大型開式齒輪常見的潤滑方式及選擇

　　前言

　　大型開式齒輪是原材料加工工業(yè)中常見的傳動方式，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。

　　開式齒輪傳動的主要特征為：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）。整個開式齒輪可以傳遞很高的力矩，在啟動、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，對于開式齒輪必須采用合適的潤滑劑和合理的潤滑方法。有效的潤滑保護(hù)，可以延長齒輪使用壽命，減少備件損耗、停機(jī)損失，提高設(shè)備的作業(yè)穩(wěn)定性。

　　開式齒輪的潤滑好壞，不僅與潤滑劑的選擇、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，合理的潤滑方法對于開式齒輪潤滑產(chǎn)生重大的影響，包括涂抹、油池、噴灑等形式，因此要注意潤滑方法的選則，才能避免出現(xiàn)問題。

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

　　開式齒輪噴灑潤滑方式的特點(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，避免物料泄漏對齒面產(chǎn)生過多的影響，使用機(jī)械自動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（最好是純油型潤滑劑）、抗磨和極壓能力高（四球焊接負(fù)荷>8000N），因會產(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的特種潤滑油。這種方式在國外被普遍使用，國內(nèi)大部分大型設(shè)備也廣泛采用。

　　開式齒輪噴灑潤滑控制系統(tǒng)工作原理

　　大型開式齒輪潤滑控制系統(tǒng)是周期性地對齒輪進(jìn)行噴霧潤滑，冷卻。油箱中的潤滑油通過噴油泵加壓后，順著進(jìn)油管路經(jīng)過分配器分別進(jìn)入各個噴嘴，與壓縮空氣混合，使?jié)櫥挽F化，噴射到潤滑齒輪齒面上，起到潤滑作用。因大型齒輪的齒面較寬，采用 4 -6個噴嘴并排安裝，潤滑油通過噴嘴輪流間歇噴灑到齒輪的齒面上，通過齒輪之間的嚙合把潤滑劑帶到被嚙合齒輪的每個面上。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：蟠到Y(jié)束后噴嘴關(guān)閉。這種噴霧潤滑方式大大延長了齒輪的使用壽命，減少了齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時的噪聲，也減少了潤滑劑的消耗量。

　　開式齒輪自動噴灑潤滑系統(tǒng)的選擇

　　噴灑潤滑方式除了選對合適的潤滑劑以外，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（每個噴嘴控制150mm寬齒面）和噴灑角度、安裝距離（20cm左右為宜）。

　　開式齒輪噴灑潤滑系統(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：

　　影響噴灑潤滑效果的因素：

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

　　噴嘴安裝的角度：在噴灑系統(tǒng)的使用過程中，噴嘴的安裝角度非常重要，對潤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)的使用過程中，常常遇到的問題是由于潤滑系統(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)。有其是在中國的北方，沒有加熱系統(tǒng)的噴灑系統(tǒng)是難以工作的。市場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，其中加熱帶以其價格適中，能耗低，安裝簡便被廣泛采用。如圖：

　　另外兩種加熱方式及特點(diǎn)

　　油池潤滑方式：油池潤滑是依靠淹沒在油池中的旋轉(zhuǎn)零件，將油帶到需潤滑的部位進(jìn)行潤滑。這種潤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。油池潤滑的優(yōu)點(diǎn)是自動可靠，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)入油池參與潤滑，會對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)邊界潤滑條件，以及不易泄漏，不含重金屬和有毒溶劑等。

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

　　人工加固體潤滑脂：人工加固體潤滑脂是由人工定期采用涂抹潤滑方式由開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)改加二硫化鉬潤滑脂。

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

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