球磨機(jī)開式齒輪潤滑系統(tǒng)的應(yīng)用研究

新疆錦龍電力集團(tuán)有限公司 孫達(dá)偉 國家能源蓬萊發(fā)電有限公司 孫亞偉 李永濤

球磨機(jī)開式齒輪通常采用傳統(tǒng)的噴射潤滑，潤滑油脂通過噴射油泵打到噴嘴，噴嘴處接入壓縮空氣，將油脂吹散成放射狀液滴，粘到大齒輪齒面上進(jìn)行潤滑，后期將潤滑油直接噴射到小齒輪上，嚙合后含有雜質(zhì)的油脂流入廢油池。該潤滑方式雖然能夠保證潤滑效果，但系統(tǒng)運(yùn)行故障率高，同時(shí)也存在著噴嘴堵塞、消耗量大等諸多弊端，急需引入新的潤滑方式方式進(jìn)行優(yōu)化，在保障安全運(yùn)行的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)性。

1 球磨機(jī)開式齒輪噴射潤滑的弊端

長期實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，球磨機(jī)開式齒輪潤滑方式使用噴射式潤滑系統(tǒng)在生產(chǎn)中存在以下弊端：

油脂粘度越大噴射越難，只能使用低粘度的油脂，降低了潤滑效果，增加了齒輪間的磨損；齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中在齒輪周邊形成了風(fēng)幕，使得一部分潤滑油被吹開，無法參與潤滑，無形中增加了用油量，造成了大量廢油的產(chǎn)生，降低了直接參與潤滑的油脂數(shù)量。穿過風(fēng)幕的潤滑油大部分落到了齒輪上下表面和齒根齒背位置，不參與潤滑造成浪費(fèi)，并且有效作用率進(jìn)一步減少，使得潤滑效果很難滿足潤滑需求。

目前大多采用黑色石墨基潤滑油，容易堵塞噴射系統(tǒng)噴嘴，發(fā)現(xiàn)不及時(shí)容易造成齒輪長時(shí)間缺油，潤滑效果不易得到保證。同時(shí)加大了檢修維護(hù)工作量，降低了設(shè)備工作效率；受成本影響，目前噴射潤滑方式只能間歇供油，造成齒輪表面周期性斷油，潤滑不連續(xù)，磨損加重；由于噴射潤滑方式會(huì)造成潤滑油的飛濺和滴落，廢油回收量大，處理麻煩。

2 DTO-A型開式齒輪智能涂抹潤滑系統(tǒng)

為消除噴射潤滑系統(tǒng)存在的弊端，本著科技創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)，經(jīng)過多方研究與論證，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，對噴射潤滑系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)改造，開發(fā)了全新的DTO-A型開式齒輪智能涂抹潤滑系統(tǒng)，達(dá)到了省油、提升潤滑質(zhì)量、降低維護(hù)工作量的目的。

2.1 DTO-A型開式齒輪智能涂抹潤滑系統(tǒng)的原理

DTO-A型開式齒輪智能涂抹潤滑系統(tǒng)通過供油副齒輪和球磨機(jī)小齒輪嚙合；潤滑脂從供油副齒的嚙合面滲出，在嚙合作用下將潤滑油逐齒涂抹至球磨機(jī)小齒輪，從而達(dá)到潤滑目的。潤滑副齒采用金屬材料和高分子材料的復(fù)合體設(shè)計(jì)，在嚙合過程中呈現(xiàn)擠壓和釋放兩種狀態(tài)，可具有擠壓涂油、釋放吸油的工作性質(zhì)，可在小齒輪上形成油膜，同時(shí)還可帶走小齒輪上的金屬微粒和粉塵，保護(hù)小齒輪齒面，延長齒輪壽命。該方式的好處是只針對齒輪嚙合面涂油，齒根、齒背、齒輪上下表面均不涂油，節(jié)約潤滑油使用量。

2.2 DTO-A型開式齒輪智能涂抹潤滑系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

本DTO-A型開式齒輪定向潤滑系統(tǒng)的涂抹式精準(zhǔn)潤滑方式只對驅(qū)動(dòng)齒的嚙合面涂油，對齒根、齒背和齒輪上下表面均不涂油，從而對潤滑油0浪費(fèi)，可大幅減少潤滑油的使用量50%以上，降低企業(yè)的潤滑成本。基本達(dá)到用油膜推動(dòng)從動(dòng)齒的理想潤滑狀態(tài)，連續(xù)逐齒涂抹潤滑的效果大大優(yōu)于間歇式噴射潤滑，從而保護(hù)了驅(qū)動(dòng)齒和從動(dòng)齒，大幅延長了齒輪壽命。

潤滑效果好，避免了因潤滑不好而引起的超溫、震動(dòng)等問題，提高設(shè)備可靠性。同時(shí)使用低標(biāo)號(hào)廉價(jià)潤滑油即可達(dá)到原有潤滑效果，進(jìn)一步降低企業(yè)成本。模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)耐用、不易堵塞，設(shè)備檢修維護(hù)工作量小，降低企業(yè)人力成本?？筛鶕?jù)油溫、壓力、齒輪溫度自動(dòng)控制，基本實(shí)現(xiàn)無人值守。投資小，見效快，投資回報(bào)周期短。對于潤滑效果嚴(yán)苛的工作場合可不受粘度制約，可使用超高粘度潤滑油，并不會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

圖1 DTO-A型開式齒輪定向潤滑系統(tǒng)

2.3 DTO-A型開式齒輪智能涂抹潤滑系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.3.1 人機(jī)界面

本系統(tǒng)人機(jī)界面采用西門子10吋觸摸屏，給人以很好的視觀和操控展示。主頁面設(shè)有三個(gè)按鈕選項(xiàng)“溫度曲線”、“運(yùn)行狀態(tài)”、“日期修改”進(jìn)行頁面跳轉(zhuǎn)。當(dāng)在主頁面點(diǎn)擊“溫度曲線”按鈕后，頁面進(jìn)行切換。本頁面反映齒面溫度和油箱溫度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，曲線長度為12小時(shí)，點(diǎn)擊屏中所列時(shí)間點(diǎn)，表格中將顯示該時(shí)間點(diǎn)各溫度值。點(diǎn)擊“主頁”頁面進(jìn)行切換返回主頁面。當(dāng)在主頁面點(diǎn)擊“運(yùn)行狀態(tài)”按鈕后，頁面進(jìn)行切換。本頁面包含系統(tǒng)基本操作，工況指示，工況設(shè)定。

設(shè)備上電后手動(dòng)和自動(dòng)都處于關(guān)閉狀態(tài)系統(tǒng)不運(yùn)行，點(diǎn)擊手動(dòng)或自動(dòng)后系統(tǒng)運(yùn)行，運(yùn)行后點(diǎn)擊手動(dòng)將會(huì)由自動(dòng)切換到手動(dòng)，反之亦然。點(diǎn)擊加熱，加熱運(yùn)行，再次點(diǎn)擊加熱關(guān)閉；指示齒面溫度和油箱溫度實(shí)時(shí)數(shù)值反映運(yùn)行現(xiàn)況，指示燈綠色正常紅色異常；輸入潤滑效率值，系統(tǒng)自動(dòng)按該效率運(yùn)行，因該值直接影響齒輪間潤滑效果，一旦合理值設(shè)定不易進(jìn)行過大改動(dòng)，可配合溫度曲線合理調(diào)整；當(dāng)在主頁面點(diǎn)擊“日期修改”按鈕后，頁面進(jìn)行切換；因多數(shù)用戶在大修維護(hù)期間會(huì)對設(shè)備停電處理，停電時(shí)間過長可能會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)間丟失、運(yùn)行數(shù)據(jù)受影響。在設(shè)備上電后對異常時(shí)間進(jìn)行修改點(diǎn)擊確認(rèn)，其中“年”修改只寫末尾兩個(gè)數(shù)字。

2.3.2 控制柜

控制柜包含控制柜體、控制部分、供油部分：控制柜體?？刂乒裾鎯缮乳_門，左側(cè)裝有有電源指示燈和故障指示燈，人機(jī)界面。右側(cè)開有油位觀察孔。柜體后面兩扇開門，柜體兩側(cè)門可開，里面配有獨(dú)立配電箱、潤滑油脂儲(chǔ)存箱，油泵及管路；控制部分。打開控制柜雙開門在左側(cè)有一獨(dú)立箱體，控制系統(tǒng)安裝在內(nèi)，箱體相對密封隔絕油氣進(jìn)入。箱體下側(cè)留出線孔方便各元件線路出入。箱體內(nèi)無操作部件，工作時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)；供油部分：箱內(nèi)配有大容量油箱，油泵處于底部和油箱連于一體，管路通過柜體頂部左右兩個(gè)出孔引出。

2.3.3 供油系統(tǒng)

供油系統(tǒng)采用遞進(jìn)式油脂集中推進(jìn)方式，油泵運(yùn)行，系統(tǒng)管路壓力逐漸升高，當(dāng)壓力大于該泵額定壓力、安全閥動(dòng)作，推動(dòng)分配器柱塞依次動(dòng)作出油。泵體密封、防水防塵，配有壓力表可檢測泵體運(yùn)行現(xiàn)況。采用四單元同量供油方式。泵體最高壓力16MPA或28MPA可選。采用鋼絲編制、耐高壓、耐腐蝕高壓膠管作為油路管道。

2.3.4 均油器

均油器分油齒采用柔性高分子纖維、聚脲和橡膠混煉而成，耐磨耐油，其導(dǎo)油孔均布出油且保證同步出油涂抹均勻。均油器采用與球磨機(jī)小齒輪從動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，逐齒涂抹與球磨機(jī)大小齒輪嚙合受力面。均油器轉(zhuǎn)動(dòng)部件封于球磨機(jī)殼體內(nèi)，外部無運(yùn)動(dòng)部件，不增加現(xiàn)場安全隱患。

3 DTO-A型開式齒輪智能涂抹潤滑系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)

新型的開式齒輪潤滑方式，將潤滑油輸送到表面柔性復(fù)合材料的供油副齒內(nèi)，通過供油副齒和開式齒輪的嚙合擠壓，將油膜級潤滑油涂抹至開式齒輪的嚙合面上，從而達(dá)到了潤滑目的。其供油副齒的表面柔性材料為高分子纖維、聚脲和橡膠的混煉體，具有一定的物理強(qiáng)度，多孔和耐磨等特性。通過云端監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)根據(jù)齒面嚙合溫度、振動(dòng)幅度控制給油量和油溫，實(shí)現(xiàn)智能控制和無人值守。

DTO-A型開式齒輪智能涂抹潤滑系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及應(yīng)用成果：DTO-A型節(jié)油系統(tǒng)于8月10日改造完成并投入使用，球磨機(jī)振動(dòng)及噪音值均有所下降，齒輪磨合面溫度保持穩(wěn)定。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無人值守且長時(shí)間無故障運(yùn)行，未出現(xiàn)噴頭堵塞現(xiàn)象、未進(jìn)行停運(yùn)維護(hù)。在潤滑效果不變的情況下采用國產(chǎn)潤滑油替代進(jìn)口潤滑油，經(jīng)統(tǒng)計(jì)球磨機(jī)潤滑油使用量降低50%以上。