水泵葉輪工作腔是大型齒輪調速裝置核心部件，屬液力傳動范疇，其內部的工作液體流動在流體機械傳動范疇中屬復雜流動，是三維不穩定流動主要包括粘性、不可壓縮等流動。廣一水泵廠對工作液內流場研究目標是得到液體的壓力場、速度場以及液相分布情況等，并最終根據流場分布情況得到其輸出外特性。工作腔內流場研究手段包括理論計算、三維數值模擬計算和工作液輸出外特性實驗三大類。

1、大功率/高可靠性機電液復合傳動總體設計技術

大功率齒輪調速裝置布置在原動機和工作機鍋爐給水泵之間，實現動力傳遞，所以調速裝置的傳動特性計算、自身液力性能以及原動機和工作機間的特性匹配是成功設計裝置的關鍵所在。應根據使用場合和用戶的不同要求，綜合考慮齒輪級數及布置方式，通過建立調速裝置的綜合優化模型實現傳動型式的優化選擇和結構的合理布置。

2、高參數齒輪傳動設計技術

調速裝置轉軸系統的速度高、傳遞功率大，可靠性要求高，需要掌握高可靠度/高功率密度齒輪傳動設計制造技術，如轉子動平衡技術、輪齒修形技術以及噪聲振動檢測控制技術等。

3、葉輪強度計算及工作腔內流場數值模擬技術

葉輪工作腔中泵輪與渦輪是主要的受力(來自工作液的力)零件，一旦發生葉輪因強度破碎，將直接導致軸承損壞，從而導致廣一離心泵失效。一般泵輪與渦輪的結構是半環形狀，徑向均勻分布著薄葉片，傳統的設計計算無法將其簡化為材料力學中的計算模型，這就對葉輪的強度分析提出了新的要求。葉輪工作腔內流場流動屬復雜三維、粘性、非定常流動，要求結合葉輪結構及其工作特點，研究內流場CFD數值模擬分析方法，并基于數值解對工作腔內流場不同轉差和充液率下液相分布情況、流動特性進行研究分析，獲得較全面的流場特性從而指導設計。

4、油路系統控制技術

復合調節式齒輪調速裝置油路系統結構復雜。通過對勺管和油路系統的精確控制，可以很好地降低功率損耗，控制工作油、潤滑油油溫，是保證大型齒輪調速裝置穩定運行的關鍵。

5、高精度、復雜零部件制造技術

高參數人字齒輪副精密加工成型技術、復雜葉輪工作腔泵輪及渦輪制造技術、徑向、推力滑動軸承設計制造技術、調速控制工作油路系統設計制造技術等。配套用于超臨界、超超臨界鍋爐給水泵調速的大型機電液調速傳動裝置在國內尚屬空白，全部依賴進口。用于超臨界機組大型齒輪調速裝置的最大傳動功率達7000--8000kW，輸出轉速達5600--61OOr/min，廣一化工泵的泵輪、渦輪及渦輪套的最高線速度己超過210m/s；用于超超臨界的最大傳動功率達9000--11000kW，輸出轉速達5600--6100r/min，泵輪、渦輪及渦輪套的最高線速度已超過275m/s，其高速重載人字齒輪副系統和液力傳動系統主、從動件(泵輪、渦輪及渦輪套)等零部件的設計制造及工作、潤滑油路控制系統造成為核心技術。

目前，廣一水泵廠研究大型齒輪調速裝置的發展趨勢有如下幾個方面：

1、功率大型化處于領先地位的德國產品，最大傳遞功率已經達到60000kW、最高轉速達到15OOOr/min，效率達到95-97%。

2、型式多樣化大型齒輪調速裝置有前置齒輪式、后置齒輪式以及復合置齒輪式，在此基礎上齒輪傳動形式也可以有很多組合。并且除上述臥式傳動外，尚有輸出軸垂直安裝形式，適用于攪拌機等設備。

3、產品設計現代化在設計開發新產品過程中，采用現代轉子動力學、計算流體動力學(CFD)以及虛擬樣機制造技術相結合的方法，將大大縮短大型齒輪調速裝置的研發周期，節省費用，并使其性能指標不斷提高。

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