輥壓機(jī)潤(rùn)滑設(shè)計(jì)

1、輥壓機(jī)行星減速器的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)龐杭洲 王宇航（中國(guó)重型機(jī)械研究院有限公司，陜西西安 710032）摘 要：潤(rùn)滑不當(dāng)是造成輥壓機(jī)行星減速器齒輪失效的一個(gè)重要原因。本文對(duì)這類減速器的潤(rùn)滑從多個(gè)方面作了詳細(xì)的論述，包括潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)以及與潤(rùn)滑系統(tǒng)相關(guān)的減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：潤(rùn)滑 輥壓機(jī) 減速器 行星減速器 齒輪 齒輪失效0 引言多種原因會(huì)造成輥壓機(jī)減速器齒輪的失效，包括：減速器設(shè)計(jì)和制造方面的原因，以及由于輥壓機(jī)喂料粒度不均、堵料和喂料斷斷續(xù)續(xù)等原因?qū)е碌妮亯簷C(jī)系統(tǒng)的振動(dòng)和載荷波動(dòng)，除此以外，減速器的潤(rùn)滑不合理是導(dǎo)致齒輪失效的另外一個(gè)重要原因。據(jù)有關(guān)資料介紹，國(guó)內(nèi)減速器因潤(rùn)滑不

2、合理導(dǎo)致的齒輪失效占整個(gè)齒輪失效份額的25%左右。良好的潤(rùn)滑是保證減速器正常工作的重要條件，減速器制造廠家、主機(jī)廠和水泥廠用戶都應(yīng)對(duì)此給予足夠的重視。1 潤(rùn)滑1.1 潤(rùn)滑的作用減速器潤(rùn)滑油的主要作用是：在各個(gè)工作零件的接觸面之間形成油膜，減少零件接觸面間的摩擦；吸收減速器中所產(chǎn)生的熱量，并使它逸散，使零件溫度不致過高；吸收沖擊和振動(dòng)，降低噪聲；排出污染物。1.2 潤(rùn)滑油的選擇潤(rùn)滑油的選擇取決于以下幾個(gè)因素，包括：減速器的工作速度和載荷大小，環(huán)境溫度。選擇減速器的最重要參數(shù)是油的粘度。高速減速器潤(rùn)滑油的粘度比低速減速器低一些。在高速時(shí)，即使是低粘度的潤(rùn)滑油也能在輪齒接觸面間建立起所要求的潤(rùn)滑油膜

3、。同時(shí)，低粘度油在高速情況下產(chǎn)生的攪動(dòng)較為輕微，因而功率損耗也少一些。但在低速時(shí)，發(fā)生在運(yùn)動(dòng)耦合面間的油膜比較薄，同時(shí)，低速齒輪的載荷比較大，因此，要求用高粘度的潤(rùn)滑油。輥壓機(jī)行星減速器屬于典型的低速重載運(yùn)行，特別是低速級(jí)齒輪，速度低，載荷大，并且要承受輥壓機(jī)系統(tǒng)頻繁的載荷波動(dòng)，不容易形成油膜，所以應(yīng)當(dāng)選擇高粘度的齒輪油。1.3 潤(rùn)滑油的使用1.3.1 減速器安裝時(shí)的內(nèi)部清洗減速器在出場(chǎng)前，制造廠家會(huì)在減速器的軸和齒輪表面涂上防腐油脂，這種防腐油脂對(duì)減速器的潤(rùn)滑有副作用，所以在加注齒輪油前，應(yīng)用低粘度機(jī)油清洗減速器內(nèi)部，清除掉油脂，也同時(shí)清洗掉減速器內(nèi)部的鐵屑和粉塵污染物。如果在減速器出廠后，

4、由于施工原因，經(jīng)過了幾個(gè)月才安裝到了輥壓機(jī)上，這樣就更有必要對(duì)減速器內(nèi)部進(jìn)行清洗。1.3 .2 初次換油期在行星減速器安裝調(diào)試完畢，帶料運(yùn)轉(zhuǎn)400h或2個(gè)星期后（以先到期者為準(zhǔn)）。將潤(rùn)滑油全部放掉，用N100低粘度機(jī)械油清洗減速器內(nèi)部，這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)檩亯簷C(jī)工作在多粉塵和沖擊載荷非常嚴(yán)重的環(huán)境下，箱體內(nèi)部可能會(huì)在初期的運(yùn)行后會(huì)積累很多污物。初次使用的潤(rùn)滑油經(jīng)過合適的過濾后還可以重新使用，可以使用125mm的濾網(wǎng)過濾。1.3.3后續(xù)換油期在正常的工作條件下，應(yīng)在減速器工作2000h后，或連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)3 個(gè)月后更換潤(rùn)滑油，如果延長(zhǎng)換油周期應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑油定期檢查。換油時(shí)，減速器內(nèi)的舊油應(yīng)當(dāng)清理干凈，因?yàn)?/p>

5、殘留的油會(huì)起催化劑的作用，加快新添加的齒輪油變質(zhì)。1.4 潤(rùn)滑油的存放潤(rùn)滑油在存放保管過程中，必須把不同種類和不同牌號(hào)的油分開來存放，應(yīng)有明顯的標(biāo)識(shí)，油品不允許露天存放，不同廠家生產(chǎn)的潤(rùn)滑油不能混用。1.4 從潤(rùn)滑角度防止齒輪失效的對(duì)策失效形式對(duì) 策點(diǎn) 蝕提高潤(rùn)滑油粘度或采用含極壓添加劑的L-CKC,L-CKD,L-CKT工業(yè)齒輪油剝 落同上磨 損提高潤(rùn)滑油粘度，選用合適的潤(rùn)滑劑，降低油溫，在潤(rùn)滑裝置中增設(shè)過濾裝置。適時(shí)更換潤(rùn)滑油，清洗減速器、過濾器。膠 合必須保證齒輪在一定載荷、速度、溫度下始終具有良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，使齒面潤(rùn)滑充分。采用含極壓添加劑的L-CKC,L-CKD,L-CKT工業(yè)齒輪油

6、。在潤(rùn)滑系統(tǒng)中增設(shè)冷卻器。齒體塑變防止?jié)櫥筒蛔愫椭袛?，提高?rùn)滑油粘度。2 潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輥壓機(jī)行星減速器目前普遍采用的是減速器自身循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)，這種潤(rùn)滑系統(tǒng)中不設(shè)專門的油箱，而是以減速器箱體作為油箱。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，造價(jià)低。由于油箱有沉淀油液中的污染物的功能，而自身循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)不設(shè)油箱，油液中的污染物就容易沉積在減速器內(nèi)，容易對(duì)齒面和軸承造成破壞。所以，筆者認(rèn)為，輥壓機(jī)減速器最好配上帶油箱的潤(rùn)滑系統(tǒng)，這樣雖然增加了油站的成本，但是對(duì)于改善潤(rùn)滑條件，延長(zhǎng)減速器壽命卻非常有效。2.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)工作原理：潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作原理圖如圖1所示。潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作介質(zhì)為粘度等級(jí)為L(zhǎng)-CKC320的工

7、業(yè)極壓（EP）齒輪油，潤(rùn)滑系統(tǒng)的公稱壓力為0.4MPa，過濾精度為125mm。冷卻水溫度要求30，冷卻水壓0.20.3MPa，設(shè)計(jì)溫降8。圖 1 自身循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)原理圖工作時(shí)，油液由齒輪泵排出經(jīng)單向閥、雙筒網(wǎng)式過濾器和油冷卻器被直接送往減速器箱體內(nèi)的潤(rùn)滑點(diǎn)，減速器箱體內(nèi)另一側(cè)的熱油經(jīng)回油膠管重新進(jìn)入油泵。油站的最高供油壓力為0.4MPa，最低供油壓力為0.05MPa，根據(jù)潤(rùn)滑時(shí)噴油的位置要求，通過調(diào)節(jié)安全閥確定使用壓力，當(dāng)油站工作壓力超過安全閥的調(diào)定壓力時(shí)，安全閥將自動(dòng)打開，多余的油液會(huì)回流至減速器箱體。2.2 潤(rùn)滑系統(tǒng)主要元件2.2.1 過濾器雙筒過濾器的一組過濾濾芯工作，一組過濾濾芯備用，

8、過濾器上裝有壓差發(fā)訊器，當(dāng)過濾器進(jìn)出油口的壓差超過0.05 MPa，表明濾芯有阻塞，壓差發(fā)訊器會(huì)發(fā)出警報(bào)，用來通知轉(zhuǎn)換工作網(wǎng)筒。人工換向后，備用濾芯工作，取出原工作濾芯，清洗或更換濾網(wǎng)。過濾器放在冷卻器之前，可以提高過濾和通油能力。潤(rùn)滑油過濾器應(yīng)該安置在油泵有壓力的一側(cè)，以及任何可能使?jié)櫥彤a(chǎn)生污垢的部件（如冷卻器）的前面。如果把過濾器放在油泵的吸油管線上，當(dāng)過濾壓降隨著使用時(shí)間的增加而增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致油泵發(fā)生各種進(jìn)油故障。2.2.2 冷卻器采用列管式冷卻器，冷卻效果好，阻力小，便于維修。冷卻器工作時(shí)，水從列管內(nèi)流過，油從筒體內(nèi)管間流過。如果冷卻水使用河水、海水，最好先經(jīng)過過濾沉淀。使用時(shí)必須防

9、止水的凍結(jié)。在嚴(yán)寒地帶停機(jī)時(shí)，冷卻水必須放出。一般冷卻器應(yīng)半年檢查一次，每年保養(yǎng)一次，清洗更換破損的零件。檢查時(shí)要特別注意各個(gè)部位的腐蝕，一般主要是管束的腐蝕，其次是管板和密封件。在管束和筒體使用不同材料時(shí)，由于不同金屬的電位差，電位低的零件會(huì)產(chǎn)生電腐蝕。故一般水冷式油冷卻器的水腔中都放有電位更低的鋅棒和鎂棒等，以防止電腐蝕，使用中要經(jīng)常檢查其使用情況。2.2.3 油流指示器為了能實(shí)時(shí)觀察壓油管路中油流的情況，防止?jié)櫥到y(tǒng)出現(xiàn)意外，在油泵后面設(shè)置有一個(gè)油流指示器，通過觀察油流指示器的有機(jī)玻璃窗口，操作人員可以隨時(shí)了解潤(rùn)滑油的狀況和流向，可以防止齒輪油泵的接線接反，電機(jī)接線接反的情況在實(shí)踐操作中

10、筆者曾經(jīng)碰到過，有了油流指示器，就可以避免出現(xiàn)這種情況。3潤(rùn)滑系統(tǒng)散熱面積和循環(huán)油量的計(jì)算以額定功率500的行星減速器為例，說明潤(rùn)滑系統(tǒng)散熱面積和循環(huán)油量的計(jì)算。(1) 循環(huán)潤(rùn)滑油量63L/min(2) 最高油溫(3) 輸入功率(4) 減速器工作效率(5) 室溫(6) 減速器殼體散熱面積(7) 傳熱系數(shù)(8) 潤(rùn)滑油密度(9) 潤(rùn)滑油的平均比熱容(10) 潤(rùn)滑油排出時(shí)的溫度 =50+8=58(11) 潤(rùn)滑油進(jìn)入時(shí)的溫度不防設(shè)為50(12) 循環(huán)油的利用系數(shù)(13) 循環(huán)油循環(huán)冷卻時(shí)排出的最大熱量： (14) 連續(xù)工作中產(chǎn)生的熱量: 由于，故認(rèn)為油溫可以平衡在70，所以循環(huán)潤(rùn)滑油量設(shè)計(jì)為63L/

11、min。其余相關(guān)參數(shù)根據(jù)XYZ 稀油潤(rùn)滑裝置確定，公稱流量63L/min，過濾面積0.19m2，換熱面積4m2，冷卻水耗量5.7m3/h。4與潤(rùn)滑系統(tǒng)相關(guān)的減速器附件4.1 減速器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的油溫監(jiān)視減速器高速軸軸承設(shè)有測(cè)溫裝置，采用電阻式溫度傳感器，傳感器的輸出信號(hào)和中控室聯(lián)接，能夠動(dòng)態(tài)觀察減速器高速軸軸承的溫度，同時(shí)也對(duì)減速器的運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視。輥壓機(jī)減速器的工作油溫的正常范圍在5080之間，最高油溫不能超過90。環(huán)境溫度、冷卻循環(huán)水溫度、通風(fēng)條件、粉塵多少都會(huì)影響到減速器的油溫，所以，潤(rùn)滑油的工作油溫對(duì)于每臺(tái)輥壓機(jī)是不一樣的。具體到某一臺(tái)的報(bào)警溫度設(shè)為多少應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)的實(shí)際情況

12、而定，不能一概而論。減速器殼體上設(shè)有有機(jī)觀察孔，可以觀察高速級(jí)齒輪的工作和潤(rùn)滑情況。4.2 減速器通氣孔的設(shè)置兩種常見的污染物是水和粉塵，對(duì)于輥壓機(jī)減速器來說，首先要預(yù)防粉塵污染。輥壓機(jī)的工作環(huán)境粉塵特別大，無法避免，粉塵會(huì)通過設(shè)在減速器頂部的通氣帽污染潤(rùn)滑油。減速器的制造廠家需要考慮這個(gè)問題，可以將通氣帽的通氣口通過鋼管引在減速器的側(cè)面，使通氣口方向向下，這樣就可以大大減少通過通氣帽進(jìn)入減速器內(nèi)部的粉塵了。這樣做雖然有些羅嗦，但卻非常實(shí)用有效。也可以在通氣帽上設(shè)置防塵罩，防止從下料口落下來的大量粉塵堵塞通氣孔。減速器的通氣孔雖然能防止外面的微粒塵埃進(jìn)入，但卻沒 法防止水氣進(jìn)去。也有可能將減速器完全密封起來，裝上一只膨脹盒，以代替通氣帽。5結(jié)束語(yǔ) 完善的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)和使用過程中細(xì)致的維護(hù)工作是輥壓機(jī)行星減速器良好運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。遺憾的是，減速器的潤(rùn)滑在工程實(shí)踐中常常得不到足夠的重視，這樣就容易因潤(rùn)滑方面的原因?qū)е慢X輪失效，影響正常生產(chǎn)。減速器的設(shè)計(jì)、制造缺陷和輥壓機(jī)系統(tǒng)的載荷異常這兩方面的因素固然是導(dǎo)致齒輪失效的重要原因，但是，潤(rùn)滑不當(dāng)是導(dǎo)致齒輪失效的另外一個(gè)重要原因，應(yīng)當(dāng)引起重視。參考文獻(xiàn)1 漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)