T∕ZZB 0599-2018 倾角传动船用齿轮箱

ICS27.020J91ZZBT/ZZB0599—2018倾角传动船用齿轮箱Inclinationtransmissionmarinegearbox浙江制造品牌建设联合会发布IT/ZZB0599—2018前言 II 12规范性引用文件 13术语和定义 14基本要求 25基本参数及特征 26技术要求 37试验方法 68检验规则 99标志、包装、运输、贮存 T/ZZB0599—2018本标准依据GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由浙江省品牌建设联合会提出并归口。本标准主要起草单位：杭州前进齿轮箱集团股份有限公司。本标准主要起草人：刘聪、翁燕祥、李志忠、周宏阳、曾翰雅、童燕华、李金校、江增辉、金淑芸、张乐园、戴杭萍。T/ZZB0599—20181倾角传动船用齿轮箱本标准规定了倾角传动船用齿轮箱（以下简称齿轮箱）的术语和定义、基本要求、基本参数及特征、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和质量承诺。本标准适用于主要结构型式为采用多片湿式摩擦离合器，并采用渐开线变齿厚齿轮传动，具有倒顺、离合、减速（或增速）功能，减速比在1:1～3.5:1的轻型高速倾角传动船用齿轮箱。其他类型倾角传动齿轮箱或装置也可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T711优质碳素结构钢热轧钢板和钢带GB/T1173铸造铝合金GB/T1184—1996形状和位置公差未注公差值GB/T3077合金结构钢GB/T5246电解铜粉GB/T6404.1齿轮装置的验收规范第1部分：空气传播噪声的试验规范GB/T6404.2—2005齿轮装置的验收规范第2部分：验收试验中齿轮装置机械振动的测定GB/T8539齿轮材料及热处理质量检验的一般规定GB/T9439灰铸铁件GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T14039—2002液压传动油液固体颗粒污染等级代号GB/T21955农林拖拉机和机械纸基摩擦片技术条件GB/Z18620.4圆柱齿轮检验实施规范第4部分：表面结构和轮齿接触斑点的检验JB/T9746.1—2011船用齿轮箱第1部分：技术条件JB/T11323中小功率柴油机可靠性评定方法JB/T13053—2017倾角传动船用齿轮箱3术语和定义JB/T9746.1—2011、JB/T13053—2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1倾角传动船用齿轮箱inclinationtransmissionmarinegearbox输入、输出轴之间有0。～20。的夹角，输入、输出位于齿轮箱的同一侧或两侧，具有倒顺、离合、减速（或增速）功能的齿轮箱。T/ZZB0599—201823.2功率密度powerdensity齿轮箱额定传递功率与重量的比值。4基本要求4.1设计4.1.1应具备0°~20°夹角倒顺齿轮副设计、分析、计算的能力。4.1.2采用三维软件对齿轮箱进行设计；采用有限元软件对齿轮箱各机构件仿真分析及轻量化设计。4.1.3齿轮箱的设计功率密度应符合表1规定（或特殊说明）。表1齿轮箱功率密度>3:1>3:14.2原材料4.2.1选用HT200、HT250、ZL101A、ZL114A或者性能更优的材料，并符合GB/T9439、GB/T1173要4.2.2齿轮选用20CrMnMo或者性能更优的材料，并符合GB/T3077要求。4.2.3传扭轴选用42CrMoA或者性能更优的材料，并符合GB/T3077要求。4.2.4摩擦片芯板选用65Mn优质钢，并符合GB/T711要求。4.2.5摩擦片摩擦层粉料选用：铜基符合GB/T5246要求，纸基符合GB/T21955要求。4.3工艺装备4.3.1应具备变齿厚齿轮的加工设备。4.3.2应具备箱体、轴、齿轮、法兰等零件的先进热处理设备，齿轮材料及热处理应达到GB/T8539规定的MQ及以上的质量等级。4.4检测能力4.4.1应具备齿轮箱原材料的化学成分及物理性能的分析检测能力。4.4.2应具备齿轮箱齿轮、箱体、轴、液压系统等重要零部件的检测能力。4.4.3应具备齿轮箱出厂试验、性能试验、耐久试验等各项指标的检测能力。5基本参数及特征5.1带倒顺、离合、减速的齿轮传动装置。5.2输入、输出轴线成一夹角，夹角范围：0°~20°。T/ZZB0599—201835.3倒、顺减速比相同，减速比范围：1:1～3.5:1。5.4采用液压操纵湿式多片摩擦离合器。5.5输入带高弹性联轴器减震。5.6带油泵、液压阀、滤器、仪表、滑油及油池等液压控制循环系统，需匹配计算确定液压系统各部件的规格。5.7带散热冷却器，需匹配计算选配冷却器规格。6技术要求6.1外观质量齿轮箱表面油漆光滑美观，外露件整洁，其中钣金件表面不应有皱纹，焊接件焊缝均匀平整，管路流畅，各类报警、控制装置线路布置合理、排列整齐；零部件不允许有磕碰伤、锈蚀等缺陷。6.2齿轮箱优先倾角系列齿轮箱倾角推荐选用：5°、7°、8°、106.3工作环境温度齿轮箱应能在环境温度-5℃~55℃下正常工作。6.4密封性齿轮箱的各密封面和管接头及其他部位不应有油、水渗漏现象。6.5齿轮箱箱体输入、输出轴线夹角的精度要求齿轮箱箱体输入、输出轴线的夹角倾斜度公差不大于GB/T1184—1996规定的5级。6.6输入、输出联轴节精度要求齿轮箱输入、输出联轴节的径向圆跳动与端面圆跳动公差应符合表2的规定，如用户另有要求，可与制造厂商定。表2输入、输出联轴节径向圆跳动与端面圆跳动公差)6.7性能要求6.7.1空负荷性能在空负荷试验中，齿轮箱应符合下列要求：a)齿轮箱油泵上油时间（为非空腔上油）≤6s；T/ZZB0599—20184b)手柄操纵力≤50N。6.7.2负荷性能在部分负荷、额定负荷和超负荷运转时，齿轮箱应符合下列条件：a)工作油压升压时间：一般应在1.8s～2.5s时间内达到规定油压值，并能根据使用工况对此进b)油池油温：齿轮箱油池油温应不高于80℃;c)工作油压波动：齿轮箱的工作油压在符合试验规范要求条件下，其工作油压表波动值在±0.05MPa范围内；d)倒、顺车润滑油压差不大于0.03MPa。6.7.3离合性能在做顺车、倒车离合和换向试验时，齿轮箱应符合下列要求：a)离合及换向时间：齿轮箱任意换排的转速应不小于额定输入转速的60换向时间≤15s；b)换向冲击扭矩：在输入转速为额定转速的5060按配套柴油机推进特性曲线施加相应负荷的工况下，正常换向及接排时离合器换向冲击扭矩不应超过额定传递扭矩的80％。6.7.4储备系数在各种使用工况下，离合器在额定输入转速下开始打滑的储备系数≥1.5。6.7.5带排扭矩齿轮箱在输入转速为额定转速的5060油温为40℃~50℃的工况下，带排扭矩应小于或等于离合器额定扭矩的0.5％。6.7.6空载功率损耗率齿轮箱空载功率损耗率应符合表3的规定。表3空载功率损耗率)%6.7.7连续离合换向齿轮箱在做连续离合或换向试验时，不应有异常情况发生。6.7.8主传动齿轮副的接触斑点齿轮箱主传动齿轮副的接触斑点应不小于表4的规定。T/ZZB0599—20185表4齿轮副的接触斑点%%6.7.9噪声齿轮箱在其顺车工况，噪声限值应符合图1或公式（1）的规定,如用户另有要求，可与制造厂商定。图1声功率级Lwa=7lgNe+77……………(1)Lwa——声功率级，单位为分贝[dB(A)]；Ne——发动机功率，单位为千瓦（kW）。6.7.10振动齿轮箱在标定工况下的振动应符合GB/T6404.2—2005中附录D的规定，达到C级。6.8清洁度齿轮箱的清洁度用油池内润滑油的清洁度表示，齿轮箱清洁度水平应不低于GB/T14039—2002规定的代号为-/18/15要求。6.9安全保护齿轮箱设置以下三个基本报警装置：润滑油低压报警、工作油低压报警、润滑油高温报警。6.10可靠性考核齿轮箱按JB/T11323的规定进行可靠性考核，具体指标为：a)首次故障前平均工作时间（MTTFF）应不低于500h（考查）；b)平均故障间隔时间（MTBF）应不低于1000h（考核）；T/ZZB0599—20186c)无故障性综合评分值（Q）应不低于60分（考查）。6.11耐久性齿轮箱台架按连续负荷工况参数经500h负荷试验和1h的110％超负荷试验或按实船配机试验后，应无严重故障或致命故障发生。7试验方法7.1试验前的准备7.1.1提交试验的齿轮箱，应按相关部门批准的设计图样和技术文件检验合格。7.1.2试验所用仪器、仪表及其他测试设备，应具有计量合格证书，并在有效期内，仪表的精度等级表5试验用仪表的精度等级7.1.3齿轮箱安装在试验台位上的对中精度要求如下：a)齿轮箱的输入、输出法兰与试验台位设备的对应法兰为刚性连接时，其法兰径向圆跳动≤0.05mm；法兰轴向圆跳动每100mm法兰直径≤0.02mm，最大不超过0.05mm。b)齿轮箱的输入、输出法兰与与试验台位设备的对应法兰为弹性联接时，其法兰径向圆跳动≤0.10mm；法兰轴向圆跳动每100mm法兰直径≤0.04mm。7.1.4试验用油按产品使用说明书和有关技术文件规定。7.1.5试验时环境温度和试验用冷却水温度应在有关技术文件规定范围之内。7.1.6做好试验检测记录准备。7.2外观质量用目测检查齿轮箱的外观质量。7.3密封性用吸水纸擦拭齿轮箱各接合面和管接头处，应无油渍出现。7.4输入、输出联轴节精度要求用百分表检测输入、输出联轴节的径向圆跳动、端面圆跳动。7.5空负荷试验7.5.1用秒表或专用参数测试记录设备检查油泵上油时间。7.5.2在齿轮箱输入转速为50％、75％和100％额定转速下，顺、倒车各运转10min，观察有无异常情况。7.5.3在齿轮箱输入转速为应用场合规定的接排转速（若无特殊规定则取5060％额定转速)时，各离合元件接合、脱开操作三次，观察有无异常情况。7.5.4手柄操纵力为对机械操纵式齿轮箱用弹簧秤测手柄操纵力，测量4次取平均值。T/ZZB0599—201877.6负荷试验以连续负荷工况参数，试验按表6和表7（仅供出厂检验用）的要求进行负荷试验，负荷的额定值根据齿轮箱相应减速比的传递能力容量图确定；用相应的仪器仪表测量和计算工作油压升压时间、油池油温和工作油压波动值。表6性能试验)—>0.37.7离合性能试验试验时齿轮箱保持输入转速为50％～60％额定转速，按配套柴油机推进特性曲线施加相应负荷，做顺车、倒车离合和换向各三次，取三次测量结果的平均值，测定其工作可靠性和以下项目：a)换向时间：将手柄从顺车（或倒车）位置转至中间停位并停留约2s～3s，再转至倒车（或顺车）位置，测定其换向时间和离合时间，换向时间以开始操作手柄到输出轴开始翻转为止；b)换向冲击扭矩：用扭矩仪测定。7.8储备系数测定7.8.1在试验条件许可的情况下，对湿式片式离合器作储备系数测定，选择下列两种方法之一：a)在额定输入转速下，逐渐增加负荷使离合器开始打滑，按公式（2）计算得出：max/Tn......................................(2)Tn——离合器公称转矩，单位为牛米（N·m）；Tmax——离合器开始打滑时的最大转矩，单位为牛米（N·m）。b)在额定输入转速和额定负荷下，逐渐降低离合器的工作油压力，使离合器开始打滑，按公式（3）计算得出：1...................................(3)T/ZZB0599—20188Pn——离合器额定工况时的最小工作油压，单位为兆帕（MPa）；P1——离合器开始打滑时的工作油压，单位为兆帕（MPa）。7.8.2当受试验条件限制时，按额定工况下的工作压力，换算成相应部分试验负荷时的油压，直至打滑，此时按公式（4）计算：1，Pn=T,/T×P...............................(4)Pn'——换算成相应部分试验负荷时的油压，单位为兆帕（MPa）；T'——部分负荷试验时离合器实际传递转矩，单位为牛米（N·m）；T——离合器额定传递转矩，单位为牛米（N·m）；P——离合器额定工况下的最低工作油压，单位为兆帕（MPa）。7.9带排扭矩测定在齿轮箱输入转速为额定转速的5060％、油温40℃~50℃的工况下，将齿轮箱切换到空挡位置，对输出轴端进行制动后，用带排扭矩测量装置测定带排扭矩。7.10空载功率损耗率的测定在额定输入转速、油温在60℃~65℃、油面高度符合规定的条件下，脱开输出端的加载装置，测定齿轮箱的最大空载损失。7.11连续离合换向试验7.11.1按性能试验中对离合或换向试验要求，作连续离合或换向300次，每100次为一组。7.11.2换向试验时，按使用说明书操作，每次换向时间应不大于15s。7.12接触斑点检查试验结束后，按照GB/Z18620.4规定的检测方法检测齿面接触斑点。7.13噪声与振动的测量条件许可时，齿轮箱的噪声与振动按GB/T6404.1与GB/T6404.2—2005的有关规定测试；试验条件不具备时，可经有关方面商定，采用其它方法测试。7.14清洁度保持原动机在额定转速下，用工具松动放油口螺塞，使得油液缓慢流入液样瓶内，再取200ml左右液样按GB/T14039—2002中3.4的规定进行测量。7.15报警装置检验各报警装置必须按照设定值进行整定验证。7.16安全保护性能试验按产品技术文件或订货协议要求采用的安全保护措施相应检验方法进行试验。7.17可靠性T/ZZB0599—20189按JB/T11323的规定和JB/T9746.1—2011中附录B进行试验和判定。7.18耐久性7.18.1齿轮箱需作500h负荷试验，每100h为一个循环，在额定工况下，一个循环为正车运转90h、倒车运转10h，5个循环试验结束后，做1h的110％超负荷试验。7.18.2如超出试验台位条件无法做额定工况试验时，须经有关方面商定，进行部分负荷试验或实船配机试验。7.18.3若在试验中齿轮箱出现故障或零件损坏，按使用说明，能在2h内，排除故障或调换零件者，可继续试验，若检修时间超过2h，则需重新进行试验或按双方商定的规则延长试验时间。8检验规则8.1出厂检验8.1.1检验项目出厂检验分空负荷试验、负荷试验、离合和换向试验，其中负荷试验按表6进行，出厂检验项目见表7。8.1.2检验数量每台齿轮箱在出厂前都应进行出厂检验，检验合格并附有产品检验合格证后方能出厂。8.1.3合格判据齿轮箱的出厂检验全部项目符合要求，判定齿轮箱出厂检验合格；若有不符合要求的项目，则判定该齿轮箱出厂检验不合格。8.2型式检验8.2.1检验要求有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品试制、定型或鉴定；b)产品的设计、工艺、生产设备、管理等方面有较大改变，可影响产品性能；c)周期性检查；d)对已定型产品进行较大结构性改进或变型设计时；e)国家质量监督部门或行业主管部门提出进行型式检验的要求。8.2.