徐龍

關(guān)鍵詞：開(kāi)式齒輪 潤(rùn)滑狀態(tài) 優(yōu)缺點(diǎn) 改造

1 引言

齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑系統(tǒng)在球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中起到至關(guān)重要的作用。齒輪傳動(dòng)的體積、成本以及重量在球磨機(jī)中占比很大。直接影響到機(jī)器的工作性能。齒輪傳動(dòng)一旦發(fā)生問(wèn)題失效，這會(huì)影響磨坊的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。齒輪故障的問(wèn)題是牙齒表面的潤(rùn)滑程度，膜直接影響齒輪的使用壽命，因此對(duì)φ3.2×5.4m 球磨機(jī)開(kāi)式傳動(dòng)齒輪的潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行改造是不可避免的。

2 球磨機(jī)的開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)

2.1 開(kāi)式齒輪噴灑潤(rùn)滑控制系統(tǒng)工作原理

開(kāi)式齒輪是原材料加工工業(yè)中常見(jiàn)的傳動(dòng)方式，分為三種傳動(dòng)類(lèi)型，即開(kāi)式、半開(kāi)式和閉式。大型開(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑控制系統(tǒng)是人為的周期性的對(duì)齒輪進(jìn)行噴霧濕潤(rùn)、冷卻。潤(rùn)滑油通過(guò)噴油泵施加的壓力后，通過(guò)進(jìn)油管路在經(jīng)過(guò)分配器之后再分別進(jìn)入到各個(gè)噴嘴中，在與壓縮空氣的混合下，潤(rùn)滑油在霧化后噴射到潤(rùn)滑齒輪的齒面上，從而起到潤(rùn)滑作用。通過(guò)齒輪潤(rùn)滑劑帶到每個(gè)嚙合齒輪的每個(gè)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(rùn)滑方式延長(zhǎng)了齒輪的使用壽命，也減少了軟化劑的消耗。

2.2 開(kāi)式齒輪齒面的潤(rùn)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(rùn)滑劑。液體潤(rùn)滑主要有邊界性潤(rùn)滑和兩種流體潤(rùn)滑狀態(tài)?；旌蠞?rùn)滑劑是描述不同潤(rùn)滑劑狀態(tài)共存的摩擦能力。運(yùn)動(dòng)時(shí)很容易切開(kāi)邊緣膜來(lái)分離它，摩擦阻力就會(huì)降低。與金屬表面的直接接觸會(huì)對(duì)磨損產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。流體動(dòng)力潤(rùn)滑是用粘性流體將兩個(gè)摩擦表面完全的隔開(kāi)，從而防止磨損。球磨機(jī)齒輪的鋸齒狀表面相互傾斜。沿著運(yùn)動(dòng)方向形成一個(gè)收斂間隔，有一種相對(duì)滑動(dòng)和滾動(dòng)的狀態(tài)。潤(rùn)滑狀態(tài)不是固定的，會(huì)隨潤(rùn)滑油膜厚度的變化而變化。

2.3 開(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑方式

開(kāi)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(dòng)裝置正確執(zhí)行一系列的工作程序，如表面處理、磨合和潤(rùn)滑系統(tǒng)的操作，選擇合適的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式等。常見(jiàn)的潤(rùn)滑方式主要有噴灑式、浸浴式和涂抹式。

開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑方式的比較：

3 開(kāi)式傳動(dòng)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)存在的問(wèn)題

3.1 開(kāi)式傳動(dòng)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

開(kāi)式齒輪是工業(yè)中常用的傳動(dòng)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(tīng)到的球磨機(jī)、管磨機(jī)、干燥機(jī)以及造粒機(jī)等等。開(kāi)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(kāi)式齒輪的齒面可以承受極高的應(yīng)力，因?yàn)樗梢詡鬏敺浅８叩牧团ぞ?，一些雙齒驅(qū)動(dòng)器甚至可以達(dá)到>2x5000kw 的傳輸功率。由此可見(jiàn)，開(kāi)式齒輪在工業(yè)運(yùn)用中是具備很多優(yōu)勢(shì)的。

3.2 開(kāi)式傳動(dòng)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)的缺陷

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

（1）工作的環(huán)境（1）相對(duì)較差，因?yàn)榭諝庵械墓腆w顆粒比可能堵塞燃料縫隙的棉線(xiàn)還多，所以潤(rùn)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(jí)嚙合表面無(wú)法形成油膜; 塵埃顆粒也會(huì)污染潤(rùn)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?rùn)滑。（2）當(dāng)齒輪在嚙合區(qū)外時(shí)，潤(rùn)滑油滴入，齒輪運(yùn)行一整個(gè)周期后才能流進(jìn)嚙合區(qū)，大部分潤(rùn)滑油會(huì)被甩到齒輪護(hù)罩的下邊，會(huì)造成齒輪副部分嚙合處缺油，難以形成油膜，也會(huì)形成一定的浪費(fèi)。（3）油量沒(méi)有計(jì)量，是靠工作人員負(fù)責(zé)加油的，加油量很難控制;當(dāng)潤(rùn)滑油量較低時(shí)，齒輪副嚙合區(qū)會(huì)因油量不足而造成齒面磨損，而加油量過(guò)多時(shí)，會(huì)造成廢物和環(huán)境污染。加油時(shí)，工人需要站得很高，增加了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 開(kāi)式轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)的改進(jìn)

4.1 潤(rùn)滑油的選用

潤(rùn)滑油的主要作用是減少磨損、降低工作表面濕度等。所以潤(rùn)滑油的選用是要使設(shè)備得到良好的潤(rùn)滑，首先要根據(jù)設(shè)備的工作條件和設(shè)計(jì)特點(diǎn)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(rùn)滑方式。

三種常用潤(rùn)滑油品牌的性能比較，見(jiàn)表2：

4.2 裝置密封，潤(rùn)滑系統(tǒng)的自動(dòng)化

在實(shí)際工作中，造成齒輪副傳動(dòng)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(rùn)滑條件差，粉塵顆粒進(jìn)入齒面，加速了齒面磨損; 另一方面球磨機(jī)齒輪副負(fù)荷的傳遞給齒輪的造成了較大的壓力，它的運(yùn)行的齒數(shù)是有限的，傳動(dòng)齒輪副上的溫度、壓強(qiáng)都比較高，油膜的形成就會(huì)更加困難，容易發(fā)生局部破裂，特別是在齒輪嚙合的開(kāi)式點(diǎn)和終點(diǎn)處滑動(dòng)更大，形成極壓潤(rùn)滑狀態(tài)。將齒輪的護(hù)罩改為封閉式的，減少粉塵顆粒的進(jìn)入，保證護(hù)罩的密封效果，保護(hù)齒輪的潤(rùn)滑環(huán)境。對(duì)球磨機(jī)密封系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，以防止?jié){料進(jìn)入齒輪嚙合區(qū)。

原有的人工定期加油潤(rùn)滑的方式有些許不足，改為自動(dòng)噴油潤(rùn)滑的方式，可以在一定程度上減少人員人員操作時(shí)遇到的少油、漏油的問(wèn)題?？梢栽邶X輪嚙合處下方的護(hù)罩位置安裝一個(gè)自動(dòng)噴油裝置，如下圖所示。由于齒輪后蓋的振動(dòng)對(duì)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(rùn)滑油可先進(jìn)入嚙合表面，再?lài)姷烬X輪嚙合上，以重新形成潤(rùn)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(rùn)滑油供應(yīng)，提高工作效率。

4.3 對(duì)齒輪定期檢查，磨合修復(fù)

由于開(kāi)式齒輪齒面比較粗糙，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋的現(xiàn)象，因此齒輪潤(rùn)滑劑的使用就顯得至關(guān)重要，潤(rùn)滑劑除了具備正常的潤(rùn)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(kuò)展。經(jīng)過(guò)多方研究發(fā)現(xiàn)，常用的磨合潤(rùn)滑劑有兩種：GRANFLOSCONB-SG00 ULTRA 石墨基磨合潤(rùn)滑脂以及KLUBERFLUID B-F1 ULTRA 石墨基磨合潤(rùn)滑脂，前者適用于采用自動(dòng)噴射系統(tǒng)的間斷潤(rùn)滑方式，后者更適用于油浴、槳輪和循環(huán)潤(rùn)滑方式。這兩種產(chǎn)品分別適用于不同的潤(rùn)滑方式，并且在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛長(zhǎng)期的應(yīng)用，它們對(duì)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(rùn)滑劑，在對(duì)齒輪嚙合面進(jìn)行磨合時(shí)，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(rùn)滑劑適合大型齒輪磨合使用，它含有磨合粒子，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)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(shí)，齒面磨合可以消除齒輪嚙合時(shí)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(yǔ)

齒輪傳動(dòng)是球磨機(jī)的重要組成部分，在球磨機(jī)中發(fā)揮著必不可缺的作用，它的重量、體積和成本在整個(gè)球磨機(jī)中占有很大的比重，影響了球磨機(jī)的工作性能，所以一旦出現(xiàn)問(wèn)題，球磨機(jī)就不能正常工作，而且齒輪傳動(dòng)和齒面潤(rùn)滑有著不可分割的關(guān)系。因此要十分重視齒輪潤(rùn)滑狀態(tài)，并選用合適的潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑方式。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，齒輪的傳動(dòng)質(zhì)量和使用壽命與傳動(dòng)中齒面間的潤(rùn)滑度密切相關(guān)，而判斷傳動(dòng)是否可靠的一個(gè)重要依據(jù)是油膜的厚度。因此，球磨機(jī)齒輪傳動(dòng)只要選擇合適粘度的潤(rùn)滑油，以及潤(rùn)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(rùn)滑，對(duì)齒面潤(rùn)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(wèn)題，因?yàn)闈{體和雜質(zhì)一旦進(jìn)入嚙合面就會(huì)破壞油膜，從而加劇齒面磨損，因此，在球磨機(jī)使用過(guò)程中，必須確保齒輪密封良好。定期清洗機(jī)油以更換，定期檢查機(jī)油的位置，以便方便及時(shí)添加潤(rùn)滑劑。