開式齒輪傳動設(shè)備問題及潤滑劑選擇

何勇　王萍　楊希民

（河南省同力水泥有限公司）

大型設(shè)備開式齒輪傳動裝置是傳送動力的一種重要機械方式，是原材料加工工業(yè)中Z常見的傳動方式，由于該傳動方式具備傳送巨大力矩的優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于電力、礦山、水泥、鋼鐵、化工、造紙等傳統(tǒng)行業(yè)的大型設(shè)備，如球磨機、管磨機、回轉(zhuǎn)窯、干燥機、造粒機、碎漿機等。當然較大的力矩傳送勢必使齒圈承受較高應(yīng)力，為保證設(shè)備正常的工作，由于齒輪形式及所選材質(zhì)的要求設(shè)計單位已經(jīng)考慮，對于使用單位而言意義不大。因此，對使用單位而言，潤滑劑、潤滑劑用量以及潤滑方式的選擇是極其重要的。

1　開式齒輪傳動設(shè)備出現(xiàn)的問題

水泥行業(yè)潤滑情況水泥行業(yè)連續(xù)運轉(zhuǎn)的大型設(shè)備,一般都長期處于高溫、重負荷、潮濕、多塵的苛刻環(huán)境下,而且設(shè)備都比較龐大且投資較高,因此維修費用高,停機損失大,因而對潤滑油的要求也特別高。設(shè)備表面會出現(xiàn)不同程度的損傷，主要表現(xiàn)在過度磨損、擦傷、膠合、點蝕、塑性變形等，繼而導致齒面金屬材料遺失，改變齒輪幾何尺寸，嚴重影響齒輪副的使用壽命，降低設(shè)備連續(xù)運行，對生產(chǎn)造成影響。

過度磨損：是指由于長期使用性能與工況條件不否的潤滑劑，由于潤滑劑本身抗磨損性能差，摩擦系數(shù)過高，大的滑動摩擦力會使齒輪表面快速磨損，從而使齒輪副達不到設(shè)計壽命，主要表現(xiàn)為齒輪表面明顯粗糙，嚴重時齒廓失去漸開線形狀。

擦傷：是由于齒輪表面承受過大的接觸應(yīng)力，潤滑劑如果擠壓性能不足或齒面缺少足夠的潤滑劑，導致潤滑油膜不能及時建立，齒輪處于干摩擦或臨界摩擦狀態(tài)，嚙合齒面直接接觸，造成齒輪材料的移除。主要表現(xiàn)為齒面上沿滑動方向出現(xiàn)溝槽，主要分布在滑動速度較快的齒頂、齒根區(qū)域。

膠合：膠合是由于齒輪承受過大的接觸應(yīng)力或較高的齒面溫度，導致油膜不能建立，齒面上峰谷接觸時發(fā)生局部熔焊，而后伴隨齒面的相對運動，促使節(jié)點發(fā)生塑性變形和破裂，導致齒面材料損傷或遷移。主要表現(xiàn)為相互嚙合齒面間齒面表層材料發(fā)生撕裂，形成連續(xù)的、一定面積、一定深度的凹坑，嚴重時可能覆蓋整個齒寬。

點蝕和剝落：點蝕的初期形貌變現(xiàn)為疲勞破壞。隨著裂紋擴展、連接，Z終造成齒面金屬材料脫落，形成初期點蝕，并可能持續(xù)發(fā)展為擴展性點蝕、片蝕或剝落。點蝕損傷對齒輪的使用壽命有較大影響，嚴重時齒輪厚度大大減少，甚至出現(xiàn)斷齒。主要表現(xiàn)為齒面金屬材料的遺失、出現(xiàn)凹坑、且凹坑的邊緣較為尖銳。

塑性變形：塑性變形時一種卸去外部載荷后不能恢復(fù)的變形，其產(chǎn)生的主要原因是齒輪燒到過大載荷沖擊長生的。主要表現(xiàn)為齒輪材料在齒表上流動，齒面上出現(xiàn)類似山雞蛋形狀，平行于齒輪的嚙合線，嚴重時可以延伸到整個齒寬分布。

2　潤滑劑的要求

我公司具備大型設(shè)備開式齒輪傳動裝置的設(shè)備主要包括球磨機、回轉(zhuǎn)窯等關(guān)鍵設(shè)備，由于水泥企業(yè)工況條件較差、設(shè)備要求長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，且設(shè)備長期處于低速、重載、高沖擊的工況條件下。設(shè)備難免出現(xiàn)過度磨損、擦傷、膠合、點蝕、塑性變形等問題。為避免設(shè)備出現(xiàn)上述問題，就要求潤滑劑具備以下特點：

良好的粘附性能，潤滑劑只有具備較強的粘附性能才不至于在工作過程中被甩落導致?lián)p耗，從而保證潤滑劑具備足夠的量，實現(xiàn)設(shè)備的潤滑及帶走由于齒輪間摩擦產(chǎn)生的熱量。

優(yōu)異的抗磨損性和抗擠壓性能，由于該類型的傳動裝置需要傳遞較大的力矩，這就要求潤滑劑本身具備FZG測試級別12，四球燒結(jié)負荷800kg，只有具備上述技術(shù)要求才不至于潤滑劑從齒輪副間被擠出或潤滑性能失效。

含有一定比例的固體添加劑和一定量的擠壓抗磨添加劑，以滿足由于邊界潤滑和緊急潤滑的要求，固體添加劑和擠壓抗磨添加劑的加入有助于潤滑劑性能Z大的發(fā)揮，但不當?shù)募尤霑A(chǔ)用油產(chǎn)生負面影響，對潤滑劑的初始粘度和流動性等存在抑制作用。

應(yīng)具備良好的油膜強度，由于設(shè)備在運行過程中，尤其熱工設(shè)備，比如回轉(zhuǎn)窯受具體操作條件和環(huán)境因素影響較大、齒輪副間產(chǎn)生交變應(yīng)力和沖擊負荷的情況是經(jīng)常性的，Z大限度減弱這些沖擊對嚙合面的影響是選擇合適潤滑劑的基礎(chǔ)。

由于開式齒輪油一般粘度較大，不利于更換，因此對于對潤滑劑?求，使用條件或使用溫度應(yīng)當較廣，避免因季節(jié)的變換產(chǎn)生環(huán)境溫度的變化而變質(zhì)或失效，這就要求潤滑劑中添加適當?shù)姆栏瘎?。同時對于使用噴灑或油池潤滑的系統(tǒng)來說要求潤滑劑具有合理的流動性。

3　潤滑劑的選擇

為了達到齒輪Z佳潤滑狀態(tài)，而且不易污染環(huán)境，2003年11月至今我們選用了國內(nèi)某公司生產(chǎn)的新型HF-開式齒輪極壓潤滑劑，該潤滑劑是采用新工藝、新技術(shù)、新材料復(fù)合精制而成。為使其適應(yīng)水泥行業(yè)設(shè)備苛刻的潤滑條件，產(chǎn)品選用了多種多元特效添加劑如：高溫抗氧劑、粘合劑、抗乳化劑、抗腐劑；復(fù)合抗磨劑及固體潤滑材料等，使其協(xié)同作用達到Z佳的潤滑效果。

4　潤滑劑的使用效果

通過對國產(chǎn)品牌某公司生產(chǎn)的新型HF-開式齒輪極壓潤滑劑的成功應(yīng)用，充分證明了國產(chǎn)專用油同樣對設(shè)備能起到良好的潤滑作用，能保證設(shè)備穩(wěn)定、生產(chǎn)順利，其性能可以和國外產(chǎn)品相媲美，值的推廣應(yīng)用。

來源：《中國水泥》2014年09期