开式齿轮之润滑与维护
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球磨机开式齿轮润滑培训讲义开场白:大家好,我是长春金拓公司技术服务部(根据自己所属部门)的(姓名),首先感谢X总(会议组织发起人或单位)提供这次机会和在座的各位一起交流,今天我将以球磨机开式齿轮为例讲一讲大型开式齿轮的润滑问题。
进入主题:1、球磨机是矿山的核心设备,它的持续高效运行是企业完成生产任务的关键因素之一。
而球磨机的传动是由开式齿轮来完成的,因此我们首先要了解一下有关球磨机和开式齿轮的一些知识。
2、A、1891年世界上第一台球磨机在德国问世,120年来球磨机的尺寸一直在不断增大。
近年来由于能源的费用不断增长,矿石品位的越来越低,导致各国的矿山企业不得不向规模要效益,这就使得球磨机的规格不断创新纪录,从国内来看1998年鞍钢矿业调军台选矿厂从美国进口了6台斯维达拉Φ5.49×8.83米的溢流型球磨机,是当时国内最大、最选进的球磨机之一。
B、2008年中国黄金集团内蒙古矿业公司(乌努格吐山铜钼矿)使用的是中信集团(洛矿)的Φ6.2×9.5米的球磨机,Φ8.8×4.8的半自磨,当时是国内现运行的最大球磨机。
C、2010年江西铜业集团旗下国内最大的露天矿——德兴铜矿把记录打破,使用的是中信集团双驱的Φ7.32×10.68米球磨,Φ10.37×5.19米半自磨。
D、2012年中国黄金集团内蒙古矿业公司(乌努格吐山铜钼矿)使用的是中信集团(洛矿)的Φ7.9×13.6米的球磨机,Φ11×4.8的半自磨,当然这一记录也将很快被刷新。
3、开式齿轮是安装在球磨机上的,它的尺寸自然而然跟着增大,只所以能制造出如此巨大的齿轮并且能保障它长寿命运行,一方面得益于钢铁材料与齿轮加工工艺的逐步提高,另一方面则是建立在润滑油技术发展的基础上。
大家都知道齿轮在啮合时在节圆部位是滚动摩擦,而其它部位则是滑动摩擦,伴随着齿轮的运行齿面会产生巨大的应力和冲击力,基于开式齿轮的以上特点它对润滑油会有以下一些要求。
机械润滑与密封一、润滑1、摩擦:摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。
摩擦会使机器效率降低,温度升高,表面磨损。
过大磨损会使机器丧失精度,产生振动和噪音,缩短寿命。
世界上使用的能源大约有1/3-1/2 消耗于摩擦。
如果能够尽力减少无用的摩擦消耗,便可大量节省能源。
2、润滑的作用和润滑技术机械中的可动零、部件,在压力下接触而作相对运动时,其接触表面间就会产生摩擦,造成能量损耗和机械磨损,影响机械运动精度和使用寿命。
因此,在机械设计中,考虑降低摩擦,减轻磨损,是非常重要的问题,其措施之一就是采用润滑。
3、润滑的作用:(1)减少摩擦,减轻磨损加入润滑剂后,在摩擦表面形成一层油膜,可防止金属直接接触,从而大大减少摩擦磨损和机械功率的损耗。
(2)降温冷却摩擦表面经润滑后其摩擦因数大为降低,使摩擦发热量减少;当采用液体润滑剂循环润滑时,润滑油流过摩擦表面带走部分摩擦热量,起散热降温作用,保证运动副的温度不会升得过高。
(3)清洗作用润滑油流过摩擦表面时,能够带走磨损落下的金属磨屑和污物。
(4)防止腐蚀润滑剂中都含有防腐、防锈添加剂,吸附于零件表面的油膜,可避免或减少由腐蚀引起的损坏。
(5)缓冲减振作用润滑剂都有在金属表面附着的能力,且本身的剪切阻力小,所以在运动副表面受到冲击载荷时,具有吸振的能力。
(6)密封作用润滑脂具有自封作用,一方面可以防止润滑剂流失,另一方面可以防止水分和杂质的侵入。
润滑技术包括正确地选用润滑剂、采用合理的润滑方式并保持润滑剂的质量等。
二、润滑剂及其选用生产中常用的润滑剂包括润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂及添加剂等几大类。
其中矿物油和皂基润滑脂性能稳定、成本低,应用最广。
固体润滑剂如石墨、二硫化钼等耐高温、高压能力强,常用在高压、低速、高温处或不允许有油、脂污染的场合,也可以作为润滑油或润滑脂的添加剂使用。
气体润滑剂包括空气、氢气及一些惰性气体,其摩擦因数很小,在轻载高速时有良好的润滑性能。
齿轮箱维护和故障分析概述风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、风叶控制系统、刹车系统、发电机、塔架等组成。
其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用,使叶片的转速通过增速齿轮箱增速,使其转速达到发电机的额定转速,以供发电机能正常发电。
高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。
所以,对海阳、莱州、开发区风场齿轮箱故障现象统计如下表:液压系统和齿轮的损坏三大方面。
齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接触,这中间是靠润滑油建成油膜,使其形成非接触式的滚动和滑动,这时油起到了润滑的作用。
虽然它们是非接触的滚动和滑动,但由于加工精度等原因是其转动都有相对的滚动摩擦和滑动摩擦,这都会产生一定的热量。
如果这些热量在它们转动的过程中没有消除,势必会越集越多,最后导致高温烧毁齿轮和轴承。
因此齿轮和轴承在转动过程中必须用润滑油来进行冷却。
所以润滑油一方面起润滑作用,另一方面起冷却作用。
对于风电齿轮箱,对于所有的齿轮和轴承我们都要采用强制润滑。
因为强制润滑可以进行监控,而飞溅润滑是监控不了的。
从安全性考虑采用强制润滑。
一、风电齿轮的损坏类型及其判断下表为齿轮轮齿的主要故障形式及其原因根据裂纹扩展的情况和断齿原因断齿包括过载折断(包括冲击折断)疲劳折断以及随机断裂等断齿常由细微裂纹逐步扩展而成。
疲劳折断发生从危险截面(如齿根)的疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展,使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力,造成瞬时折断其根本原因是轮齿在过高的交变应力重复作用,在疲劳折断处,是贝状纹扩展的出发点并向外辐射产生的原因有很多。
主要是材料选用不当,齿轮精度过低,热处理裂纹,磨削烧伤,齿根应力集中等等因此在设计时需要考虑传动的动载荷谱,优选齿轮参数,正确选用材料和齿轮精度,充分保证加工精度消除应力集中集中因素等等。
过载折断总是由于作用在轮齿上的应力超过其极限应力,导致裂纹迅速扩展,常见的原因有轴承损坏突然冲击超载轴弯曲或较、大硬物挤入啮合区等断齿断口有两种形式一种呈放射状花样的。
1、开式齿轮传动润滑的特点和对其润滑剂性能的要求开式齿轮传动中易落入尘、屑等外部介质而造成润滑油污染,齿轮易于产生磨料磨损。
当对开式齿轮给以覆盖时,在相同的工作条件下,开式齿轮的润滑要求与闭式齿轮相同。
开式齿轮传动通常使用高黏度油、沥青质润滑剂或润滑脂,并在较低的速度下能工作得较为有效。
开式齿轮油有三个档次的分类,即抗氧防锈开式齿轮油、极压型开式齿轮油及溶剂稀释型开式齿轮油,见表1。
在选择开式齿轮传动润滑油时,应考虑下列因素:①封闭程度;②圆周速度;③齿轮直径尺寸;④环境;⑤润滑油的使用方法;⑥齿轮的可接近性。
除了在某些场合下润滑油可以循环回流以外,一般应设置油池。
开式齿轮传动的润滑方法一般是全损耗型的,而任何全损耗型润滑系统最终在其齿轮表面只有薄层覆盖膜,它们常处在边界润滑条件下,因为当新油或脂补充到齿面时,由于齿面压力作用而挤出,加上齿轮回转时离心力等的综合作用,只能在齿面上留下一层薄油膜,再加上考虑齿轮磨合作用,因此润滑油必须具备高黏度或高稠度和较强的黏附性,以确保有一层连续的油膜保持在齿轮表面上。
开式齿轮暴露在变化的环境条件中,如北方运河水闸的开式齿轮在冬季工作在0℃以下的环境中,造纸机干燥机滚筒的开式齿轮系统工作在高湿度和60℃以上的环境温度中,水泥窑转筒环形齿轮工作在热、雨和灰尘环境条件下,而在自动化生产工厂中,对于大型机械压力机中的大型开式齿轮,其环境虽然不是苛刻的因素,但如果齿轮上的润滑剂被抛离的话,那么损坏齿轮的危险照样存在。
开式齿轮传动润滑油的最通用类型是一种像焦油沥青那样具有黑色、胶黏的极重石油残渣材料。
这种材料对齿轮起保护作用,要使用它们,必须加热软化,现在一般是通过添加一种溶剂,使它们变成一种液体,这种溶剂是一种挥发性无毒氯化烃,使用时直接涂上或喷上,当其溶剂挥发后,就会有一层塑性的类似橡胶膜的物质覆盖在齿面上,可达到阻止磨损、灰尘和水的损害,最终达到保护齿轮的目的。
某些类型的开式齿轮润滑剂加入极压抗磨添加剂,与大气接触后,就会有点干并牢固地附着在齿轮表面,从而阻止灰尘的沉积和水的侵蚀。
工业开式齿轮润滑一、开式齿轮润滑现状1、人工加固体润滑脂人工加固体润滑脂是由人工定期采用涂抹润滑方式由开式齿轮罩壳加油口加脂。
很多企业加注沥青油脂,现有的企业改加二硫化钼润滑脂。
加注沥青油脂,加油时需要油品升温,易吸附污染物、杂质,长期使用会污染工作环境,油脂易干枯,需经常补脂,会在齿轮表面出现残留斑点。
对于大型开式齿轮和支撑滑道,由于边界润滑性不好,齿面啮合部易出现干磨痕迹,造成齿轮报废。
加注二硫化钼润滑脂易出现在重负荷齿轮表面油脂被挤出润滑工作面,从而造成齿轮干磨引发的齿轮报废。
2、机械喷射N680号闭式齿轮油或00-000开式齿轮润滑脂使用机械自动喷射方法加油克服了加油困难、齿面上覆盖油层不均匀的缺点。
绝大多数企业使用的润滑油为闭式齿轮油,因为闭式齿轮油粘度最大的N680号油的粘度和粘附性都满足不了开式齿轮润滑的要求(闭式齿轮油的粘度不高,粘附力不强),其所形成的边界润滑油膜性能不能满足开式齿轮润滑,显然N680号油不能满足开式齿轮的润滑用油。
从现场观察齿磨损情况看,使用N680号油喷润后齿面磨损痕迹比加普通二硫化钼润滑脂脂润滑性要好,但仍有干磨痕迹,若要完全防止干磨,势必更要缩短喷油周期以及时补充新油来保证油膜用油,显然总耗油量就会增加,油的有效利用率就会降低。
使用00-000润滑脂需要在机械喷射装置附加高压后吹装置,以保证齿面覆盖油层的均匀性。
二、开式齿轮传动润滑分析和选用润滑剂的方法。
开式齿轮传动有以下特点:1,齿轮直径大,不能使用全密封式罩壳连续循环油润滑方法;2,齿轮周节速度大;3,传动载荷重等;齿轮润滑主要处在边界润滑状态下,其润滑属于边界全损耗润滑类型。
大小齿轮啮合时,在两齿面间总有相对滑动,在两滑动摩擦面之间一部份微凸体直接发生接触,一部份由润滑油接触,这种润滑状态称为“边界润滑”。
边界润滑的有效性由边界膜的物理性能所决定,包括油膜厚度、剪切强度、内聚力、粘附力、熔点等。
这些性能决定了开式齿轮润滑选用润滑油的原则为:1、根据ISO标准规定确定开式齿轮传动载荷等级。