φ3.2×5.4m球磨機開式傳動齒輪潤滑系統的改造研究

徐龍

關鍵詞：開式齒輪 潤滑狀態 優缺點 改造

1 引言

齒輪傳動的潤滑系統在球磨機的運轉中起到至關重要的作用。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。齒輪傳動一旦發生問題失效，這會影響磨坊的正常運轉。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進行改造是不可避免的。

2 球磨機的開式齒輪潤滑系統

2.1 開式齒輪噴灑潤滑控制系統工作原理

開式齒輪是原材料加工工業中常見的傳動方式，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。噴油結束后，再用壓縮空氣把油膜吹掃均勻，并防止潤滑油滴漏。結束后把噴嘴關閉。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

齒輪故障的主要原因是它們磨損得很厲害。有許多嚴重的磨損因素，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。混合潤滑劑是描述不同潤滑劑狀態共存的摩擦能力。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生深遠的影響。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。潤滑狀態不是固定的，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行一系列的工作程序，如表面處理、磨合和潤滑系統的操作，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存在的問題

3.1 開式傳動齒輪潤滑系統的優勢

開式齒輪是工業中常用的傳動方式，包括電力、水泥、礦山、鋼鐵等大型設備中，比如我們經常聽到的球磨機、管磨機、干燥機以及造粒機等等。開式齒輪有著重載、低速、結構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力，因為它可以傳輸非常高的力和扭矩，一些雙齒驅動器甚至可以達到>2x5000kw 的傳輸功率。由此可見，開式齒輪在工業運用中是具備很多優勢的。

3.2 開式傳動齒輪潤滑系統的缺陷

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，并且在設備啟動、停機期間開式齒輪還一直處于混合摩擦的狀態，因此，開式齒輪的潤滑條件非?？量?。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，減少設備零件的損壞，提高設備運行的穩定性。球磨機的潤滑系統工作過程中存在的如下一些待解決的問題。

（1）工作的環境（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到嚙合區，導致嚙合區的石油短缺，導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境，降低油的質量，導致齒輪得不到適當的潤滑。（2）當齒輪在嚙合區外時，潤滑油滴入，齒輪運行一整個周期后才能流進嚙合區，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，是靠工作人員負責加油的，加油量很難控制;當潤滑油量較低時，齒輪副嚙合區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 開式轉動齒輪潤滑系統的改進

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備得到良好的潤滑，首先要根據設備的工作條件和設計特點綜合考慮，主要根據設備的負荷、溫度、環境、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荷的傳遞給齒輪的造成了較大的壓力，它的運行的齒數是有限的，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。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，保護齒輪的潤滑環境。對球磨機密封系統進行了改進，以防止漿料進入齒輪嚙合區。

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。可以在齒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。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缺油、斷油的現象。從而保證齒輪嚙合面有充足的潤滑油供應，提高工作效率。

4.3 對齒輪定期檢查，磨合修復

由于開式齒輪齒面比較粗糙，經常會出現疲勞裂紋的現象，因此齒輪潤滑劑的使用就顯得至關重要，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，并防止裂紋持續擴展。經過多方研究發現，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的間斷潤滑方式，后者更適用于油浴、槳輪和循環潤滑方式。這兩種產品分別適用于不同的潤滑方式，并且在國內外已經得到了廣泛長期的應用，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，在設備運轉時會在摩擦表面產生適量的跑合磨損，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，消除已經存在的齒面刮擦、塑變等損傷現象，從而可以避免應力集中。

5 結語

齒輪傳動是球磨機的重要組成部分，在球磨機中發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系。因此要十分重視齒輪潤滑狀態，并選用合適的潤滑油和潤滑方式。通過研究發現，齒輪的傳動質量和使用壽命與傳動中齒面間的潤滑度密切相關，而判斷傳動是否可靠的一個重要依據是油膜的厚度。因此，球磨機齒輪傳動只要選擇合適粘度的潤滑油，以及潤滑方式和結構參數，可以使齒面處于正常工作狀態下變得更加彈流潤滑，對齒面潤滑狀態起到決定作用的是粘壓效應和齒面的粗糙程度。除此之外，我們也忽視密封和保養問題，因為漿體和雜質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。