方法三、濰柴重機(jī)齒輪箱選型實(shí)例四、船用齒輪箱不合理選配分析第一步：確定齒輪箱類型第二步：核算齒輪箱的輸入轉(zhuǎn)速、可承受推力第三步：確定齒輪箱的連接尺寸、安裝尺寸第四步：考慮齒輪箱的配置

3、、旋向、重量、外形等已知：已知：柴油機(jī)型號(hào)柴油機(jī)型號(hào)（額定功率、額定轉(zhuǎn)速）、齒輪箱速比齒輪箱速比選型步驟選型步驟選型前提選型前提 客戶提供齒輪箱速比客戶提供齒輪箱速比 or 客戶全權(quán)委托選型客戶全權(quán)委托選型（動(dòng)力總成）（動(dòng)力總成）由齒輪箱的技術(shù)參數(shù)唯一確定齒輪箱的類型 （減速比+傳扭能力） 1、具有齒輪箱的選型手冊(cè) 或 2、根據(jù)齒輪箱的傳扭能力圖選型步驟一、確定齒輪箱的類型步驟一、確定齒輪箱的類型第一步：根據(jù)柴油機(jī)的額定功率額定轉(zhuǎn)速（已知）計(jì)算其所需要的額定傳扭能力；第二步、根據(jù)計(jì)算的傳扭能力和已知減速比，查齒輪箱選型手冊(cè)或齒輪箱傳扭能力圖；由以上步驟可確定齒輪箱的類型步驟二、核算齒輪箱的輸入

4、轉(zhuǎn)速、可承受推力步驟二、核算齒輪箱的輸入轉(zhuǎn)速、可承受推力本步驟為校核檢驗(yàn)，防止所選齒輪箱與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不匹配或推力不足第一步：輸入轉(zhuǎn)速校驗(yàn)比較柴油機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與齒輪箱允許的輸入轉(zhuǎn)速范圍；第二步：核算螺旋槳的推力比較齒輪箱允許的可承受推力與螺旋槳實(shí)際推力的大??；螺旋槳推力的粗略估算方法：T=1.94*PD* p/V PD:螺旋槳收到功率 kW; p:螺旋槳的敞水效率； V: 船舶航速 kn; T:螺旋槳推力 kN;步驟三、確定齒輪箱的連接尺寸、安裝尺寸步驟三、確定齒輪箱的連接尺寸、安裝尺寸根據(jù)柴油機(jī)的飛輪、飛輪殼的連接尺寸確定齒輪箱的飛輪和罩殼型式226、WP4/6系列系列WD615系列系列WD6

5、18、WP12系列系列飛輪殼6135SAE1#SAE3#6135SAE1#SAE1#飛 輪613514#10#、11.5#613514#14#160系列系列6170系列系列8170系列系列單啟動(dòng)機(jī)型雙啟動(dòng)機(jī)型飛輪殼飛輪殼無無SAE0#SAE0#飛飛 輪輪國內(nèi)飛輪國內(nèi)飛輪國內(nèi)飛輪+18#16#+14#國內(nèi)國內(nèi)+18#濰柴船用柴油機(jī)的連接尺寸濰柴船用柴油機(jī)的連接尺寸濰柴船機(jī)配套齒輪箱的連接尺寸要求濰柴船機(jī)配套齒輪箱的連接尺寸要求高速柴油機(jī)：高速柴油機(jī)：嚴(yán)格按照柴油機(jī)的飛輪、飛輪殼尺寸進(jìn)行選擇；中速柴油機(jī)：中速柴油機(jī)：雙啟動(dòng)6170柴油機(jī)： 選配“SAE0#殼+SAE16#飛輪”或“無罩殼+ SAE

6、16#飛輪”；6160、6170單啟動(dòng)、8170機(jī)型： 選配“無罩殼+國內(nèi)飛輪”步驟四、考慮齒輪箱的配置、旋向、外形、重量等步驟四、考慮齒輪箱的配置、旋向、外形、重量等配置：配置：主要考慮操控方式*、連接方式*（ 柱銷式、齒型塊或高彈）； 柱銷式：在40、120等傳扭能力較小的齒輪箱偶爾配套； 齒形塊：一般配套在300、270、242、200、170、135、120、40等齒輪箱上； 高 彈：一般配套在400、600、800、900、1200、1500及大功率齒輪箱上； 說明：配套高彈聯(lián)軸器，因考慮散熱原因，齒輪箱通常不帶罩殼； 齒輪箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間不允許采用剛性連接。旋向：旋向：注意要與螺旋槳

7、的旋向和柴油機(jī)的旋向相匹配；重量：重量：對(duì)一般運(yùn)輸船、漁船，次要的考慮因素；對(duì)高速船艇需要重點(diǎn)考慮；外形：外形：包含外形尺寸和中心距；主要考慮機(jī)艙的布置空間和軸系的布置情況；說明：操控方式*：濰柴重機(jī)齒輪箱未特別標(biāo)注均指“推拉軟軸”方式 連接方式* ：具體圖片見附圖一完成前三步，基本完成齒輪箱的選型，保證其安裝及使用方面的功能；本步驟主要是根據(jù)不同客戶的需求進(jìn)行不同配置的選擇；結(jié)論：通過以上方法，可確定齒輪箱的類型，選出合適的齒輪箱結(jié)論：通過以上方法，可確定齒輪箱的類型，選出合適的齒輪箱附圖一、齒輪箱與柴油機(jī)的連接方式齒形塊齒形塊彈性聯(lián)軸節(jié)彈性聯(lián)軸節(jié)目 錄一、船用齒輪箱概述二、船用齒輪箱選型方

8、法三、濰柴重機(jī)齒輪箱選型實(shí)例四、船用齒輪箱不合理選配分析13成套機(jī)組濰柴中、高速機(jī)濰柴重機(jī)齒輪箱成套機(jī)組構(gòu)成成套機(jī)組構(gòu)成14A X X X X M X X X X柴油機(jī)轉(zhuǎn)速代號(hào)（數(shù)字表示）轉(zhuǎn)速代號(hào)（數(shù)字表示）減速比成套機(jī)組代號(hào)柴油機(jī)馬力數(shù)柴油機(jī)機(jī)型代號(hào)（字母表示）機(jī)型代號(hào)（字母表示）成套機(jī)組型號(hào)成套機(jī)組型號(hào)成套機(jī)組型號(hào)中包含柴油機(jī)和齒輪箱的主要信息機(jī)型代號(hào)機(jī)型代號(hào)ABCEFGHI柴油機(jī)系列柴油機(jī)系列WD615WD618WP1261606170/8170200250226/wp4/wp6中速機(jī)中速機(jī)轉(zhuǎn)速代號(hào)轉(zhuǎn)速代號(hào)123456789柴油機(jī)轉(zhuǎn)速100012001350150085072075080

9、0900高速機(jī)高速機(jī)轉(zhuǎn)速代號(hào)轉(zhuǎn)速代號(hào)1518212325柴油機(jī)轉(zhuǎn)速150018002100/21502300250015WHG X X X X 齒輪箱系列代號(hào)齒輪箱系列代號(hào)濰柴重機(jī)代號(hào)濰柴重機(jī)代號(hào)系列代號(hào)1201351703004006009001200150039414245齒輪箱編號(hào)WHG 120WHG 135WHG 170WHG 300WHG 400WHG 600WHG 900WHG 1200WHG 1500WHG 3941WHG 4245齒輪箱型號(hào)齒輪箱型號(hào)唯一確定齒輪箱的類型序列成套機(jī)組訂貨號(hào)成套機(jī)組訂貨號(hào)+齒輪箱訂貨號(hào)齒輪箱訂貨號(hào)成套機(jī)組訂貨號(hào)：DH170MXXXX齒輪箱訂貨號(hào)：

10、6126003636XXXX/ /6160003636XXXX/ / 6170003636XXXX/ /8170003636XXXX/ / 6200007070XXXX/ /1303XXXX16已知已知：柴油機(jī)柴油機(jī)DH170C8240（330kW/1200rpm低打低打220kW/1000rpm）;齒輪箱速比齒輪箱速比4:1確認(rèn)：確認(rèn)：1）成套機(jī)組型號(hào)、訂貨號(hào)；成套機(jī)組型號(hào)、訂貨號(hào)； 2） 齒輪箱型號(hào)、訂貨號(hào)；齒輪箱型號(hào)、訂貨號(hào)；成套機(jī)組：成套機(jī)組：型號(hào)的確認(rèn)： F300M4-1 F:170系列柴油機(jī)字母代號(hào)； M:成套機(jī)組代碼；4：減速比；300300：馬力數(shù)，注意：若為低打機(jī)型，其數(shù)值為

11、低打后的值；1 1：柴油機(jī)轉(zhuǎn)速代號(hào)；注意：若為低打機(jī)型，其數(shù)值取低打后的代碼。訂貨號(hào)確認(rèn)：由應(yīng)用工程部唯一確定；齒輪箱：齒輪箱：型號(hào)的確認(rèn)+訂貨號(hào)的確認(rèn)（根據(jù)前面敘述步驟進(jìn)行選型）第一步：第一步：根據(jù)速比和傳扭力確定齒輪箱的類型速比：4：1;額定傳扭力：330/1200=0.275; 查齒輪箱選型表可知，齒輪箱型號(hào)為WHG400第二步：第二步：核算齒輪箱的輸入轉(zhuǎn)速范圍柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為1200rpm;齒輪箱允許輸入轉(zhuǎn)速范圍為：1000-2100rpm;滿足要求；第三步：第三步：確認(rèn)齒輪箱的連接尺寸、安裝尺寸柴油機(jī)的飛輪為“國內(nèi)+18#”，無飛輪殼，故齒輪箱相對(duì)應(yīng)的為“無罩殼+國內(nèi)飛輪”第四步：第四步

12、：考慮齒輪箱的配置情況如操控方式、連接方式、輸入中心距等等最后，根據(jù)以上的步驟，查詢齒輪箱選型表（新），可唯一確認(rèn)齒輪箱的件號(hào)為617000360172 （連接：齒輪箱選型表）定貨號(hào)的確認(rèn)：617000360172 鏈接：齒輪箱選型表 結(jié)論：結(jié)論：成套機(jī)組成套機(jī)組柴油機(jī)柴油機(jī)齒輪箱齒輪箱型號(hào)型號(hào)F300M4-1X6170ZC300-1WHG400訂貨號(hào)訂貨號(hào)DH170M0421DH170C8240617000360172重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)禁止選擇禁止選擇與所購柴油機(jī)不匹配的齒輪箱！與所購柴油機(jī)不匹配的齒輪箱！必須選擇必須選擇傳扭力大于柴油機(jī)額定傳扭需求的齒輪箱！傳扭力大于柴油機(jī)額定傳扭需求的齒輪

13、箱！如客戶據(jù)船舶工況指定傳扭力不足的齒輪箱，必須明確 “客戶指定客戶指定” 目 錄一、船用齒輪箱概述二、船用齒輪箱選型方法三、濰柴重機(jī)齒輪箱選型實(shí)例四、船用齒輪箱不合理選配分析現(xiàn)實(shí)問題：現(xiàn)實(shí)問題： 齒輪箱在實(shí)際應(yīng)用中，客戶往往根據(jù)船舶的工況特點(diǎn)，不按照柴油機(jī)的額定傳扭需求進(jìn)行齒輪箱的選擇，而是降低傳扭力進(jìn)行選擇； 如在運(yùn)輸船中，通常船舶經(jīng)常在60%-80%轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行，根據(jù)P=kn3可知，此時(shí)齒輪箱的傳扭需求僅為額定傳扭的36%-64%即可；但是如果按照此選擇齒輪箱，將給齒輪箱帶來潛在的風(fēng)險(xiǎn)；問題分析：?jiǎn)栴}分析：1、以上做法違反了各齒輪箱廠出臺(tái)的船用齒輪箱選型須知及GB10099-88船用中

14、速齒輪箱技術(shù)條件等國家標(biāo)準(zhǔn)的明確規(guī)定，2、這種做法將給齒輪箱帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)，甚至影響整條船的可靠性；3、通過“機(jī)機(jī)- -槳槳- -箱匹配圖箱匹配圖”詳細(xì)剖析如下如果客戶降低傳扭能力，按照曲線7選擇齒輪箱，在如下四種情況下，將造成齒輪箱超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)齒輪箱超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。1）風(fēng)浪 2）重載3）污底 4）如果機(jī)槳匹配不合理或工況需求，柴油機(jī)在外特性或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)-槳槳-箱匹配圖介紹：箱匹配圖介紹：1：坐標(biāo)說明：坐標(biāo)說明： 縱坐標(biāo)-功率；橫坐標(biāo)-轉(zhuǎn)速；2：曲線構(gòu)成：曲線構(gòu)成： 1-柴油機(jī)外特性曲線； 2-螺旋槳特性曲線1 3-螺旋槳特性曲線2 4-螺旋槳特性曲線3 5-齒輪箱傳扭曲線1（濰柴要求） 6-柴油機(jī)傳扭需求曲線（理論計(jì)算） 7-齒輪箱傳扭曲線2（客戶選擇）3：點(diǎn)的說明：點(diǎn)的說明： A-80%n下與螺旋槳特性曲線3交點(diǎn) B-80%n下與螺旋槳特性曲線2交點(diǎn) C-80%n下與螺旋槳特性曲線1交點(diǎn) D-柴油機(jī)標(biāo)定點(diǎn) E-考慮10%功率儲(chǔ)備的機(jī)槳匹配點(diǎn) 齒輪箱選型是船機(jī)槳合理匹配流程齒輪箱選型是船機(jī)槳合理匹配流程中的重要一環(huán)，通過船舶、柴油機(jī)、螺中的重要一環(huán)，通過船舶、柴油機(jī)、螺旋槳等的合理匹配，可確定最佳的齒輪旋槳等的合理匹配，可確定最佳的齒輪箱速比；箱速比； 做好船舶動(dòng)力總成系統(tǒng)匹配將是我做好船舶動(dòng)力總成系統(tǒng)匹配將是我們今后的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。們今后的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。結(jié)語結(jié)語謝謝大家