φ3.2×5.4m球磨機開式傳動齒輪潤滑系統(tǒng)的改造研究

徐龍

關(guān)鍵詞：開式齒輪 潤滑狀態(tài) 優(yōu)缺點 改造

1 引言

齒輪傳動的潤滑系統(tǒng)在球磨機的運轉(zhuǎn)中起到至關(guān)重要的作用。齒輪傳動的體積、成本以及重量在球磨機中占比很大。直接影響到機器的工作性能。齒輪傳動一旦發(fā)生問題失效，這會影響磨坊的正常運轉(zhuǎn)。齒輪故障的問題是牙齒表面的潤滑程度，膜直接影響齒輪的使用壽命，因此對φ3.2×5.4m 球磨機開式傳動齒輪的潤滑系統(tǒng)進行改造是不可避免的。

2 球磨機的開式齒輪潤滑系統(tǒng)

2.1 開式齒輪噴灑潤滑控制系統(tǒng)工作原理

開式齒輪是原材料加工工業(yè)中常見的傳動方式，分為三種傳動類型，即開式、半開式和閉式。大型開式齒輪的潤滑控制系統(tǒng)是人為的周期性的對齒輪進行噴霧濕潤、冷卻。潤滑油通過噴油泵施加的壓力后，通過進油管路在經(jīng)過分配器之后再分別進入到各個噴嘴中，在與壓縮空氣的混合下，潤滑油在霧化后噴射到潤滑齒輪的齒面上，從而起到潤滑作用。通過齒輪潤滑劑帶到每個嚙合齒輪的每個嚙合面上。噴油結(jié)束后，再用壓縮空氣把油膜吹掃均勻，并防止?jié)櫥偷温?。結(jié)束后把噴嘴關(guān)閉。這種噴霧的潤滑方式延長了齒輪的使用壽命，也減少了軟化劑的消耗。

2.2 開式齒輪齒面的潤滑狀態(tài)

齒輪故障的主要原因是它們磨損得很厲害。有許多嚴(yán)重的磨損因素，如所選擇的材料、表面粗糙度、油膜厚度和厚度，最有效的減少磨損的方法是潤滑劑。液體潤滑主要有邊界性潤滑和兩種流體潤滑狀態(tài)。混合潤滑劑是描述不同潤滑劑狀態(tài)共存的摩擦能力。運動時很容易切開邊緣膜來分離它，摩擦阻力就會降低。與金屬表面的直接接觸會對磨損產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。流體動力潤滑是用粘性流體將兩個摩擦表面完全的隔開，從而防止磨損。球磨機齒輪的鋸齒狀表面相互傾斜。沿著運動方向形成一個收斂間隔，有一種相對滑動和滾動的狀態(tài)。潤滑狀態(tài)不是固定的，會隨潤滑油膜厚度的變化而變化。

2.3 開式齒輪的潤滑方式

開式齒輪獲得最佳承載能力的主要條件，需要正確的加工制造齒輪，精確找正的傳動裝置正確執(zhí)行一系列的工作程序，如表面處理、磨合和潤滑系統(tǒng)的操作，選擇合適的潤滑劑和潤滑方式等。常見的潤滑方式主要有噴灑式、浸浴式和涂抹式。

開式齒輪潤滑方式的比較：

3 開式傳動齒輪潤滑系統(tǒng)存在的問題

3.1 開式傳動齒輪潤滑系統(tǒng)的優(yōu)勢

開式齒輪是工業(yè)中常用的傳動方式，包括電力、水泥、礦山、鋼鐵等大型設(shè)備中，比如我們經(jīng)常聽到的球磨機、管磨機、干燥機以及造粒機等等。開式齒輪有著重載、低速、結(jié)構(gòu)尺寸較大且齒面粗糙度較高以及工作條件苛刻等特征。開式齒輪的齒面可以承受極高的應(yīng)力，因為它可以傳輸非常高的力和扭矩，一些雙齒驅(qū)動器甚至可以達到>2x5000kw 的傳輸功率。由此可見，開式齒輪在工業(yè)運用中是具備很多優(yōu)勢的。

3.2 開式傳動齒輪潤滑系統(tǒng)的缺陷

任何事物都存在著正反兩面，開式齒輪也是如此，它具備很多優(yōu)勢的同時，也存在著一些劣勢。開式齒輪運行中是滾動摩擦，除了其嚙合過程中還存在大量的滑動摩擦，并且在設(shè)備啟動、停機期間開式齒輪還一直處于混合摩擦的狀態(tài)，因此，開式齒輪的潤滑條件非常苛刻。為達到開式齒輪的潤滑效果，就必須要采用合適的潤滑劑，并且要制訂一套合理的潤滑方式和方法。只有這樣才能起到保護潤滑，延長齒輪的使用壽命，減少設(shè)備零件的損壞，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性。球磨機的潤滑系統(tǒng)工作過程中存在的如下一些待解決的問題。

（1）工作的環(huán)境（1）相對較差，因為空氣中的固體顆粒比可能堵塞燃料縫隙的棉線還多，所以潤滑劑不能順利地循環(huán)到嚙合區(qū)，導(dǎo)致嚙合區(qū)的石油短缺，導(dǎo)致次級嚙合表面無法形成油膜; 塵埃顆粒也會污染潤滑油環(huán)境，降低油的質(zhì)量，導(dǎo)致齒輪得不到適當(dāng)?shù)臐櫥?。?）當(dāng)齒輪在嚙合區(qū)外時，潤滑油滴入，齒輪運行一整個周期后才能流進嚙合區(qū)，大部分潤滑油會被甩到齒輪護罩的下邊，會造成齒輪副部分嚙合處缺油，難以形成油膜，也會形成一定的浪費。（3）油量沒有計量，是靠工作人員負(fù)責(zé)加油的，加油量很難控制;當(dāng)潤滑油量較低時，齒輪副嚙合區(qū)會因油量不足而造成齒面磨損，而加油量過多時，會造成廢物和環(huán)境污染。加油時，工人需要站得很高，增加了操作人員的勞動強度。

4 開式轉(zhuǎn)動齒輪潤滑系統(tǒng)的改進

4.1 潤滑油的選用

潤滑油的主要作用是減少磨損、降低工作表面濕度等。所以潤滑油的選用是要使設(shè)備得到良好的潤滑，首先要根據(jù)設(shè)備的工作條件和設(shè)計特點綜合考慮，主要根據(jù)設(shè)備的負(fù)荷、溫度、環(huán)境、速度和潤滑方式。

三種常用潤滑油品牌的性能比較，見表2：

4.2 裝置密封，潤滑系統(tǒng)的自動化

在實際工作中，造成齒輪副傳動失效的主要原因是磨損和粘滯，而造成這種失效現(xiàn)象的原因是潤滑條件差，粉塵顆粒進入齒面，加速了齒面磨損; 另一方面球磨機齒輪副負(fù)荷的傳遞給齒輪的造成了較大的壓力，它的運行的齒數(shù)是有限的，傳動齒輪副上的溫度、壓強都比較高，油膜的形成就會更加困難，容易發(fā)生局部破裂，特別是在齒輪嚙合的開式點和終點處滑動更大，形成極壓潤滑狀態(tài)。將齒輪的護罩改為封閉式的，減少粉塵顆粒的進入，保證護罩的密封效果，保護齒輪的潤滑環(huán)境。對球磨機密封系統(tǒng)進行了改進，以防止?jié){料進入齒輪嚙合區(qū)。

原有的人工定期加油潤滑的方式有些許不足，改為自動噴油潤滑的方式，可以在一定程度上減少人員人員操作時遇到的少油、漏油的問題?？梢栽邶X輪嚙合處下方的護罩位置安裝一個自動噴油裝置，如下圖所示。由于齒輪后蓋的振動對工作有影響，所以用軟油管連接注射油管和供油系統(tǒng)。所述潤滑油可先進入嚙合表面，再噴到齒輪嚙合上，以重新形成潤滑膜。有效地解決了齒輪副嚙合區(qū)缺油、斷油的現(xiàn)象。從而保證齒輪嚙合面有充足的潤滑油供應(yīng)，提高工作效率。

4.3 對齒輪定期檢查，磨合修復(fù)

由于開式齒輪齒面比較粗糙，經(jīng)常會出現(xiàn)疲勞裂紋的現(xiàn)象，因此齒輪潤滑劑的使用就顯得至關(guān)重要，潤滑劑除了具備正常的潤滑功能外，還必須能夠抑制和消除疲勞裂紋，并防止裂紋持續(xù)擴展。經(jīng)過多方研究發(fā)現(xiàn)，常用的磨合潤滑劑有兩種：GRANFLOSCONB-SG00 ULTRA 石墨基磨合潤滑脂以及KLUBERFLUID B-F1 ULTRA 石墨基磨合潤滑脂，前者適用于采用自動噴射系統(tǒng)的間斷潤滑方式，后者更適用于油浴、槳輪和循環(huán)潤滑方式。這兩種產(chǎn)品分別適用于不同的潤滑方式，并且在國內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛長期的應(yīng)用，它們對新齒輪的磨合效果也非常有效。

研究顯示，GRAN-FLOSCON B-SG00ULTRA 石墨基磨合潤滑劑，在對齒輪嚙合面進行磨合時，能夠使受到損傷的粗糙表面磨合光滑，并減少摩擦。這種磨合潤滑劑適合大型齒輪磨合使用，它含有磨合粒子，在設(shè)備運轉(zhuǎn)時會在摩擦表面產(chǎn)生適量的跑合磨損，從而改善齒面的接觸狀況。與此同時，齒面磨合可以消除齒輪嚙合時的偏差，消除已經(jīng)存在的齒面刮擦、塑變等損傷現(xiàn)象，從而可以避免應(yīng)力集中。

5 結(jié)語

齒輪傳動是球磨機的重要組成部分，在球磨機中發(fā)揮著必不可缺的作用，它的重量、體積和成本在整個球磨機中占有很大的比重，影響了球磨機的工作性能，所以一旦出現(xiàn)問題，球磨機就不能正常工作，而且齒輪傳動和齒面潤滑有著不可分割的關(guān)系。因此要十分重視齒輪潤滑狀態(tài)，并選用合適的潤滑油和潤滑方式。通過研究發(fā)現(xiàn)，齒輪的傳動質(zhì)量和使用壽命與傳動中齒面間的潤滑度密切相關(guān)，而判斷傳動是否可靠的一個重要依據(jù)是油膜的厚度。因此，球磨機齒輪傳動只要選擇合適粘度的潤滑油，以及潤滑方式和結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以使齒面處于正常工作狀態(tài)下變得更加彈流潤滑，對齒面潤滑狀態(tài)起到?jīng)Q定作用的是粘壓效應(yīng)和齒面的粗糙程度。除此之外，我們也忽視密封和保養(yǎng)問題，因為漿體和雜質(zhì)一旦進入嚙合面就會破壞油膜，從而加劇齒面磨損，因此，在球磨機使用過程中，必須確保齒輪密封良好。定期清洗機油以更換，定期檢查機油的位置，以便方便及時添加潤滑劑。