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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。
大齿轮喷射润滑装置的开发作者：王殿明侯万雍来源：《科学与财富》2018年第23期摘要：开式大齿轮在电厂、矿上等设备中广泛存在，其润滑方式经历了人工润滑、气液混合润滑的过程，但是存在自动化程度低、故障率高的缺点。
本文开发了通过PLC和触摸屏控制的液压式智能润滑设备。
该设备采用液压方式喷射润滑油，具有参数可调、故障率低、润滑效果在线监测、故障报警等优点。
前言球磨机是选矿厂、电厂的大型关键生产设备，在使用过程中，其动力传动的大齿轮润滑是非常重要的。
德国Wollhofen等的调查发现，开式齿轮传动装置损坏原因中有18.2%是由于过渡磨损甚至胶合引起的[1]。
良好充分的润滑能减少齿面的磨损，增加球磨机转动的平稳性，降低噪音，提高齿轮及其动力传动相关联的传动机构等设施的使用寿命。
大齿轮润滑系统对于球磨机的正常运行至关重要，直接影响到球磨机的安全运行[2]。
1、控制系统总体设计为了保证系统安全、稳定的运行，装置采用和利时PLC作为控制器，控制润滑过程。
其控制系统组成如图1所示。
喷射装置中触摸屏（HMI）通过RS485端口与控制器（PLC）实现数据和指令传送。
触摸屏功能包括显示流量、压力、温度、工作时间、报警时间、工作状态等参数，设定喷射时间、加热温度、密码保护等。
控制器采用和利时LM3109，主要功能是根据工作流程实现准确控制。
包括启停油泵电机、触发相关报警，接收触摸屏信息、流量数据、温度值等，以及与监控中心进行通信。
电机采用三相异步电机，当PLC发出喷油指令时，电机带动油泵工作，实现喷射润滑功能。
电加热作用是为油箱和喷油管路加热，达到降低润滑油粘度的目的。
流速传感器是检测润滑油喷射的流量，同时输出脉冲信号到PLC。
2 硬件部分设计2.1流速测量传感器的设计根据之前分析，为了保证大齿面油膜的厚度，需要在间隔时间喷射一定量的润滑油。
一般大齿轮距离喷嘴距离约为20-30CM，因此油管压力保持在5-7Mp即可，喷射时间则根据齿轮转速和宽度确定。
齿轮油的极压性能。
只能将各种试验结果综合考虑，才能得到较全面的评定。
因此目前我国新研制和投产的工业齿轮油除了要通过各种实验室模拟台架评定外，还必须进行工业应用的实机考核使用试验。
引进或研制一种标准的工业齿轮油全尺寸评定台架，以代替工业应用的实机考核试验，是一种可行的方法，也是以后我们需要考虑解决的问题。
工业齿轮油用途广泛，使用量大，品种多，目前现有的实验室模拟台架试验方法与实际使用性能的关系尚待进一步研究解决。
目前国外工业齿轮油的台架试验方法和实际使用性能的关系也尚未解决。
美国正以美国钢铁公司（USS）为中心进行试验方法的改进工作。
工业齿轮油一般由于使用情况复杂，难于如车辆齿轮油那样制订出明确的规格和试验方法。
但美国已制订出工业齿轮油试验室规定性能指标的简单规格和试验方法。
而日本的工业齿轮油规格和试验方法的研究工作比欧美较晚。
这是由于其使用性能中最重要的极压性能的评价仍停留在一般的梯姆肯试验，而且和使用性能的关系及准确度（特别是重要性）不理想，台架评定试验存在的问题尚未解决。
4．5．4．3 车辆齿轮润滑油的台架评定试验车辆齿轮油承载能力的评定虽有一些实验室的简便方法，但最后必须采用汽车后桥传动装置在试验台上评定。
目前我国尚未建立自己的统一的试验方法，几个主要的汽车制造厂均以自己生产的后桥驱动装置来评定车辆齿轮油。
如第一汽车制造厂的CA140高扭矩试验台架，第二汽车制造厂的EQ240高扭矩试验台架，北京汽车制造厂的BJ212高速台架试验及上海汽车制造厂的SH760高速台架试验。
表4-33为我国常用的几种车辆齿轮油台架试验的规格。
为了使我国车辆齿轮油达到国际水平，目前我国已引进了国际上使用较广泛的评定重负荷车辆齿轮油的CRC-L-33、CRC-L-37、CRC-L-42和CRC-L-60四种全尺寸台架试验。
并已制订出了相应的车辆齿轮油台架评定试验方法标准。
分别是SH/T0517-92“车辆齿轮油锈蚀评定法”（相当于CRC-L-33）；SH/T0518-92“车辆齿轮油承载能力评定法”（相当于CRC-L-37）；SH/T0519-92“车辆齿轮油抗擦伤性能评定法”（相当于CRC-L-42）；SH/T0520-92“车辆齿轮油热氧化安定性评定法”（相当于CRC-L-60）。
大型开式齿轮润滑的实用性分析作者：张栋张宏武来源：《科技创新与应用》2015年第07期摘要：多年来，在水泥、电力、冶金、矿山等行业中的重型旋转设备上，大型开式齿轮传动装置的应用十分普遍，如干燥机、磨碎机、回转窑、矿山电铲等，但人们对其设备的润滑却认识不足，导致事故时有发生。
而开式齿轮油就是应用在大型旋转设备上开式、半闭式齿轮箱润滑系统的油品。
使用中的大型开式齿轮齿面的单位面积负荷高，齿面成线接触，容易产生噪音、振动及磨损，开式齿轮油品不仅要有较高的承载能力，而且还要降低摩擦副的摩擦系数。
关键词：开式齿轮；开式齿轮润滑剂；合成油；应用分析；磨合1 润滑特点和注意事项大型开式齿轮（见图1）广泛应用在水泥、电厂、矿山、钢铁、造纸、化工等行业的大型设备，如：回转窑、磨煤机、烧结窑、管磨机、棒磨机、干燥机、造粒机、鼓式碎浆机、烘干炉等（见图2），是原材料加工工业中常用到的传动方式。
开式齿轮传动具有重载，低速，结构尺寸较大，齿面粗糙度较高；灰尘、高温、冲击载荷工作条件苛刻等特征。
整个开式齿轮能够传递较高力矩，在启动、正常运转、停机期间通常处于混合摩擦状态，使齿面承受了极高的应力，例如大型铁矿石研磨机，见图3。
第一次使用开式齿轮润滑剂产品时，要彻底清洗齿轮装置，使开式齿轮润滑剂能够在润滑表面形成完好的润滑油膜。
为了最大限度地减少磨损，设备操作人员应定出相应的施用/换油时间间隔。
2 产品特点及选用（1）工作温度范围宽：在冬、夏季均有很好的粘附性。
以确保有一层连续的油膜保持在齿轮表面上，夏季不易甩落和损耗；冬季需要避免在齿轮齿根部位出现堆积、其他部位润滑不足等现象。
（2）具有极高的承载能力：含有一定比例的固体润滑剂（石墨，二硫化钼）和EP （极压）添加剂，具有极高的承载能力，高的抗磨损和抗极压性能，防止金属与金属之间直接接触摩擦，确保在振动载荷的情况下能保持稳定的润滑保护能力。
（3）具有良好的可喷雾性：对依靠自动润滑系统的喷射系统，可防止系统堵塞造成润滑事故，或具有良好的流动性能，满足依靠齿轮或带油轮将润滑剂带入啮合部位的油池润滑方式。
大型开式齿轮润滑的实用性分析
多年来，在水泥、电力、冶金、矿山等行业中的重型旋转设备上，大型开式齿轮传动装置的应用十分普遍，如干燥机、磨碎机、回转窑、矿山电铲等，但人们对其设备的润滑却认识不足，导致事故时有发生。
而开式齿轮油就是应用在大型旋转设备上开式、半闭式齿轮箱润滑系统的油品。
使用中的大型开式齿轮齿面的单位面积负荷高，齿面成线接触，容易产生噪音、振动及磨损，开式齿轮油品不仅要有较高的承载能力，而且还要降低摩擦副的摩擦系数。
标签：开式齿轮；开式齿轮润滑剂；合成油；应用分析；磨合
1 润滑特点和注意事项
大型开式齿轮（见图1）广泛应用在水泥、电厂、矿山、钢铁、造纸、化工等行业的大型设备，如：回转窑、磨煤机、烧结窑、管磨机、棒磨机、干燥机、造粒机、鼓式碎浆机、烘干炉等（见图2），是原材料加工工业中常用到的传动方式。
开式齿轮传动具有重载，低速，结构尺寸较大，齿面粗糙度较高；灰尘、高温、冲击载荷工作条件苛刻等特征。
整个开式齿轮能够传递较高力矩，在启动、正常运转、停机期间通常处于混合摩擦状态，使齿面承受了极高的应力，例如大型铁矿石研磨机，见图3。
第一次使用开式齿轮润滑剂产品时，要彻底清洗齿轮装置，使开式齿轮润滑剂能够在润滑表面形成完好的润滑油膜。
为了最大限度地减少磨损，设备操作人员应定出相应的施用/换油时间间隔。
2 产品特点及选用
（1）工作温度范围宽：在冬、夏季均有很好的粘附性。
以确保有一层连续的油膜保持在齿轮表面上，夏季不易甩落和损耗；冬季需要避免在齿轮齿根部位出现堆积、其他部位润滑不足等现象。
（2）具有极高的承载能力：含有一定比例的固体润滑剂（石墨，二硫化钼）和EP（极压）添加剂，具有极高的承载能力，高的抗磨损和抗极压性能，防止金属与金属之间直接接触摩擦，确保在振动载荷的情况下能保持稳定的润滑保护能力。
（3）具有良好的可喷雾性：对依靠自动润滑系统的喷射系统，可防止系统堵塞造成润滑事故，或具有良好的流动性能，满足依靠齿轮或带油轮将润滑剂带入啮合部位的油池润滑方式。
（4）具备一定的油膜强度：降低齿轮接触区温度，减弱冲击负荷对齿面影响，减少齿轮表面点蚀和爬行问题。
（5）实现现场环境友善管理：不含可挥发性溶剂和重金属铅，不会对环境和操作人员造成危害，能够避免润滑剂和润滑系统发生火灾的可能。
3 油品总类
3.1 沥青型、石油残渣型产品（见图4）
优点：具有承载能力强，黏附性好的特点，即使在最恶劣的运行条件下，仍能在裸露齿轮表面上形成强度高、韧性强的润滑膜，防止了这些摩擦副表面的磨损。
溶剂挥发以后，就会出现一层塑性的类似橡胶膜，全部覆盖齿面，以此起到阻止磨损、灰尘和水进入形成的损害，达到永久保护齿轮的目的。
缺点：夏季易流失，冬季难流动，粘温性差，溶剂挥发后对周边环境、安全和人身健康产生不利影响。
3.2 半流体润滑脂型产品
采用高黏度基础油、石墨、二硫化钼和抗极高压添加剂精制而成。
具有半流动性的润滑脂，见图5，此类产品不含对环境和人体有害的溶剂。
特点：（1）选择合适的锥入度级别，适用于自动喷雾装置，满足现代化润滑需求。
此类产品有良好的极压抗磨性、粘附性、抗水性和抗氧化性能，是当前市场普遍应用的产品。
（2）具有优异的黏附特性、良好的防锈能力，不论温度范围多宽，都能保持适中的稠度，即使在高压下也具有较强的耐水能力。
3.3 聚合物型开式齿轮润滑剂
此类产品采用高黏度矿物型基础油或合成型基础油制成，使用聚合物稠化，配以优异的复合添加剂和固体润滑材料，能够有效提高油品的油膜厚度和边界润滑保护，是20世纪八十年代出现的产品。
见图6。
特点：（1）不会在齿轮齿根部位发生堆积现象，在高冲击负荷下，油膜不会破裂；（2）由于基础油和聚合物不会产生分离现象，可以保障长期稳定使用。
3.4 高黏度全合成型产品
此类产品在20世纪九十年代开始出现，采用非常高黏度的全合成型基础油，如PAO（聚α-烯烃）和多元醇酯，配合极压抗磨剂、防锈抗腐蚀剂调和而成，见图7。
产品具有独特的热和氧化性能，对以很低速度运行的齿轮，在极高温和低温条件下操作时，具有卓越的润滑性能。
通过添加剂设计也提供了很好的极压、抗磨性能、抑制锈蚀和腐蚀的能力。
全合成型开齿油产品是未来开齿油的发展方向。
优点：（1）新的高粘度合成油技术；（2）不含溶剂——相应工况下确定的粘度；（3）极压添加剂适用于重载；（4）不含铅和锌——环保；（5）极为清洁——易于齿轮检查，储存，喷射系统的操作；（6）减少喷射系统的维护；（7）减少润滑油的消耗；（8）提高齿轮寿命；（9）系统清洁——便于齿轮检查和存放；（10）良好的低温特性；（11）减少废油处理/库存的成本（可回收利用）；（12）油品转换不需或仅需少量附加费用；（13）减少功率损耗。
缺点：此类产品价格太高，目前应用场合并不多。
4 开式齿轮油的应用分析
4.1 开式齿轮润滑剂润滑方式
（1）间歇喷射润滑方法。
需要非常高的粘度和高粘附性的润滑剂，以便在喷射间歇期间也可保护轮齿免除磨损。
需要一套完善的喷射供油系统见，图8、图9。
（2）连续润滑方法（浸油式和循环润滑）。
需要比用EHL理论计算出的粘度更高的润滑剂；需要在低温时良好的流动性能；需要润滑油过滤系统，以便保护轮齿以免受污染。
4.2 开式齿轮油的使用方法
4.2.1 连续润滑方法
（1）磨。
采用油循环润滑系统，不浸润小齿轮；每一个装置应根据实际情况特制；在线和/或旁通过滤器（15-25微米）；要求使用电动泵。
（2）窑。
浸润小齿轮或油循环润滑系统；推荐使用在线和/或旁通过滤器，但许多装置没有使用；需要的初始费用比磨的润滑小；要求控制温度。
4.2.2 间歇润滑方法
（1）磨。
使用含溶剂的润滑油，喷射在刚啮合后的大齿轮上。
（2）磨。
使用不含溶剂润滑油，喷射在刚进入啮合的大齿轮上。
（3）窑。
使用含溶剂和不含溶剂的润滑油，都喷射在小齿轮上。
其它注意事项：欧洲间歇润滑方法多用半流体滑脂；由于粘度较低，使用半流体滑脂前需要使用磨合油；在存在齿轮破坏的可能性时，小心不要减少润滑油的用量。
4.3 开式齿轮润滑油的转换程序
（1）最好先清洗齿轮，齿轮护罩和喷射系统，但有时是不可行的，更简单的方法是更换润滑管路。
（2）在转换前要进行齿轮检查，通常齿輪被沥青/滑脂覆盖遮挡，技术人员之前看不到齿面。
（3）最好得到油品供应商技术代表的参与，若是老设备或是维护状况差的的设备，有机会改造就可以提高设备的可靠性。
（4）注意温度和润滑时机的控制。
（5）让客户技术人员准备好转换。
（6）在初始阶段需要“细心照料”。
（7）合理使用磨合剂，化学活性的磨合剂设计用于除去齿面粗糙的部分。
a.在新的齿轮组上通常不需要，滑脂除外。
b.已磨损的齿轮或为大齿圈上配一个新的/旧的小齿轮，可能需要磨合剂。
c.沥青型产品和合成型的产品没有相容性的问题。
4.4 如何在开式齿轮上使用高黏度合成型产品
为了流畅地供给高黏度合成型产品，需要对系统进行以下改造：（1）如果设备不是置于有采暖的室内，需设置预热（加热）系统，以便减小管路的压力损失，并且可以考虑加大油管的尺寸，以减小泵的泵送率。
（2）若有室内采暖设施，保证冬季温度≥10℃时可不考虑预热。
参考文献
[1]夏延秋.齿轮传动润滑材料[Z].中科院兰州化学物理研究所.
[2]张鹏顺.弹性流体动力润滑[D].哈尔滨工业大学.
[3]陈国定.齿轮润滑油膜厚度的计算[D].西北工业大学.
张宏武（1972，7-），男，汉族，高级工程师，研究生学历，主要从事火电厂热控专业技术研究及管理工作。
