新疆某選礦廠球磨機開式齒輪潤滑系統的改造

郭順磊 朱國慶 吳鵬

（新疆寶地礦業股份有限公司 烏魯木齊 830000）

1 前言

開式齒輪是目前工業中被廣泛的使用傳動方式，其適用于在低轉速、大載荷或有較大沖擊負荷的工作條件[1]。新疆某選礦廠球磨車間球磨機開式齒輪，目前使用4 噴嘴稀油潤滑系統，潤滑油品為閉式320#普通齒輪油。生產現場工況條件較差，齒輪長期潤滑不到位，齒面干磨情況嚴重，齒輪使用壽命短，更換損壞的齒輪不僅導致設備的使用成本增加，而且影響生產的正常進行，從而造成巨大的經濟損失。因此，急需對球磨機原有開式齒輪潤滑系統進行改造。

2 問題的提出

新疆某選礦廠球磨車間現有3臺φ3.0m×4.5m球磨機，目前使用4噴嘴稀油潤滑系統對開式齒輪進行潤滑，在使用過程中，存在如下問題：

（1）采用人工給潤滑系統添加潤滑劑，操作人員工作量和勞動強度大，且易產生滴漏，污染現場環境。

（2）潤滑系統配置4個噴嘴，油品到達管路后，潤滑效果受噴嘴吹氣壓力影響較大：吹氣壓力偏低，油品無法覆蓋全齒面，易產生潤滑死角；吹氣壓力偏高，油品易被吹散，無法到達齒面，產生齒輪干磨。

（3）潤滑方式和用油范圍單一，僅適合使用稀油潤滑，潤滑油品間隔供油，供油量受環境溫度等因素影響，無法做到定量潤滑，且在需要更換潤滑脂時，也無法滿足使用條件。

（4）使用過程中，潤滑系統4 個噴嘴經常出現堵塞，產生潤滑死角。

（5）潤滑系統在供油循環時，沒有供油指示桿提示供油行程，現場人員無法及時判斷供油是否正常，不利于現場的潤滑管理。

綜合上述問題，在球磨機運轉過程中，因潤滑劑粘度過低，球磨機大小齒輪面油膜分布不均勻，油膜強度較低，齒輪干磨情況嚴重，最終導致齒面出現塑性變形，齒輪使用壽命不足設計壽命的1/2。

3 原因分析

球磨機屬于選礦廠磨礦環節的重要設備，目前球磨機較多的采用開式齒輪傳動，大小齒輪分別支撐，大小齒輪的齒面加工精度相對較低，粗糙度大，裝配過程難于保證其平行度與中心距，同時球磨機的大小齒輪又長期處于低速、重載和連續運轉的工作狀態[2]，這些因素都會給齒輪的嚙合和接觸帶來不利的影響，因此，對于開式齒輪潤滑的潤滑劑通常有一些特殊的技術要求[3]：

（1）開式齒輪潤滑脂應有足夠的粘稠度以獲得良好的油膜形成能力，最小油膜厚度越大，油膜的強度越高，齒輪的潤滑狀態也就越好；

（2）良好的粘附性，以保證潤滑劑附著在齒輪摩擦表面而不被甩脫；

（3）良好的抗磨、抗點蝕、極壓潤滑性能，以保護齒面，減小齒面磨損；

（4）油品的物理、化學穩定性好（壽命長、損耗小、不易變質），具有良好的防銹性、抗水性和抗污染能力；

（5）潤滑系統便于操作使用及維護，保證氣動泵、分配器、噴嘴等裝置不被堵塞；

（6）安全性能好，對環境及操作人員沒有危害。

4 改造方案

針對球磨車間現有的3臺φ3.0m×4.5m球磨機開式齒輪的潤滑情況，決定采用開式齒輪噴霧潤滑系統進行升級改造，同時更換原來使用的閉式320#普通齒輪油，使用開式齒輪專用潤滑劑（合成油）。

該改造方案的優點：

（1）將潤滑劑適時定量均勻地噴射到潤滑部位，使齒輪得到良好的潤滑，從而延長齒輪的使用壽命，減少潤滑劑消耗量；

（2）采用噴射潤滑，使得干凈、新鮮的潤滑劑能夠準確無誤的到達齒輪表面并形成良好的油膜，從而有效避免油池潤滑方式下含有磨削等雜質的舊油循環潤滑使用造成的潤滑不良；

（3）潤滑劑使用完直接更換油桶即可，可以有效地解決人工添加潤滑油的泄漏問題，保持現場清潔衛生，降低工人勞動強度；

（4）程控器可對油路和氣路監控，實現各項智能操作及故障報警功能，還可將各種信號傳遞至選礦廠的生產控制系統；

（5）噴嘴后吹功能可有效防止噴嘴發生堵塞；

（6）當環境溫度過低時可啟動加熱裝置對潤滑油品進行加熱，使系統安全穩定地運行。

5 經濟效益分析

（1）改造前：3臺φ3.0m×4.5m球磨機大小齒輪全部使用長城320#閉式齒輪油進行潤滑，不但潤滑劑消耗量巨大，使用成本高昂，單臺球磨機每月的用油成本高達11250 元以上，而且該潤滑劑粘度低、無法有效附著在齒面上，齒面存在干磨的情況，嚴重影響開式齒輪的使用壽命，齒輪的損壞還會增加設備的使用成本，后期需要耗費大量的人力去更換、修復齒輪，影響生產工作的正常進行，造成巨大的經濟損失。

（2）改造后：開式齒輪潤滑系統的前期投入約為5萬元，使用開式齒輪專用潤滑劑LKC-05，在保證齒輪得到足夠潤滑的前提下，單臺球磨機每月的用油成本為8500 元左右，最多只需要5.90 個月即可收回前期系統改造的投入，同時有效地延長了齒輪使用壽命，降低設備綜合使用成本，具體比較如下：

表1 單臺球磨機使用不同油品的綜合成本比較

通過表1數據分析可知，改造潤滑系統并配套使用LKC-05開式齒輪專用潤滑劑，單臺球磨機廢油排放量減少92.77%，每年用油成本可減少3.5萬元。

6 結論

新疆某選礦通過對車間球磨機開式齒輪潤滑系統的改造升級，單臺球磨機改造當年即可節省綜合潤滑成本約4.5萬元，三臺球磨機即可節省綜合潤滑成本約13.5 萬元；改造后第二年單臺球磨機即可節省綜合潤滑成本約10.67萬元，三臺球磨機即可節省綜合潤滑成本約32.01萬元。

通過對φ3.0m×4.5m 球磨機開式齒輪潤滑系統的改造升級，大幅度降低了廢油環保處理的費用，設備運轉穩定，大大降低了現場工作人員的勞動強度，減少停機檢修時間，提升設備運轉率帶來的隱性的經濟效益相當可觀。