徐龙
关键词：开式齿轮 润滑状态 优缺点 改造
1 引言
齿轮传动的润滑系统在球磨机的运转中起到至关重要的作用。齿轮传动的体积、成本以及重量在球磨机中占比很大。直接影响到机器的工作性能。齿轮传动一旦发生问题失效，这会影响磨坊的正常运转。齿轮故障的问题是牙齿表面的润滑程度，膜直接影响齿轮的使用寿命，因此对φ3.2×5.4m 球磨机开式传动齿轮的润滑系统进行改造是不可避免的。
2 球磨机的开式齿轮润滑系统
2.1 开式齿轮喷洒润滑控制系统工作原理
开式齿轮是原材料加工工业中常见的传动方式，分为三种传动类型，即开式、半开式和闭式。大型开式齿轮的润滑控制系统是人为的周期性的对齿轮进行喷雾湿润、冷却。润滑油通过喷油泵施加的压力后，通过进油管路在经过分配器之后再分别进入到各个喷嘴中，在与压缩空气的混合下，润滑油在雾化后喷射到润滑齿轮的齿面上，从而起到润滑作用。通过齿轮润滑剂带到每个啮合齿轮的每个啮合面上。喷油结束后，再用压缩空气把油膜吹扫均匀，并防止润滑油滴漏。结束后把喷嘴关闭。这种喷雾的润滑方式延长了齿轮的使用寿命，也减少了软化剂的消耗。
2.2 开式齿轮齿面的润滑状态
齿轮故障的主要原因是它们磨损得很厉害。有许多严重的磨损因素，如所选择的材料、表面粗糙度、油膜厚度和厚度，最有效的减少磨损的方法是润滑剂。液体润滑主要有边界性润滑和两种流体润滑状态。混合润滑剂是描述不同润滑剂状态共存的摩擦能力。运动时很容易切开边缘膜来分离它，摩擦阻力就会降低。与金属表面的直接接触会对磨损产生深远的影响。流体动力润滑是用粘性流体将两个摩擦表面完全的隔开，从而防止磨损。球磨机齿轮的锯齿状表面相互倾斜。沿着运动方向形成一个收敛间隔，有一种相对滑动和滚动的状态。润滑状态不是固定的，会随润滑油膜厚度的变化而变化。
2.3 开式齿轮的润滑方式
开式齿轮获得最佳承载能力的主要条件，需要正确的加工制造齿轮，精确找正的传动装置正确执行一系列的工作程序，如表面处理、磨合和润滑系统的操作，选择合适的润滑剂和润滑方式等。常见的润滑方式主要有喷洒式、浸浴式和涂抹式。
开式齿轮润滑方式的比较：
3 开式传动齿轮润滑系统存在的问题
3.1 开式传动齿轮润滑系统的优势
开式齿轮是工业中常用的传动方式，包括电力、水泥、矿山、钢铁等大型设备中，比如我们经常听到的球磨机、管磨机、干燥机以及造粒机等等。开式齿轮有着重载、低速、结构尺寸较大且齿面粗糙度较高以及工作条件苛刻等特征。开式齿轮的齿面可以承受极高的应力，因为它可以传输非常高的力和扭矩，一些双齿驱动器甚至可以达到>2x5000kw 的传输功率。由此可见，开式齿轮在工业运用中是具备很多优势的。
3.2 开式传动齿轮润滑系统的缺陷
任何事物都存在着正反两面，开式齿轮也是如此，它具备很多优势的同时，也存在着一些劣势。开式齿轮运行中是滚动摩擦，除了其啮合过程中还存在大量的滑动摩擦，并且在设备启动、停机期间开式齿轮还一直处于混合摩擦的状态，因此，开式齿轮的润滑条件非常苛刻。为达到开式齿轮的润滑效果，就必须要采用合适的润滑剂，并且要制订一套合理的润滑方式和方法。只有这样才能起到保护润滑，延长齿轮的使用寿命，减少设备零件的损坏，提高设备运行的稳定性。球磨机的润滑系统工作过程中存在的如下一些待解决的问题。
（1）工作的环境（1）相对较差，因为空气中的固体颗粒比可能堵塞燃料缝隙的棉线还多，所以润滑剂不能顺利地循环到啮合区，导致啮合区的石油短缺，导致次级啮合表面无法形成油膜; 尘埃颗粒也会污染润滑油环境，降低油的质量，导致齿轮得不到适当的润滑。（2）当齿轮在啮合区外时，润滑油滴入，齿轮运行一整个周期后才能流进啮合区，大部分润滑油会被甩到齿轮护罩的下边，会造成齿轮副部分啮合处缺油，难以形成油膜，也会形成一定的浪费。（3）油量没有计量，是靠工作人员负责加油的，加油量很难控制;当润滑油量较低时，齿轮副啮合区会因油量不足而造成齿面磨损，而加油量过多时，会造成废物和环境污染。加油时，工人需要站得很高，增加了操作人员的劳动强度。
4 开式转动齿轮润滑系统的改进
4.1 润滑油的选用
润滑油的主要作用是减少磨损、降低工作表面湿度等。所以润滑油的选用是要使设备得到良好的润滑，首先要根据设备的工作条件和设计特点综合考虑，主要根据设备的负荷、温度、环境、速度和润滑方式。
三种常用润滑油品牌的性能比较，见表2：
4.2 装置密封，润滑系统的自动化
在实际工作中，造成齿轮副传动失效的主要原因是磨损和粘滞，而造成这种失效现象的原因是润滑条件差，粉尘颗粒进入齿面，加速了齿面磨损; 另一方面球磨机齿轮副负荷的传递给齿轮的造成了较大的压力，它的运行的齿数是有限的，传动齿轮副上的温度、压强都比较高，油膜的形成就会更加困难，容易发生局部破裂，特别是在齿轮啮合的開式点和终点处滑动更大，形成极压润滑状态。将齿轮的护罩改为封闭式的，减少粉尘颗粒的进入，保证护罩的密封效果，保护齿轮的润滑环境。对球磨机密封系统进行了改进，以防止浆料进入齿轮啮合区。
原有的人工定期加油润滑的方式有些许不足，改为自动喷油润滑的方式，可以在一定程度上减少人员人员操作时遇到的少油、漏油的问题。可以在齿轮啮合处下方的护罩位置安装一个自动喷油装置，如下图所示。由于齿轮后盖的振动对工作有影响，所以用软油管连接注射油管和供油系统。所述润滑油可先进入啮合表面，再喷到齿轮啮合上，以重新形成润滑膜。有效地解决了齿轮副啮合区缺油、断油的现象。从而保证齿轮啮合面有充足的润滑油供应，提高工作效率。
4.3 对齿轮定期检查，磨合修复
由于开式齿轮齿面比较粗糙，经常会出现疲劳裂纹的现象，因此齿轮润滑剂的使用就显得至关重要，润滑剂除了具备正常的润滑功能外，还必须能够抑制和消除疲劳裂纹，并防止裂纹持续扩展。经过多方研究发现，常用的磨合润滑剂有两种：GRANFLOSCONB-SG00 ULTRA 石墨基磨合润滑脂以及KLUBERFLUID B-F1 ULTRA 石墨基磨合润滑脂，前者适用于采用自动喷射系统的间断润滑方式，后者更适用于油浴、桨轮和循环润滑方式。这两种产品分别适用于不同的润滑方式，并且在国内外已经得到了广泛长期的应用，它们对新齿轮的磨合效果也非常有效。
研究显示，GRAN-FLOSCON B-SG00ULTRA 石墨基磨合润滑剂，在对齿轮啮合面进行磨合时，能够使受到损伤的粗糙表面磨合光滑，并减少摩擦。这种磨合润滑剂适合大型齿轮磨合使用，它含有磨合粒子，在设备运转时会在摩擦表面产生适量的跑合磨损，从而改善齿面的接触状况。与此同时，齿面磨合可以消除齿轮啮合时的偏差，消除已经存在的齿面刮擦、塑变等损伤现象，从而可以避免应力集中。
5 结语
齿轮传动是球磨机的重要组成部分，在球磨机中发挥着必不可缺的作用，它的重量、体积和成本在整个球磨机中占有很大的比重，影响了球磨机的工作性能，所以一旦出现问题，球磨机就不能正常工作，而且齿轮传动和齿面润滑有着不可分割的关系。因此要十分重视齿轮润滑状态，并选用合适的润滑油和润滑方式。通过研究发现，齿轮的传动质量和使用寿命与传动中齿面间的润滑度密切相关，而判断传动是否可靠的一个重要依据是油膜的厚度。因此，球磨机齿轮传动只要选择合适粘度的润滑油，以及润滑方式和结构参数，可以使齿面处于正常工作状态下变得更加弹流润滑，对齿面润滑状态起到决定作用的是粘压效应和齿面的粗糙程度。除此之外，我们也忽视密封和保养问题，因为浆体和杂质一旦进入啮合面就会破坏油膜，从而加剧齿面磨损，因此，在球磨机使用过程中，必须确保齿轮密封良好。定期清洗机油以更换，定期检查机油的位置，以便方便及时添加润滑剂。
