大型開(kāi)式齒輪常見(jiàn)的潤(rùn)滑方式及選擇

　　前言

　　大型開(kāi)式齒輪是原材料加工工業(yè)中常見(jiàn)的傳動(dòng)方式，廣泛應(yīng)用于水泥、礦山、電廠、鋼鐵、化工、造紙等行業(yè)的大型設(shè)備，如：回轉(zhuǎn)窯、管磨機(jī)、燒結(jié)窯、棒磨機(jī)、磨煤機(jī)、干燥機(jī)、造粒機(jī)、鼓式碎漿機(jī)、烘干爐等。

　　開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要特征為：重載、低速、結(jié)構(gòu)尺寸較大，而且齒面粗糙度較高，工作條件苛刻（如灰塵、高溫、沖擊載荷等）。整個(gè)開(kāi)式齒輪可以傳遞很高的力矩，在啟動(dòng)、正常運(yùn)轉(zhuǎn)、停機(jī)期間通常處于混合摩擦狀態(tài)，因而齒面承受極高的應(yīng)力。因此，對(duì)于開(kāi)式齒輪必須采用合適的潤(rùn)滑劑和合理的潤(rùn)滑方法。有效的潤(rùn)滑保護(hù)，可以延長(zhǎng)齒輪使用壽命，減少備件損耗、停機(jī)損失，提高設(shè)備的作業(yè)穩(wěn)定性。

　　開(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑好壞，不僅與潤(rùn)滑劑的選擇、齒輪的設(shè)計(jì)、加工、材質(zhì)，設(shè)備的安裝情況等密切相關(guān)。同時(shí)，合理的潤(rùn)滑方法對(duì)于開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑產(chǎn)生重大的影響，包括涂抹、油池、噴灑等形式，因此要注意潤(rùn)滑方法的選則，才能避免出現(xiàn)問(wèn)題。

　　大型開(kāi)式齒輪常見(jiàn)的潤(rùn)滑方式有三種：噴灑潤(rùn)滑方式、油池潤(rùn)滑方式以及人工加固體潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑方式。目前，噴灑潤(rùn)滑方式是主流的潤(rùn)滑方式，本文重點(diǎn)對(duì)此種方式進(jìn)行介紹。

　　開(kāi)式齒輪噴灑潤(rùn)滑方式的特點(diǎn)

　　噴灑方式的優(yōu)點(diǎn)是，齒面不斷補(bǔ)充新鮮的油脂，可以替掉舊油、灰塵和磨粒的混合物，避免物料泄漏對(duì)齒面產(chǎn)生過(guò)多的影響，使用機(jī)械自動(dòng)噴射方法加油克服了加油困難、齒面上覆蓋油層不均勻的缺點(diǎn)。是目前最廣泛使用的一種潤(rùn)滑方式。

　　這種方式要求油品具有良好的黏附能力、噴灑性能（最好是純油型潤(rùn)滑劑）、抗磨和極壓能力高（四球焊接負(fù)荷>8000N），因會(huì)產(chǎn)生空氣和油品的混合氣霧，其中不能含有重金屬和有毒或致癌物質(zhì)，以免工人吸入，造成人員累積性傷害；通常采用基礎(chǔ)油粘度15000mm2/s的特種潤(rùn)滑油。這種方式在國(guó)外被普遍使用，國(guó)內(nèi)大部分大型設(shè)備也廣泛采用。

　　開(kāi)式齒輪噴灑潤(rùn)滑控制系統(tǒng)工作原理

　　大型開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑控制系統(tǒng)是周期性地對(duì)齒輪進(jìn)行噴霧潤(rùn)滑，冷卻。油箱中的潤(rùn)滑油通過(guò)噴油泵加壓后，順著進(jìn)油管路經(jīng)過(guò)分配器分別進(jìn)入各個(gè)噴嘴，與壓縮空氣混合，使?jié)櫥挽F化，噴射到潤(rùn)滑齒輪齒面上，起到潤(rùn)滑作用。因大型齒輪的齒面較寬，采用 4 -6個(gè)噴嘴并排安裝，潤(rùn)滑油通過(guò)噴嘴輪流間歇噴灑到齒輪的齒面上，通過(guò)齒輪之間的嚙合把潤(rùn)滑劑帶到被嚙合齒輪的每個(gè)面上。停止供油后，壓縮空氣繼續(xù)吹掃 (后吹)，用以均勻油膜，并防止?jié)櫥偷温?。后吹結(jié)束后噴嘴關(guān)閉。這種噴霧潤(rùn)滑方式大大延長(zhǎng)了齒輪的使用壽命，減少了齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲，也減少了潤(rùn)滑劑的消耗量。

　　開(kāi)式齒輪自動(dòng)噴灑潤(rùn)滑系統(tǒng)的選擇

　　噴灑潤(rùn)滑方式除了選對(duì)合適的潤(rùn)滑劑以外，還需確定合適的用油量，這要根據(jù)設(shè)備的負(fù)荷、溫度、齒輪寬度、齒輪轉(zhuǎn)速以及齒面狀況和設(shè)備運(yùn)行狀況綜合考量和調(diào)整，不可一味降低用油量，并且要遵循“少量頻繁”的加油原則；同時(shí)要經(jīng)常檢查噴灑系統(tǒng)的狀況，如氣壓、油壓、噴灑圖形、油桶油位等，確保系統(tǒng)能夠正常供油；如果設(shè)備屬于新裝噴灑裝置，還要選擇安裝合適的噴嘴數(shù)量（每個(gè)噴嘴控制150mm寬齒面）和噴灑角度、安裝距離（20cm左右為宜）。

　　開(kāi)式齒輪噴灑潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成

　　油泵組塊

　　PLC智能控制部分

　　噴嘴組塊

　　主要包括三個(gè)部分：PLC智能控制部分、噴灑組塊部分以及油泵組塊三大部分。如下圖：

　　影響噴灑潤(rùn)滑效果的因素：

　　噴嘴盤組件：大型開(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑理念是"少量多次"，因此噴嘴盤組件需要對(duì)每次的噴灑量進(jìn)行精確控制?？刂品椒ㄝ^多，通常是通過(guò)控制泵或者分配器每次的出油量來(lái)達(dá)到預(yù)期效果。理想的狀態(tài)是：每次的噴油時(shí)間是大齒圈旋轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間，約為5-10秒鐘。噴灑間隔的時(shí)間是大小齒輪嚙合過(guò)程中，油膜遞減速度達(dá)到齒輪表面粗糙度極限值前所需要的時(shí)間，使用的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油粘度越高油膜就越厚，間隔時(shí)間就可以越長(zhǎng)，綜合成本就越低。目前市場(chǎng)上廣泛使用的是基礎(chǔ)油粘度為15000mm?/s的特種潤(rùn)滑油。（潤(rùn)滑油油膜厚度以及油膜遞減速度可以從潤(rùn)滑油廠家查到）

　　噴嘴安裝的角度：在噴灑系統(tǒng)的使用過(guò)程中，噴嘴的安裝角度非常重要，對(duì)潤(rùn)滑的好壞起到了直接的影響。通常要求噴嘴距離齒面的距離應(yīng)該在150mm至250mm的范圍，與齒面形成合理的噴射角度。如圖所示：

　　油桶以及管路加熱：在噴灑系統(tǒng)的使用過(guò)程中，常常遇到的問(wèn)題是由于潤(rùn)滑系統(tǒng)使用在溫低于10攝氏度環(huán)境，噴灑系統(tǒng)常常難以正常工作，造成噴灑障礙。因此，噴灑系統(tǒng)必需要具備加熱系統(tǒng)。有其是在中國(guó)的北方，沒(méi)有加熱系統(tǒng)的噴灑系統(tǒng)是難以工作的。市場(chǎng)上比較好的加熱系統(tǒng)可以進(jìn)行恒溫控制的。通常使用的加熱方式種類也很多。常見(jiàn)的加熱方式有：加熱帶加熱、底座加熱、加熱棒加熱、筒式加熱器等眾多加熱方式，其中加熱帶以其價(jià)格適中，能耗低，安裝簡(jiǎn)便被廣泛采用。如圖：

　　另外兩種加熱方式及特點(diǎn)

　　油池潤(rùn)滑方式：油池潤(rùn)滑是依靠淹沒(méi)在油池中的旋轉(zhuǎn)零件，將油帶到需潤(rùn)滑的部位進(jìn)行潤(rùn)滑。這種潤(rùn)滑方法適用于封閉箱體內(nèi)轉(zhuǎn)速較低的摩擦副，如齒輪副、蝸桿蝸輪副、凸輪副等。油池潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)可靠，給油充足；缺點(diǎn)是油的內(nèi)摩擦損失較大，且易引起發(fā)熱，油池中的油可能積聚冷凝水。

　　油池方式的特點(diǎn)是油膜充足，但是油品易受到雜質(zhì)顆粒的污染，如灰塵、物料和罩殼上的焊渣等，進(jìn)入油池參與潤(rùn)滑，會(huì)對(duì)齒面造成很大的傷害，在保證清潔和密封工作的前提下，要求油品有足夠的油膜厚度；很強(qiáng)的極壓抗磨能力（四球焊接負(fù)荷>8000N），抗沖擊負(fù)荷適應(yīng)邊界潤(rùn)滑條件，以及不易泄漏，不含重金屬和有毒溶劑等。

　　在流動(dòng)性方面，最好不使用潤(rùn)滑脂，完全采用潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑，這樣的流動(dòng)性比較有保證，且在冬季，不至于受太大天氣因素對(duì)流動(dòng)性的影響，如今國(guó)內(nèi)外更多廠家采用的是粘度在15000mm?/s的純油型潤(rùn)滑劑。

　　人工加固體潤(rùn)滑脂：人工加固體潤(rùn)滑脂是由人工定期采用涂抹潤(rùn)滑方式由開(kāi)式齒輪罩殼加油口加脂。很多企業(yè)加注瀝青油脂，現(xiàn)有的企業(yè)改加二硫化鉬潤(rùn)滑脂。

　　加注瀝青油脂，加油時(shí)需要油品升溫，易吸附污染物、雜質(zhì)，長(zhǎng)期使用會(huì)污染工作環(huán)境，油脂易干枯，需經(jīng)常補(bǔ)脂，會(huì)在齒輪表面出現(xiàn)殘留斑點(diǎn)。對(duì)于大型開(kāi)式齒輪和支撐滑道，由于邊界潤(rùn)滑性不好，齒面嚙合部易出現(xiàn)干磨痕跡，造成齒輪報(bào)廢。

　　加注二硫化鉬潤(rùn)滑脂易出現(xiàn)在重負(fù)荷齒輪表面油脂被擠出潤(rùn)滑工作面，從而造成齒輪干磨引發(fā)的齒輪報(bào)廢，此種潤(rùn)滑方式已經(jīng)很少被采用。