煤礦減速機潤滑有效性的提高與污染治理

李 健，賈俊恒，郭小賓，李秀保，王佳佳，張 軍

（1.大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司，山西原平 034114；2.大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司劉家梁煤礦，山西原平 034114；3.大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司焦家寨煤礦，山西原平 034114；4.西安奧奈特固體潤滑工程學研究有限公司，陜西西安 710061）

0 引言

減速機是各類輸送裝備的通用部件，是動力傳遞的關鍵。隨著生產持續、規模、高效、智能、綠色的要求，對減速機軸承、齒輪、密封、鏈接部的協同工作配合效果最優化，達到減速機無泄漏、少檢修、少停機、免維護的目的，為企業減輕環保負擔，為政府減緩廢機油處理和二次污染壓力，從技術源頭尋求解決方案是目前的重要舉措。

1 復合固體潤滑技術與傳統潤滑

1.1 復合固體潤滑技術應用于技改的可行性

復合固體潤滑工程技術是專項治理機械潤滑污染的集成技術，是針對通用機械運行中普遍存在的潤滑污染問題的專項研究。機械運行，潤滑是保障，沒有有效的潤滑，機械就會有故障或破壞性事故發生。行業普遍認為，機械80%的問題均因潤滑失效所致，機械80%的養護也跟潤滑有關，機械80%的污染也是潤滑導致。

通用機械的發展過程中，潤滑油污染環境問題日益凸顯。政府監管壓力大，企業負擔重，行業與科技工作者也面臨這一個關乎環境與社會發展之間的科學技術研究命題。《固體潤滑工程學研究》學者和復合固體潤滑工程技術專家團隊統一認為，通用機械潤滑油污染治理專項研究的復合固體潤滑工程技術，從復合固體潤滑劑的-70～400 ℃的適應性、長于普通潤滑油20 倍的有效性、固液相復合體中固相組織空隙沉積性、非金屬與金屬摩擦副固體潤滑劑有效嵌著非金屬摩擦副成膜性、復合固體潤滑材料的長效性、固體潤滑材料的水和粉塵適應性入手，設計齒輪箱全季長效免維護復合固體潤滑劑和齒輪箱免拆解集成式復合固體潤滑密封系統，是一個行之有效的解決方案。在16年的復合固體潤滑工程技術應用實踐中，實現了齒輪箱12年、內燃機曲軸箱1000 h（工程車輛）或行駛50 000 km（道路運輸機械）不換油、免維護、無漏油污染的技術目的，少用潤滑由90%、磨損量只是原來的1/7～1/15、環保貢獻值＞80%、相關機械制造資源節省80%。實現通用機械少用潤滑油，就是節能環保的復合固體潤滑工程技術的研究和設計初衷，證實了復合固體潤滑工程技術應用于減速機潤滑有效性保障和潤滑污染治理的可行性。

1.2 復合固體潤滑工程技術系列產品

復合固體潤滑工程技術除了具有傳統潤滑油的特性外，還具有減振、長效、耐磨、自密封、使用方法簡便、免維護和完全潤滑性（相對），更新了傳統潤滑的不完全性（相對）。因為復合固體潤滑工程技術研究中，定義了傳統潤滑油的不完全潤滑（相對）是潤滑油在機械摩擦發生時，摩擦副之間產生油膜，該油膜減少摩擦副接觸瞬間的剪切力和摩擦表面發生的壓強造成的磨損。機械傳動部位組件在制造過程間隙的設計，以及安裝和應用過程中的軸心失衡，客觀上決定了機械傳動部位運行中振動的沖擊荷載（錘擊）必然存在。因此，機械傳動部位摩擦副間的油膜就被破壞，瞬間的摩擦表面接觸造成磨損的發生。面對所有采用潤滑油潤滑的軸承、摩擦副使用一段時間后間隙增大直至報廢，和齒輪使用一段時間后齒頂寬度磨損至斧刃狀的客觀現象，說明傳統潤滑油在相對條件下是不完全潤滑。

1.3 完全潤滑（相對）

完全潤滑（相對）概念是在復合固體潤滑工程技術研究過程中，針對潤滑油的不完全潤滑性（相對）提出來的。復合固體潤滑工程技術應用于機械傳動摩擦件時，具有特殊功能的復合固體潤滑劑，在摩擦面發生摩擦瞬間產生復合固體潤滑膜，該復合固體潤滑膜以多層復合物質形態，較長時間存留于摩擦面的偶件表面上。同時，摩擦面瞬間發生的剪切力和壓強不會破壞存留摩擦面上的復合固體潤滑膜，從而阻斷了對偶面的直接接觸，保證摩擦面在承受最大壓強時潤滑有效，以達到減少磨損、節約資源、提高資源利用率的目的。

1.4 復合固體潤滑技術特性

（1）減振。通過復合固體潤滑工程技術的多個液相組織合成，復配協同效果優化的多個固體潤滑材料制成的產品，在機械運行過程中的擠壓摩擦下，形成相對普通潤滑油潤滑膜更厚的固液相結合復合固體潤滑膜，可以吸收較大的振動沖擊能量，有效降低機械運行中的振動。可以使設備振動降低10%～30%。

（2）長效。通過復合固體潤滑劑中的復合液相組織的氧化安定性、熱安定性、機械安定性、憎水性和多個固體潤滑材料超低溫和高溫的潤滑有效協同性、酸堿適應性、機械適應性、遇水或潮濕環境摩擦系數降低性、450 ℃以下的理化性能穩定性實現。其有效潤滑性是傳統潤滑油的10～21 倍。

（3）耐磨。復合固體潤滑工程技術的完全潤滑（相對）設計理念，賦予產品摩擦瞬間形成的復合固體潤滑膜的擠壓性能＞7840 N，保證沖擊荷載發生時阻斷摩擦副接觸的剪切磨損，復合固體潤滑材料的顆粒屏蔽了磨粒磨損，從而保證這款專用產品優于普通潤滑油的耐磨性能。

（4）自密封。液相組織在機械運動過程中，帶動復合固體潤滑材料到密封結構中，固相組織在機械振動中，大顆粒的固體潤滑材料封堵裹挾小顆粒的固體潤滑材料，沉積在摩擦界面，形成動密封膜。同時，復合固體潤滑劑粘附、嵌入密封摩擦副滑動面，保證密封面的潤滑有效，延長密封精度期或有效期，達到復合固體潤滑劑自密封的效果。

（5）免維護。復合固體潤滑劑的減振特性，保障了機械磨損最小化；長效性是保證該產品一經使用，就可以在一定時間段內不用更換（換油周期是普通潤滑油的10～20 倍）；自密封性保障該產品使用過程中的點檢和補充加油周期延長；耐磨性保障齒輪、軸承、密封的磨損老化降低（磨損量是原來的1/7～1/15）。

1.5 技術原理

帶式輸送機減速機潤滑油漏油污染治理專項的復合固體潤滑劑的技術原理為：該產品由具有潤滑機理的復合液相組織、具有協同潤滑效果的復合固體潤滑劑、具有寬的溫度效果的粘著劑、固液項復合協同增強級壓機制、連帶執行成膜力和防腐。產品呈黑色可流動復合體，組分中的液相組織為初始或基礎潤滑劑，液相組織作為載體，夾帶復合固體潤滑劑組分，在機械運行中轉移到到工作零部件的摩擦界面上，阻斷摩擦副接觸摩擦的過程中，使復合固體潤滑劑中的聚合物單體，在摩擦瞬間的高溫下活化粘稠體，裹帶復合固體潤滑劑在摩擦界面上形成粘結牢固的復合固體潤滑膜。這種復合固體潤滑膜具有良好的附著強度，高承載能力，良好的抗磨、減磨性能及好的再生性和長的潤滑壽命。

1.6 使用方法

在線用于治理減速機潤滑油滲出、爬附、滴漏和換油周期短的現象時，按照原來的換油程序，更換減速機專用GR 復合固體潤滑劑即可。更換成GR 減速機專用復合固體潤滑劑后，滲出、爬附、滴漏在60 滴以內的可以止漏；滴漏在70～120 滴的，可以減少到3～12 滴，要達到徹底治理漏油，建議加載免拆解復合固體潤滑工程技術集成式密封裝置，換油周期可延長至原來的10倍。

2 復合固體潤滑技術使用條件與設備管理制度

本次技改的兩家煤礦，原煤總產規模約為400 萬噸，地質類型復雜，礦井濕度50%～60%，礦井深度306 m，粉塵級別合格，地面、井下使用減速機200 臺。

2.1 生產運行過中的機械設備管理制度

2.1.1 日檢

由維修工及絞車司機每日對絞車進行表面檢查，檢查部位主要是經常磨損和易松動的外部零件及控制盤上的各接觸器觸點的接觸及磨損情況，必要時進行修理、調整和更換，發現重大損壞及時報告主管負責人并進行處理。

（1）檢查各部分的連接零件，如螺栓、鉚釘、銷軸等是否松動。

（2）由檢查孔觀察減速器齒輪的嚙合情況。

（3）檢查潤滑系統、液壓系統的供油情況，如油泵運轉是否正常，輸油管路有無阻塞和漏油等。

（4）檢查制動系統的工作狀況，如閘輪、閘瓦、傳動機構、液壓站、制動閘等是否正常，間隙是否合適。

（5）檢查深度指示器的絲杠螺母曠動情況，保護裝置和儀表等動作是否正常。

（6）檢查各轉動部分的穩定性，如軸承是否振動，各部機座和基礎螺栓是否松動。

（7）試驗各項保護、儀表等動作是否正常；。

（8）人工驗繩,檢查鋼絲繩的磨損、鋼絲繩在滾筒上的排列情況,天輪的運行情況。

2.1.2 周檢

由維修工負責執行，周檢內容除日檢的內容外，還要進行下列工作：

（1）檢查制動系統，尤其是液壓站和制動器的動作情況，調整閘瓦間隙，緊固連接機構。

（2）檢查絞車滾筒內外螺栓有無松動，焊縫有無開裂。

2.1.3 月檢

由主管技術員和維修工共同執行，月檢的內容除包括周檢的內容外，還要進行下列工作：

（1）檢查制動系統及安全保護裝置，確保安全可靠，檢查絞車各油路的密封情況，必要時清洗液壓零件及管路。

（2）檢查聯軸器狀況，如間隙、端面傾斜及潤滑情況。

（3）檢查和更換各部分的潤滑油，清洗部分潤滑系統部件，如油泵、濾油器、管路、溢流閥等液壓元件。

（4）檢查測量閘瓦間隙。

2.1.4 年檢

（1）調整齒輪嚙合情況，磨損情況，檢查測量調整各部間隙、同軸度和水平度。

（2）檢查制動系統的閘柱和轉動銷軸。

（3）清洗液壓站及附件，更換液壓油。

（4）利用節日停產安排大、中修及設備更新等工作，如絞車的滾筒結構，減速器、主軸及連接裝置等。

（5）探傷檢驗和性能測定按《煤礦安全規程》規定執行。

日檢、周檢、月檢、年檢都要做好記錄，記錄檢查結果和修理內容，并由檢修負責人簽字。

2.2 絞車的計劃檢修內容與檢修周期

絞車的檢修按檢修內容和工作量，可分為小修、中修、大修。

2.2.1 小修

（1）徹底檢查減速器齒輪的嚙合及磨損情況和輪輻及輪具是否有裂紋，必要時可以更換已磨損的小齒輪。

（2）打開主軸承及減速器軸承上蓋，進行軸頸表面及軸瓦間隙的檢查。

（3）拆開制動系統的機件進行全面檢查、清洗和修整，必要時更換磨損的零件。

（4）檢查和清洗潤滑系統的全部組件，處理漏油，必要時更換某些部件。

（5）更換制動閘閘瓦。

（6）修理、調整或更換電控設備的繼電器、接觸器和控制線。

（7）修理、調整深度度指示器和其它保護裝置。

（8）檢查齒輪聯軸器的內外齒輪的磨損情況，并檢查聯軸器在軸上的固定情況，鍵是否松動。

（9）小修的內容應以能保證機械設備正常運轉到下一次計劃檢修期。

2.2.2 中修

（1）更換減速器軸或滾動軸承，或對使用中的軸瓦進行刮研處理。

（2）更換減速器主動齒輪及處理漏油問題。

（3）車削制動或制動盤。

（4）更換滾筒木襯。

（5）更換天輪或進行天輪找正。

（6）更換提升容器及其連接裝置。

2.2.3 大修

（1）更換減速器齒輪。

（2）更換滾筒或主軸。

（3）更換彈簧或齒輪聯軸器。

（4）更換主軸軸瓦或抬起大軸進行下列軸瓦的檢查，調整大軸水平度。

（5）進行各軸間的水平度和平行度的檢查或找正。

（6）徹底清洗和檢查液壓制動系統，并進行更換零部件的調試工作。

（7）加固機座及其基處。

2.3 螺桿式壓風機機械檢修規定

2.3.1 日檢

（1）檢查各部位的連接零件是否松動。

（2）檢查各儀表是否正常。

（3）傾聽機器各部工作聲響有無變化。

（4）試驗各項保護是否靈敏可靠。

（5）檢查各部溫度、儲氣罐壓力是否在規定的范圍內。

（6）檢查油分離器的油量和機身小窗口的噴油狀況。

2.3.2 周檢

（1）檢查各部管路是否有漏風、漏油、漏水現象，發現問題及時處理。

（2）檢查水泵運行狀況是否正常。

（3）檢查壓力表、各部溫度表是否靈敏可靠。

（4）檢查并緊固各連接部位螺絲。

（5）檢查各部節門、逆止閥是否良好。

（6）檢查各項保護是否正常。

2.3.3 月檢

壓風機月檢由主管領導、主管技術員參加，機電維修工及司機共同進行，解決日常運行中發現的不能及時解決的問題，有計劃的對壓風機進行全方面檢查。

（1）清理空氣濾清器，并根據情況必要時進行更換。

（2）檢查油分離器內的壓縮油量，根據運行時間按規定更換機油濾芯和壓縮油。

（3）檢查油壓表、氣壓表、溫度表的精度及靈敏度。

（4）檢查壓風機各部位的連接零件是否松動。

（5）清洗冷卻器水套（半年一次）。

（6）檢查聯軸節狀況，必要時更換梅花彈性體。

（7）調整檢修卸荷閥。

（8）處理主要部位漏油、漏氣、漏水。

（9）清掃冷卻器和冷卻水池。

（10）清洗更換濾風器。

2.3.4 年檢

（1）清掃風包、進出風管，進行水壓試驗。

（2）檢查校對壓力表、安全閥、壓力調整器。

（3）檢查更換各氣閥。

（4）更換螺桿兩端軸承，并調整間隙。

（5）檢查基座水平和基礎螺絲。

（6）性能測定按《煤礦安全規程》規定執行。

2.4 主排水泵機械檢修規定

2.4.1 日檢

由水泵司機開泵時對設備運行狀況進行檢查，有問題及時處理并匯報。

2.4.2 周檢

（1）查水泵各部位的連接零件（如螺栓、鉚釘、銷軸等）是否松動。

（2）檢查各處儀表是否正常，各處壓力是否在規定的范圍內。

（3）傾聽機器各部工件音響有無變化。

（4）檢查各處閥門開啟是否靈活。

（5）檢查聯軸器之間的間隙大小。

2.4.3 月檢

（1）調節聯軸器之間的間隙使其達到規定的范圍內。

（2）檢查真空表、壓力表、電流表、電壓表的精度及靈敏度。

2.4.4 年檢

（1）檢查各種閥門、閥等是否靈敏，關啟正常并加油。

（2）檢查各泵軸承潤滑油是否該添加更換。

（3）性能測定按《煤礦安全規程》規定執行。

（4）每年4月底前完成水泵聯合試運轉。

2.5 主扇風機機械檢修規定

2.5.1 日檢

（1）查主扇風機各部位的連接部位螺栓是否松動。

（2）檢查各處儀表是否正常，各種數值是否在規定范圍內。

（3）傾聽機器各部工件聲響有無變化。

（4）檢查閥門開啟是否靈活且能夠開到位。

（5）檢查防爆門關閉是否嚴密。

2.5.2 月檢（2 次）

（1）檢各聯接部位是否松動,并加以緊固,檢查各聯動裝置是否靈活可靠。

（2）檢查防爆門及風道斜坡，及時清除防護欄上的雜物。

（3）對風機整體水平度進行系統檢查并調整。

2.5.3 年檢

（1）根據用風情況，調整風葉。

（2）反風試驗。

（3）性能測定按《煤礦安全規程》規定執行。

3 煤礦帶式輸送機潤滑現狀與技改過程

3.1 帶式輸送機潤滑現狀

帶式輸送機減速機潤滑油漏油污染治理專項技改，是在軒崗煤電劉家梁礦、焦家寨礦開展，由西安奧奈特固體潤滑工程學研究有限公司研發，子公司山西云新富圖工業集成技術研究院有限公司服務，應用設備分別160 減速機A、160 減速機B、221強力皮帶機減速機。設備原使用的潤滑油牌號、每次加注和換油數量、運行溫度、潤滑油過程情況統計見表1。

表1 帶式輸送機減速機應用潤滑油情況統計

3.2 技改過程

（1）劉家梁礦綜二隊一臺221 強力皮帶滾筒減速機于2019年8月30日開始技改應用，加注GR 重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑60 kg 后24 h 內完全止漏，輸入、輸出軸端漏油污染得到治理，設備溫度由70 ℃降至45℃，設備運行8 個月，共補加GR 重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑2 次，約40 kg,期間重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑無更換、設備零維護、運行無滴漏。

（2）2019年11月30，焦家寨礦2 臺皮帶隊160A 減速機加注GR 重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑180 kg 后1 h，由原來滴漏每秒1 滴延長至每20 秒1 滴，并逐漸減慢滴漏狀態直至基本止漏，漏油污染得到治理，設備溫度由75 ℃降至45 ℃，設備運行5 個月，2 臺設備補加GR 重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑1 次，約40 kg。期間重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑無更換、設備零維護、設備運行止漏效果好。

（3）焦家寨礦綜三隊4 臺160B 減速機于2019年11月30加注GR 重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑200 kg 后24 h 內兩臺設備完全止漏，另兩臺設備因密封損壞嚴重，由每秒1 滴延長至每15～20 秒1 滴，并逐漸減慢滴漏狀態。堵蓋底部密封漏油污染得到治理，設備溫度由70 ℃降低至40 ℃，自11月30日加注GR 重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑，4 臺設備共補加GR重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑1 次,約80 kg。5 個月期間重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑無更換、設備零維護、設備運行止漏效果非常明顯。

帶式輸送機減速機復合固體潤滑工程技術實施后，減速機在傳統潤滑油模式下的各類漏油情況得以治理。

4 總結

（1）復合固體潤滑工程技術的一款減速機專用免維護全季長效自密封產品：GR 重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑，產品型號：GR-LCKD320，執行標準：Q/GR 8001—2019 通用機械GR 復合固體潤滑劑。其優良的承載能力和抗沖擊性能，在重載和沖擊工況下潤滑膜不破裂；良好的成膜能力和延展性，促使摩擦過程中能夠在摩擦副表面迅速形成連續而完整的復合固體潤滑膜；良好的粘附能力，在導軌、齒輪和軸承上容易粘附，且粘附后結合強度高，不易脫落；不排斥灰塵等雜質的共聚能力，有效防止磨粒磨損；在濕度大或水環境中，該復合固體潤滑劑的潤滑性不會被破壞；寬的溫度適應性，使其在高溫工況下不易變稀和流失，在低溫工況下不影響流動性；與普通潤滑油一樣的加注和使用方法，便于使用和管理；良好的長效潤滑性能，滿足春、夏、秋、冬全季潤滑需要，免去了傳統潤滑油的冬季夏季換油維護過程。

（2）應用GR 重載齒輪箱專用復合固體潤滑劑，能實現在線免停機免拆解的設備滲油漏油污染治理，降低設備運行溫度，減少設備維護次數（從每天檢查1 次、2～3 天補油1 次，變為平均每3 個月補油一次），設備運行平穩，提高安全生產效率和管理保障，減少了安全風險，降低了生產綜合成本，使用簡單，不增加工作量，長效潤滑有效期3年，不僅使用綜合成本低，更能間接降低生產成本，廢油回收周期延長至每三年一次，廢油量只是傳統潤滑油的10%左右。