淺析機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)潤滑

摘 要：齒輪是機(jī)械設(shè)備中十分常見的組成單元。齒輪傳動(dòng)效果的好壞，直接影響到機(jī)械設(shè)備的工作效率以及運(yùn)轉(zhuǎn)安全。要保障齒輪傳動(dòng)正常，必須做好相應(yīng)的潤滑。文章圍繞機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)及潤滑有關(guān)問題進(jìn)行探討，簡要介紹了齒輪傳動(dòng)的潤滑方式和減速機(jī)的潤滑作用，分析了常見的齒輪潤滑故障以及形成原因，最后闡述了齒輪傳動(dòng)潤滑故障的防范措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械潤滑齒輪；傳動(dòng)；故障；原因分析；預(yù)防措施

引言

現(xiàn)代社會(huì)化大生產(chǎn)的一個(gè)重要特征和關(guān)鍵要素就是機(jī)械設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用。經(jīng)過長期的發(fā)展，時(shí)至今日，機(jī)械設(shè)備發(fā)展出來的種類不計(jì)其數(shù)，在社會(huì)生產(chǎn)、人民生活、科學(xué)研究、國防安全、文化事業(yè)等各方面發(fā)揮著無可估計(jì)的重要作用。機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平越來越高，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。在機(jī)械設(shè)備眾多的零部件中，齒輪是非?；A(chǔ)也是極為重要的一個(gè)組成部分。齒輪的發(fā)展歷史幾乎與機(jī)械設(shè)備的發(fā)展歷史同樣漫長，齒輪的變革是機(jī)械設(shè)備發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ弧，F(xiàn)代社會(huì)，齒輪依然是機(jī)械設(shè)備中不可或缺的基礎(chǔ)要素，齒輪的傳動(dòng)情況，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的正常穩(wěn)定安全運(yùn)轉(zhuǎn)，有著直接且重大的影響。齒輪要正常、順暢運(yùn)轉(zhuǎn)，有效的潤滑是必不可少的前提要件。在實(shí)際工作中，齒輪傳動(dòng)潤滑影響因素眾多，是一個(gè)非常復(fù)雜的課題，加強(qiáng)對(duì)齒輪傳動(dòng)潤滑技術(shù)的深入研究，是提高齒輪潤滑效率，保障齒輪傳動(dòng)正常，確保生產(chǎn)安全穩(wěn)定進(jìn)行的重要手段。

1 齒輪傳動(dòng)潤滑基本情況概述

1.1 齒輪傳動(dòng)的潤滑方式

開式齒輪是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的齒輪傳動(dòng)方式，以專用的潤滑油或潤滑脂作為工件潤滑介質(zhì)，采用人工的方式定期添加，保持齒輪傳動(dòng)潤滑狀態(tài)保持在合乎需求的程度。開式齒輪具有載荷大、運(yùn)轉(zhuǎn)速度低的特點(diǎn)，其工作環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，存在灰塵較多、空氣濕度較大的問題。為保障潤滑油膜穩(wěn)定在一定厚度，就不能選擇容易消耗的潤滑油類型，而要選擇具有較高年度、吸附性和防銹性的瀝青質(zhì)開式齒輪油。如果開式齒輪傳動(dòng)速度不快，也可以使用潤滑脂進(jìn)行潤滑。潤滑油脂除了提供潤滑作用外，還擴(kuò)展出許多其他功能，比如在鈣基、鋁基、鋰基脂內(nèi)加入石墨、二硫化鉬或其它極壓添加劑，可以使得潤滑油脂承受載荷的能力顯著增強(qiáng)。和開式齒輪相對(duì)應(yīng)的，閉式齒輪潤滑方式通常由節(jié)圓圓周速度決定，以15米每秒為界，超過15米每秒的使用噴油潤滑形式，低于等于15米每秒的使用油浴潤滑形式。

1.2 減速機(jī)的潤滑作用

減速機(jī)是齒輪的重要應(yīng)用之一，它是原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行單元間的重要傳動(dòng)部分，潤滑效果如何，直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況。基于減速機(jī)的工作要求，其潤滑具有以下幾個(gè)方面的作用：

（1）緩解傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間由于相對(duì)位移造成的表面磨損，保障傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作效率，延長使用壽命。（2）幫助潤滑油在齒輪齒合面間分布均勻，并形成油膜，以此提升傳動(dòng)結(jié)構(gòu)載荷承受能力。（3）潤滑油膜除了提供機(jī)件潤滑服務(wù)外，還可以阻擋空氣中的塵埃、小顆粒與金屬構(gòu)件直接接觸，從而避免應(yīng)力集中現(xiàn)象的形成，防止齒輪表面受到損壞。（4）浸油潤滑特別是循環(huán)潤滑液具有發(fā)散功能，可以大幅降低減速箱體因溫度過高而引發(fā)的故障發(fā)生幾率。（5）潤滑油膜的存在可以起到緩沖層的作用，從而降低機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)齒輪的沖擊，減緩零部件損壞速度，減少噪音產(chǎn)生。（6）潤滑油模能夠?qū)⒔饘俦砻媾c空氣隔離，從而減緩金屬表面發(fā)散腐蝕的速度，保護(hù)金屬零部件表面光澤度，延長使用壽命。

綜上所述，潤滑油膜的存在，不僅可以提供潤滑服務(wù)，提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低零部件的損耗與磨損，還起到金屬零部件提供防腐、抗老化等多種作用，是傳動(dòng)設(shè)備中不可或缺的重要組成。

2 潤滑故障的常見形式

機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同部位所在的工作環(huán)境也不一樣，由此導(dǎo)致傳動(dòng)結(jié)構(gòu)發(fā)生故障的類型也多種多樣，常見的有軸承磨損、箱體裂縫、螺釘切斷、聯(lián)軸節(jié)損壞、表面腐蝕等，出于方便研究考慮，可以分為以下幾個(gè)方面：

2.1 運(yùn)轉(zhuǎn)不流暢，耗能增加

這是傳動(dòng)結(jié)構(gòu)最為常見的故障表現(xiàn)，傳動(dòng)部件工作中有卡頓現(xiàn)象，運(yùn)轉(zhuǎn)速度顯著低于正常標(biāo)準(zhǔn)，速度忽快忽慢等，不但影響設(shè)備工作效率，還會(huì)使得設(shè)備能耗大幅增加。

2.2 設(shè)備振動(dòng)增大，發(fā)出尖銳噪聲，給周圍環(huán)境帶來破壞

傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不能正常工作的時(shí)候，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中震動(dòng)幅度加大，發(fā)出的噪音也會(huì)加大，不但影響周圍人員身心健康，還會(huì)誘發(fā)安全事故。

2.3 箱體溫度升高，引發(fā)變形導(dǎo)致構(gòu)件損壞

隨著工作時(shí)間延長，各運(yùn)動(dòng)部件發(fā)出的熱量逐漸累積，導(dǎo)致箱體溫度上升。長期出于高溫狀態(tài)下，箱體零部件損耗加劇，箱內(nèi)油液老化速度加快，都容易引發(fā)故障。溫度升高，金屬部件受熱發(fā)生變形，強(qiáng)度下降，從而導(dǎo)致工作精度下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)部件損壞。

2.4 潤滑油膜不能穩(wěn)定形成，齒面咬合不好，齒輪咬合面破損嚴(yán)重

齒輪工作環(huán)境復(fù)雜惡劣的情況下，齒輪面咬合不好，造成潤滑油膜破裂，不能穩(wěn)定存在，無法發(fā)揮應(yīng)有效用，導(dǎo)致傳動(dòng)結(jié)構(gòu)咬合面損壞加劇，出現(xiàn)點(diǎn)蝕、膠合、塑性形變、嚴(yán)重磨損、沖擊斷裂熔焊等齒面失效形式，使機(jī)械設(shè)備不能正常工作。

3 齒輪潤滑故障原因分析

齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式與工作環(huán)境都較為復(fù)雜，從而使得傳動(dòng)故障的原因也呈現(xiàn)出很強(qiáng)的多樣性。零部件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工等都會(huì)對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)造成影響，而從大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可知，潤滑不良是機(jī)械設(shè)備故障的最主要原因。在機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，部件往往的由不同金屬材質(zhì)加工而成，不同材質(zhì)加工成的結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下表現(xiàn)出的特效也會(huì)有所不同，這種差異性協(xié)調(diào)不好，很容易引發(fā)故障，而潤滑油就起著協(xié)調(diào)各零部件間差異性的重要作用。如果潤滑油種類、規(guī)格選擇不當(dāng)或者品質(zhì)低劣，形成的油膜滿足不了工件潤滑要求，使工件彼此間摩擦加大，損耗速度加快，使用壽命大幅下降，最終導(dǎo)致故障發(fā)生，設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 齒輪潤滑故障防范措施

要解決齒輪潤滑故障問題，一是要加強(qiáng)生產(chǎn)管理，用科學(xué)規(guī)范的方法、制度來規(guī)范使用人員的行為，改善設(shè)備工作狀態(tài)，避免錯(cuò)誤操作的可能性。二是要確保工件設(shè)計(jì)的科學(xué)性，零部件的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、潤滑裝置與油品的選擇，都要滿足機(jī)械設(shè)備工作的具體要求和環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)潤滑效果的優(yōu)化設(shè)計(jì)。三是要確保零部件加工精度，保障傳動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行時(shí)契合緊密、恰當(dāng)。四是要做好采購管理，確保購置的設(shè)備及零部件和潤滑油質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

5 結(jié)束語

齒輪是機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)中的傳統(tǒng)零部件，齒輪傳動(dòng)潤滑的效果是影響機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要因素。隨著工業(yè)現(xiàn)代化水平的進(jìn)一步提高，機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用范圍和功能愈加廣泛，齒輪雖小，意義重大，切實(shí)做好齒輪傳動(dòng)潤滑故障，保障機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，促進(jìn)工作效率的有效提升，對(duì)于推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)的健康發(fā)展具有十分重要的意義。

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