API613第五版内容解读.pptx
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,API613（第五版）解读,API613（第五版）,石油、化工和天然气工业用特种用途齿轮装置1.2用途a）增速：
驱动离心式压缩机、轴流式压缩机、鼓风机、回转容积式压缩机、分离机和离心泵；b）减速：
驱动往复式压缩机、回转容积式压缩机、离心泵、挤压机、发电机和鼓风机。
1.5.31特种用途应用：
是指所设计的设备在极重要的应用（criticalservice）时可以不间断连续运转，并且通常没有备用设备的这种应用情况。
功率,1.5.9齿轮装置额定功率是需方在“数据表”上规定的且又在铭牌上标出的最大功率。
2.2.1齿轮装置额定功率通常由需方规定齿轮装置的额定功率。
齿轮装置由原动机驱动的，齿轮装置额定功率一般为驱动装置的最大安装功率。
齿轮装置由电动机驱动的，其额定功率为电动机铭牌功率乘电动机使用系数。
关于两台被驱动设备之间的齿轮装置，其额定功率一般不低于下列a或b的规定，取较大值：
a）齿轮装置的被驱动设备所要求的最大功率的110；b）根据正常功率要求，在被驱动设备之间分摊的驱动设备最大额定功率。
必须和应当,1.5.29必须（shall）：
用来描述一个必须遵循的要求。
1.5.30应当（should）：
用来描述一个推荐情况。
使用寿命,2.1.2按本标准设计和制造的设备（包括辅助设备）使用寿命最少为20年，并且至少连续运行5年。
使用系数（工作系数、服务系数）,表3最小的齿轮工作系数,小齿轮长径比,表4材料系数值和最大的L/d（长/直径）比,2.2.4.6采用一个比表4所列的更大的L/d时，齿轮装置供方应在建议书中提出使用大L/d比的理由。
如果L/d超过表4的数据，则应要求得到需方同意。
箱体材料,2.3.1.1齿轮箱可以用铸造的方式制成，也可以用钢板焊装制成，并且所设计和制造齿轮箱在所有负荷工况下保持转子对中。
定位销或定位键,2.3.1.2在尽可能位于小齿轮中心线垂直面的两个位置上设置用于销连接或键连接的孔（槽），以便箱体同底座或底板进行连接（最大限度减少高速小齿轮同被连接设备的对中偏差）。
没有用销连接或用键连接的齿轮箱体，供方应设置销接导向孔。
确定导向孔的位置和角度时，应考虑现场安装时可能与钻孔发生相互干扰的情况。
2.3.1箱体设计注意事项,2.3.1.11应根据能迅速地排放润滑油和最大限度地减少那些可导致油温升高的油泡沫来设计齿轮箱体。
对于节线速度超过125米/秒（25000英尺/分）的齿轮，特殊设计时所要考虑的事项如下：
a）齿轮装置内的活动底层；b）箱体底面至油箱润滑油平面之间的落差至少610mm；c）啮合方向；d）一条与所有其他排放系统无关的、而同油箱相连的疏油管道；e）一只辅助的全尺寸排放连接件；f）大齿轮、小齿轮和齿轮箱三者之间应留有较大的侧向和周向间隙；g）风阻挡板。
排油管尺寸,齿轮精度,2.5.2.1轮齿在滚齿机、剃齿机或磨齿机上进行加工后，按ANSI/AGMAISO1328-1要求检查轮齿精度。
轮齿部件应具有4级精度或更好的精度。
轮齿精度检查记录供方应至少保存20年，用户有需要时以供备查。
齿轮结构,2.5.3.1需方特别批准的除外，小齿轮与它的轴应为整体锻件。
2.5.3.2节线速度超过150米/秒（30000英尺/分）的，大齿轮与它的轴应为整体锻件。
节线速度等于小于150米/秒（30000英尺/分）的，大齿轮可以同它的轴为整体锻件，也可以同轴分开锻制。
不与轴整锻一体的大齿轮为锻制的或者为锻制的钢齿圈装配结构，大齿轮同轴用过盈配合的方法装配。
未经需方特别批准，节线速度不得超过表8的规定。
轴,2.5.4.1在ANSI/AGMA6001D97的应力限制范围内，根据传递的齿轮额定功率设计轴的尺寸。
轴应采用整块的热处理钢制成。
直径等于大于200mm（8in.）轴应为锻制的。
直径小于200mm（8in.）的轴可以为热轧棒材，但采购时应采用与锻制相同的质量标准，并按锻制的热处理准则进行热处理。
2.5.4.2另有规定的除外，轴应（shall）设置联轴器用的整体法兰。
目前多为圆柱轴头（直轴），成本低。
测振部位要求,2.5.4.4受径向振动探头监测的转轴检测区应同轴颈同心。
所有检测区（包括径向振动和轴向位置）的每个探头侧最小探头顶部直径处不得存在标识符和划痕这类印记或别的表面不连续现象如油孔、键槽。
对轴向浮动超过一半探头顶部直径的齿轮装置，探头检测区的长度应完全超过整个浮动区域，并在每侧加上一个探头顶部直径。
这些检测区不得喷涂、安装套筒和电镀。
检测区的最终表面粗糙度（Ra）为最大0.8m（32微in.），表面精加工最好采用珩磨或抛光的方法。
这些检测区应严格退磁到API670规定的水平，或采用其他退磁方法，以使综合的总电跳量和机械跳动量不超过下述值：
测振部位要求,a）径向振动探头监测的检测区：
1轴颈直径小于305mm（12in.）的，25的允许峰-峰振动振幅或6.5m（0.00025in.），取较大值。
2轴颈直径大于305mm（12in.）的，25的允许峰-峰振动振幅或10m（0.0004in.），取较大值。
b）轴向位置探头监测的检测区，其值为13m（0.0005in.）。
注：
制造大齿轮所使用的钢有增加电气跳动水平的倾向，使用退磁、打磨和电击这些常用方法很难降低电气跳动水平。
当进一步试图降低电跳量没有明显结果时，可以在需方同意的情况下，使用其他降低电气跳动水平的方法。
动力学,2.6.1.1在转子轴承系统的设计中，应考虑到所有潜在的周期性强迫力现象（激振），这些潜在周期性强迫力现象包括但不限于下列情况：
a）转子系统不平衡；b）油膜不稳定（涡动）；c）内摩擦；d）齿轮啮合频率和边带频率，以及由于齿形加工不良而产生的其他频率；e）联轴器不对中；f）转子系统部件的松动；g）滞后作用和摩擦涡动；h）异步涡动；i）电气线路频率。
动力学,2.6.2横向临界转速分析2.6.2.1供方应进行无阻尼分析，以验明无阻尼临界转速并确定它们从0到125的跳闸转速范围位置的振型。
2.6.2.2对无阻尼分析应进行至少三个功率等级的分析，并包括下列内容：
a）轴承油膜、10、50和100齿轮装置额定功率范围下的轴承结构和齿轮装置壳体支承结构刚度；b）每个齿轮箱轴支承的联轴器重量。
动力学,2.6.2横向临界转速分析2.6.2.1供方应进行无阻尼分析，以验明无阻尼临界转速并确定它们从0到125的跳闸转速范围位置的振型。
2.6.2.2对无阻尼分析应进行至少三个功率等级的分析，并包括下列内容：
a）轴承油膜、10、50和100齿轮装置额定功率范围下的轴承结构和齿轮装置壳体支承结构刚度；b）每个齿轮箱轴支承的联轴器重量。
动力学,2.6.2.4.1当以最大扭矩运行时，每个转子被定义的三种临界转速不得小于上述转子最大连续转速的20。
注1：
有时，工作转速不可能低于一阶临界转速。
当齿轮转子必须在一阶临界转速以上运行时，设计的转子一阶临界转速约为60的工作转速，一阶临界转速低于60运行转速易于使轴承不稳定或油膜涡动，如果大大超过60的工作转速，则临界转速会太接近工作转速。
注2：
在小齿轮转速的40和50（速比2:
1到2.5:
1）之间运行的大齿轮可能会激起小齿轮发出不稳定的声音。
因此，如果要求齿轮的速比在2:
1和2.5:
1之间，则应在进行小齿轮稳定分析时给出特殊考虑。
动力学,2.6.2.4.2当工作扭矩在最大扭矩的50至100范围时，每个转子的隔离裕度至少高于最大连续工作转速的10%-20%，与传递扭矩呈线性比例。
2.6.2.4.3如果规定的最小运行工况小于齿轮装置额定功率的40，或小于最高连续转速的70，或无阻尼分析显示的一阶临界转速低于最高连续转速的120，则供方应在无阻尼分析外，再进行阻尼不平衡响应分析。
动力学,2.6.3不平衡转子响应验证试验2.6.3.1要求进行不平衡转子的响应分析时，不平衡转子的响应试验应作为机械运行试验（参见4.3.2节）的一部分来进行，其结果用来验证分析模型。
采用2.6.2.8节规定的分析，以相同的不平衡配置从试验台上获得的转子实际响应是确定阻尼不平衡响应分析有效的准则。
动平衡,2.6.6振动和平衡2.6.6.1所有大齿轮和小齿轮部件均应进行多平面动平衡。
在单键槽转子上，键槽应安装具有一定弧度的半键（半键弧度应与轴的外圆一致）。
应在残余不平衡量作业表（参见附录G）上记录装配部件最终平衡期间全部所用半键的重量。
2.6.6.2应在平衡机上进行残余不平衡量检查，并按照残余不平衡量作业表（参见附录G）记录。
2.6.6.4根据下列公式计算最大许可残余不平衡量：
采用SI国际单位：
Umax6350W/N式中：
Umax转子残余不平衡量数，克-毫米W轴颈静重载荷，千克N最高连续转速，转/分,振动-轴振动,2.6.6.5机器在工厂试验期间，完成平衡并装配好的转子在最高连续转速或其他规定的运行转速范围内的任何其他转速运行时，邻近和相对于每个径向轴承的轴上所测的任一平面未滤波振动的峰峰振幅不得超过下列值或25m，取较小值。
采用SI国际单位：
A未滤波振幅，实际峰峰值，m（密耳）n最高连续转速，转速/分在驱动装置大于最高连续转速、小于等于跳闸转速范围内的任何转速下，其振动值不得超过最高连续转速运行时记录的最大值的150。
振动-箱体振动,2.6.6.9齿轮箱振动试验期间的全部振动值不得超过表9列出的值。
表9齿轮箱振动值,轴承及轴承座,2.7.1总则2.7.1.1径向和推力轴承应是液压润滑油膜型的。
2.7.1.2轴承的设计应能防止出现不正确的位置。
注：
最典型的方法是采用非对称位置的防旋转销方法。
2.7.1.3除非另有规定，否则，推力轴承和径向轴承应配置轴承金属温度传感器，并按API670标准安装。
每个径向轴承和推力轴承的每面至少配置两个金属温度传感器。
径向轴承,2.7.2径向轴承2.7.2.1液压径向轴承应是便于装配的剖分式结构，精密镗孔，套筒或瓦块，具有钢衬浇巴氏合金的可更换轴瓦、瓦块或衬瓦。
这些轴承应配置防转动销并绝对可靠地轴向固定。
经需方同意，可以用铜铬代替钢衬。
2.7.2.2当设备在规定的运行转速范围内带负荷或空负荷运行时，包括在任何关键频率范围运行时，对最大的规定振幅（参见2.6.6）来说，在限制转子振动的整个许可轴承间隙范围，轴承设计应能抑制液压的不稳定性并提供足够的阻尼。
2.7.2.3轴瓦、瓦块或衬瓦应置于轴向剖分的轴承座内，并能在不拆卸联轴器轮毂的情况下进行更换。
2.7.2.4一个投影区域内，轴承载荷不得超过34bar（500磅/in.2）；但是，对任何规定的运行工况来说，轴承负荷能力受最小25m（0.001in.）油膜厚度限制。
推力轴承,2.7.3.1除非需方另有规定，否则，所有人字齿轮的低速轴和所有单螺旋齿轮的每根轴均应提供推力轴承。
如果所提供的齿轮不配置推力轴承，则应采用限制端部浮动或膜片式联轴器，来保持被连接转子的实际的轴向位置。
（参见附录C的图C-1配置A-B，双螺旋齿轮的推力轴承典型布置图）。
所有没有配置推力轴承的齿轮装置应在低速轴上设置固定推力盘，以防齿轮部件与齿轮箱发生接触。
没有配置推力轴承的齿轮装置，其轴向浮动不得超过13mm（0.5in.）。
推力轴承,2.7.3.2推力轴承应为液压轴承，具有钢衬浇巴氏合金的多瓦块型，在设计上，它在两个方向具有相同的止推能力，每侧均配备有连续的压力润滑油。
两侧都采用可倾瓦块，具有自动找平特性，当瓦块厚度出现微小的变化时，可以确保每个瓦块承担相同的推力载荷。
在需方同意的情况下，运行转速低于2000转/分的低速轴上可以采用锥度接触面的推力轴承。
2.7.3.7以在任何运行工况下，载荷不超过轴承制造厂家的极限载荷额定值的50为依据来选择推力轴承。
极限载荷额定值是在连续运行中不出现故障时的最小允许油膜厚度，或是瓦块的巴氏合金最高温度区域不超过其蠕变开始或屈服强度时的载荷值，取较小的载荷。
探头配置,2.7.4.6除非另有规定，否则，应（shall）提供下列设备：
输入和输出轴上的1个转速探头（总计：
2）每个推力轴承处2个轴向探头（总计：
2）联轴器端每个径向轴承处2个径向探头（总计：
4）每个联轴器端2个加速度计（总计：
2）探头按照API670标准的规定安装。
注：
轴向探头的数量和位置应考虑到齿轮的型式（人字齿轮或单螺旋齿轮）和推力轴承的位置。
润滑油温度,2.8.2进油温度为49（120）时，可确保高的机械效率和尺寸稳定，以及限制轮齿金属的最高温度，因此，所设计的齿轮装置和润滑系统可把箱体疏油温度限制在77（170）。
进油温度超过49（120）的地方，则应对轴承设计、油量和许可温升给出特别考虑。
如果不使用护油圈，那么控制环中或推力轴承座中的推力轴承油出口应是切向的。
材料,2.9.1.2供方的报价书应对全部主要部件的材料作出明确规定。
应参考合适的标准包括材料牌号（参见附录E）作出标识。
如果没有这种合适的规定牌号，供方则应在报价书中给出物理性能、化学成分和试验要求等内容的材料技术规范。
2.9.1.3低碳钢会有缺口敏感性并且在环境温度或低温时易于脆裂。
因此，只能使用经晶粒细化处理的全镇静正火钢。
禁止使用粗晶粒钢（如ASTMA515）。
2.9.1.6齿轮箱箱体应是品质良好的，且无气孔、热裂、缩孔、气穴、裂缝、起皮、砂眼和其他类似的有害缺陷。
铸件表面应作喷砂、喷丸、酸洗或其他标准方法的处理。
铸件分型面的毛刺、浇冒口的残余物和凸起部分应凿掉、锉平或磨光。
热处理,2.9.3.1整体淬硬齿轮粗加工到近似最终外形和热处理后，应检查轮齿面硬度是否合适。
表面淬硬齿轮完成热处理后，应通过对同时一起进行热处理的代表性试样的检查，来确定表面淬硬齿轮的表面硬度和渗透深度。
2.9.3.2不管是铸造箱体还是组装箱体，均应在最终机械加工前和任一次焊接后（包括补焊）作除应力处理。
联轴器及护罩,3.2.1除非另有规定，否则驱动设备、齿轮箱和被驱动设备之间的挠性联轴器及护罩应由被驱动的制造厂提供。
注：
附录C为设备系列提供了一个供参考的选择联轴器类型和推力轴承布置方案。
3.2.2除非另有规定（参见2.5.4.2），否则，如果不提供整体法兰式轴端，则应由齿轮厂家安装齿轮装置联轴器轮毂。
3.2.3联轴器及其护罩应符合API671标准的规定。
联轴器的式样、型号和安装应由需方和驱动设备、齿轮箱和被驱动设备的供方共同商定。
3.2.4供方应向需方提供轴、键槽尺寸（如果有）和由端面窜动和热效应所造成的轴端移动情况。
3.2.5设计和制造的联轴器轴连接处至少能传递等于联轴器功率额定值的功率。
3.2.6当要求做机械运转试验时（参见4.3.2.1.6），联轴器的需方应提供空转接套。
安装底板,3.3.1概述3.3.1.1规定时，齿轮装置应随底板或底盘一起提供。
3.3.1.2下列3.3.1.2.1.1至3.3.1.2.10节中术语“安装底板”是指底盘和底板。
3.3.1.2.1安装底板的上下表面和任何分开安装的底座应加工平行。
安装底板,3.3.1.2.6安装底板应符合下列要求：
a）不得在安装底板上钻孔供安装其他设备；b）安装底板应设置调平螺钉；c）被灌浆的安装底板的外侧圆角半径为50mm（2in.）（在平面图上）。
d）不灌浆的安装表面机加工后应立即涂上防锈剂。
e）安装底板应至少比设备基座的三个外侧多出25mm。
f）安装底板应加工到6m（0.00025in.）算术平均根粗糙度或更好。
安装底板,3.3.2.9所有底盘安装表面：
a）底盘装配后应作机加工。
b）同一水平面应在25m（0.001in.）之内，以防软支座。
c）每个机加工安装平面在每延米42m平面度之内（0.0005in./linearft）。
d）不同安装平面同每个其他表面的平行度在50m（0.002in.）之内。
在制造现场，以一个加工过的表面不受限制的条件，通过检验来记录和验证上述公差。
注：
讨论的表面是安装设备的那些表面，且是底盘的底部。
试验,4.3.2机械运行试验4.3.2.2.4以最大连续转速范围运行齿轮装置，直至轴承温度和润滑油温度达到稳定为止。
（开始计时）4.3.2.2.5齿轮应以最大连续转速的110至少运行15分钟。
4.3.2.2.6验证横向临界转速，转速立刻提速到最高连续转速的120，当装置减速至最高连续转速的10时（参见2.6.2），制作相位振幅曲线图。
4.3.2.2.7齿轮装置应以最高连续转速运行4小时。
附录,附录A特殊用途齿轮装置数据表,附录,附录B参考标准API（美国石油学会）Std614石油、化工和天然气工业装置用润滑油、轴封和控制油系统及附件Std617石油、化工和天然气工业装置用压缩机Std670振动、轴向位移和轴承温度监测系统Std671石油、化工和天然气工业装置用特种用途联轴器Std672石油、化工和天然气工业装置用快装、整体式机械离心式空压机Std677石油、化工和天然气工业装置用一般用途齿轮装置Publ684API标准调节转子动力学和平衡的指南（介绍横向临界转速和轴系扭转分析和转子平衡）AGMA（美国齿轮制造学会）908确定正齿、螺旋齿和人字齿轮齿抗弯和抗压用几何参数的数据表925齿轮表面损坏的润滑作用ANSI/AGMA（美国国家标准学会/美国齿轮制造学会）2001渐开线正齿和螺旋齿轮轮齿（美国单位）用的基本额定系数和计算方法2101渐开线正齿和螺旋齿轮轮齿（公制）用的基本额定系数和计算方法6001封闭式齿轮装置用的部件设计和选择6010正齿、螺旋齿、人字齿和斜齿封闭装置用标准6011高速螺旋齿轮装置用技术规范6025封闭的螺旋齿、人字齿和螺旋斜齿噪音,附录,附录C高速齿轮装置用联轴器C.2.2联轴器常用类型（一般选择）包括：
a）齿式联轴器；b）栅格式联轴器；c）挠性元件联轴器；d）橡胶套筒式联轴器；e）挠性轴（空心轴）联轴器；f）刚性法兰式（实心）联轴器。
附录,附录D标准的66瓦块推力轴承的额定负荷曲线附录E特种用途齿轮装置材料技术规范,附录F特种用途齿轮装置,供方图样和资料要求表,附录,附录G确定残余不平衡量的方法附录H齿轮检验（资料性附录）附录I检验员用检验表附录JAPI613与AGMA2101的额定值比较,附录,附录JAPI613与AGMA2101的额定值比较表J-2API的许可弯曲应力,表J-3AGMA等级1的许可弯曲应力,THANKS,感谢聆听！
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