1、開(kāi)式齒輪簡(jiǎn)介

在水泥設(shè)備中開(kāi)式驅(qū)動(dòng)及齒輪應(yīng)用很多，為了維持水泥生產(chǎn)線中水泥機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，每年需要在變速箱、開(kāi)式齒輪、軸承、鏈條、壓縮機(jī)及其他部件上應(yīng)用成噸的潤(rùn)滑劑。惡劣的工作條件（如高壓、沖擊載荷、振動(dòng)應(yīng)力、極端溫度、溫度變化、頻繁的不可預(yù)知的停機(jī)、低速運(yùn)行等）對(duì)潤(rùn)滑劑提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。此外，在水泥廠，所有的結(jié)構(gòu)零件都暴露在重度灰塵和固體顆粒污染的環(huán)境中。因此，在這樣的操作環(huán)境下，潤(rùn)滑劑的選擇對(duì)操作可靠性來(lái)說(shuō)就顯得至關(guān)重要。適應(yīng)水泥生產(chǎn)線工業(yè)要求的高效的特種潤(rùn)滑劑對(duì)于增產(chǎn)和提高操作可靠性起到了巨大的幫助，同時(shí)可大幅減少保養(yǎng)和維修成本，重型開(kāi)式齒輪是原材料加工工業(yè)中常見(jiàn)的傳動(dòng)方式，廣泛應(yīng)用于電力、礦山、水泥、鋼鐵、化工、造紙等行業(yè)的大型設(shè)備，如：水泥生產(chǎn)線中的球磨機(jī)、管磨機(jī)、棒磨機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、烘干機(jī)、造粒機(jī)、鼓式碎漿機(jī)等水泥設(shè)備。
開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要特征為：重載、低速、結(jié)構(gòu)尺寸較大且齒面粗糙度較高，工作條件苛刻（如灰塵、高溫、沖擊載荷等），它可以傳遞很高的力和力矩（有些雙小齒驅(qū)動(dòng)裝置可以達(dá)到﹥2×5000KW的傳動(dòng)功率），因而齒面承受極高的應(yīng)力作用，而且開(kāi)式齒輪除在節(jié)園位置為滾動(dòng)摩擦之外，在其嚙合的過(guò)程中還存在大量的滑動(dòng)摩擦，開(kāi)式齒輪通常處于混合摩擦狀態(tài)（啟動(dòng)、停機(jī)期間、剪切力過(guò)大、沖擊載荷等），因此其潤(rùn)滑條件是非�？量痰模�要想得到理想的潤(rùn)滑保護(hù)，延長(zhǎng)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，需要采用合適的潤(rùn)滑劑，并要有合理的潤(rùn)滑方式和方法。
如果由于條件所限，開(kāi)式齒輪所使用的潤(rùn)滑劑，在最初選用時(shí)沒(méi)能選到完全符合以上條件的潤(rùn)滑劑，那么必將導(dǎo)致花費(fèi)大量人力物力，卻仍然達(dá)不到開(kāi)式齒輪理想的潤(rùn)滑狀態(tài)，油品的消耗量巨大，齒輪依然會(huì)存在過(guò)度磨損、塑性變形、點(diǎn)蝕、剝落、更嚴(yán)重發(fā)生崩齒等問(wèn)題，對(duì)開(kāi)式齒輪來(lái)說(shuō)，最容易出現(xiàn)的問(wèn)題便是擦傷、塑性變形、點(diǎn)蝕、剝落和磨粒磨損等。
出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題的原因除了與齒輪本身的材質(zhì)、設(shè)計(jì)、加工、安裝等因素有關(guān)之外，還有重要的一個(gè)因素便是潤(rùn)滑劑的性能所致。

2、水泥設(shè)備開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑劑

開(kāi)式齒輪的工況特點(diǎn)決定了所使用的潤(rùn)滑劑必須具有良好的黏附性能、極壓抗磨性能、抗沖擊載荷，并視具體操作條件和環(huán)境需要能抗高溫、抗水沖蝕、密封性強(qiáng)、降低灰塵影響、噴灑性能、流動(dòng)性能，不含有重金屬和可能對(duì)環(huán)境和人體有損害的物質(zhì)等等�？梢院�(jiǎn)單歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

a、 粘附力強(qiáng)（粘附性好，不易甩落和損耗）

b、 高的抗磨損和抗極壓性能（FZG測(cè)試級(jí)別≥12，四球焊接負(fù)荷>650KG）

c、 具備一定的油膜強(qiáng)度（能減弱沖擊負(fù)荷對(duì)齒面的影響）

d、 含有一定比例的固體添加劑和EP（抗極壓）添加劑（滿足邊界潤(rùn)滑和緊急潤(rùn)滑的要求）

e、 良好的噴灑（噴灑系統(tǒng)）或流動(dòng)性能（油池潤(rùn)滑）

f、 工作溫度范圍寬（適用于冬夏季）

g、 油品的物理、化學(xué)穩(wěn)定性好（壽命長(zhǎng)、損耗小、不易變質(zhì)，抗熱氧化安定性對(duì)回轉(zhuǎn)窯開(kāi)放式齒輪尤其重要）h、 對(duì)外部環(huán)境（如粉塵、水等）的影響有一定程度的抗阻能力

i、便于水泥設(shè)備操作使用及維護(hù)

j、對(duì)環(huán)境和操作人員沒(méi)有危害

最早的開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑劑是選用的瀝青類(lèi)，其后有發(fā)展純油類(lèi)、復(fù)合油和黏附性脂類(lèi)產(chǎn)品。瀝青類(lèi)產(chǎn)品從石油提煉后的渣油中提取，通常加有極壓添加劑和溶劑，具有較高的粘度，形成的油膜比較厚，能耐高溫， 但是因?yàn)榄h(huán)保和泄漏難以處理等，逐漸被新型的潤(rùn)滑劑所取代。純油類(lèi)產(chǎn)品無(wú)論是礦物型還是合成型，通常是加有極壓添加劑，基礎(chǔ)油為高粘度，因?yàn)橥该饕子谟^察齒面，但是對(duì)密封的要求較高，泄漏不易處理。復(fù)合油是在純油類(lèi)的基礎(chǔ)上，多加了固體潤(rùn)滑劑，以提高抗沖擊載荷能力，并增加了緊急潤(rùn)滑功能。黏附性脂類(lèi)是由稠化劑稠化高粘度基礎(chǔ)油，并加有極壓添加劑和固體潤(rùn)滑劑的產(chǎn)品，由于承載力高、油膜厚、耐高溫和水，抗磨性能優(yōu)良，自密封性好不易泄漏，易于動(dòng)態(tài)觀察齒面載荷分布等諸多優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上占有了主導(dǎo)的地位。

3、水泥設(shè)備開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑方式

要保證開(kāi)式齒輪獲得最佳的承載能力和平穩(wěn)傳動(dòng)，齒輪的正確加工制造，傳動(dòng)裝置的精確找正（端跳、徑跳、齒頂隙、齒側(cè)隙等），正確地實(shí)施涂底、磨合和操作潤(rùn)滑體系的一系列工作程序，選用合適的高黏附性的潤(rùn)滑劑以及合理的潤(rùn)滑方式等都是缺一不可的因素。常見(jiàn)的潤(rùn)滑方式主要有噴灑式（依靠自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)）、油池浸浴式（靠齒輪或帶油輪將潤(rùn)滑劑帶入嚙合）和涂抹式（人工方式）。

水泥設(shè)備開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑方式的比較
噴灑式 環(huán)境干凈，潤(rùn)滑效果、排污效果理想（針對(duì)非瀝青基產(chǎn)品）
設(shè)備投資大，增加了維護(hù)點(diǎn)，成本較高
浸浴式 操作勞動(dòng)量小，效果明顯，成本低
受粉塵泄漏污染后，油品更換時(shí)浪費(fèi)大
涂抹式 對(duì)設(shè)備條件要求不高
不安全，操作勞動(dòng)量大，成本較高
4、水泥設(shè)備齒輪潤(rùn)滑劑選擇與應(yīng)用

選擇合適的潤(rùn)滑劑，是保證設(shè)備能夠得到良好潤(rùn)滑的第一步，需要根據(jù)設(shè)備的工況和設(shè)計(jì)特點(diǎn)等綜合考慮相關(guān)因素后才會(huì)得到準(zhǔn)確的判斷，主要是根據(jù)設(shè)備的載荷、溫度、環(huán)境、速度以及潤(rùn)滑方式等。

以下用常見(jiàn)、比較有代表性的三種類(lèi)型潤(rùn)滑劑品牌產(chǎn)品為例做一性能對(duì)比：

注：1、油品只有含有石墨固體潤(rùn)滑劑，才會(huì)具備緊急潤(rùn)滑功能，以防噴灑系統(tǒng)等供油裝置出現(xiàn)故障不能及時(shí)處理時(shí)為齒面提供應(yīng)急潤(rùn)滑保護(hù)（如防止膠合）；

2、稠化劑的作用增強(qiáng)油膜的黏附性能（同時(shí)提高油膜抗沖擊能力），以使油膜不需要靠高粘度黏附于齒面，而可以控制使用適當(dāng)?shù)燃?jí)粘度基礎(chǔ)油，減少齒面摩擦阻力節(jié)省能耗，同時(shí)對(duì)防止泄漏有很好的預(yù)防作用；

3、含有石墨對(duì)觀察齒面的接觸應(yīng)力分布起到輔助指示的作用，而瀝青和純油卻無(wú)法提供此功能；同時(shí)結(jié)合齒面溫度分布梯度可以對(duì)偏載等機(jī)械問(wèn)題起到預(yù)警的作用（如下圖a，某大型火力發(fā)電廠的雙進(jìn)雙出球磨機(jī)，開(kāi)式齒輪換用老鷹 BESLUX CROWN黏附性潤(rùn)滑劑后發(fā)現(xiàn)的齒面載荷分布）；而瀝青由于高粘度的掩飾作用，即使設(shè)備存在隱患也很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)，如造成齒輪長(zhǎng)時(shí)間的偏載沒(méi)有及時(shí)解決而突然斷齒(如下圖b，某大型火力發(fā)電廠的雙進(jìn)雙出球磨機(jī)，開(kāi)式齒輪使用W牌瀝青基開(kāi)齒潤(rùn)滑劑時(shí)多次發(fā)生的典型損傷)。
除以上性能差別之外，黏附性潤(rùn)滑劑和瀝青基油品還有以下特性區(qū)別：

防治齒輪傳動(dòng)失效，應(yīng)注重避免粘著磨損、磨粒磨損、點(diǎn)蝕、膠合，并降低噪聲，通常需要降低齒面粗糙度、保持齒面光滑；而高性能潤(rùn)滑劑利用其新型的添加劑技術(shù)，通過(guò)化學(xué)跑合可以降低齒面粗糙度、改善接觸條件(－－作用機(jī)理：微觀條件下，齒面嚙合部位的高點(diǎn)接觸會(huì)產(chǎn)生極高的溫度和壓力，甚至達(dá)到金屬熔融的狀態(tài)，此時(shí)油品中的活性極壓添加劑會(huì)和金屬發(fā)生反應(yīng)，生成化學(xué)反應(yīng)膜對(duì)齒面起到更苛刻條件下的潤(rùn)滑保護(hù)，同時(shí)也起到了對(duì)高點(diǎn)接觸部位的化學(xué)削平作用，改善齒面的粗糙度，減少齒面的局部接觸應(yīng)力)；

同時(shí)高性能潤(rùn)滑劑具有更低的摩擦系數(shù)，和良好的抗磨劑，可以極大的延長(zhǎng)齒輪的接觸疲勞壽命，將疲勞點(diǎn)蝕的發(fā)生概率降低，從而起到延長(zhǎng)齒輪壽命的作用

a、初始階段――涂底潤(rùn)滑：防止齒輪在安裝調(diào)階段運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒面的損傷；在正式投入運(yùn)轉(zhuǎn)前防止齒輪的銹蝕；填平齒面的不平（高點(diǎn)和凹部），從而達(dá)到安全初始潤(rùn)滑；通過(guò)輔助裝置轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，使實(shí)際接觸圖案反映到工作齒面，易于齒輪找正。

b、試運(yùn)轉(zhuǎn)階段――磨合潤(rùn)滑：降低齒面粗糙度，改善齒面質(zhì)量，增加嚙合/接觸面積，均勻齒面的載荷分布，提高承載能力；消除小的制造和安裝誤差；通過(guò)局部接觸高點(diǎn)的反應(yīng)校平作用，防止齒面的微振磨損；避免因載荷分布不均造成的點(diǎn)蝕。

c、運(yùn)行階段――操作潤(rùn)滑：保證開(kāi)齒傳動(dòng)裝置在苛刻的工況下，低磨損，無(wú)損傷，長(zhǎng)壽命地安全運(yùn)行。

d、損傷較重的齒面――特種修復(fù)劑的潤(rùn)滑體系產(chǎn)品：消除齒面較大的擦傷、刮傷和由于較大損傷造成的接觸面積的損失。

以上系列的潤(rùn)滑劑，比較知名的歐洲開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑劑廠家都有成熟產(chǎn)品和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以參考和借鑒。

應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

在開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑劑的使用當(dāng)中，有些方面與潤(rùn)滑效果息息相關(guān)，需要注意：

1、 噴灑潤(rùn)滑方式：除了選對(duì)合適的潤(rùn)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(shí)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(gè)噴嘴控制150mm寬齒面）和噴灑角度（300）、安裝距離（20cm左右為宜）

5、一點(diǎn)討論

關(guān)于噴灑方式還有存在爭(zhēng)議的方面就是――噴灑對(duì)象為大齒還是小齒，對(duì)大齒的保護(hù)會(huì)更有利？

通常主張噴灑大齒的觀點(diǎn)認(rèn)為噴灑大齒可以“讓大齒帶有更多的油膜”，那么這樣大齒磨損的幾率就小，就不容易出問(wèn)題……；但是我們要看到，球磨機(jī)，烘干機(jī)等齒輪之間的磨損是相互的，即使小齒輪的齒面硬度高于大齒，小齒的磨損還是多于大齒，而往往齒面出現(xiàn)問(wèn)題都是從小齒輪開(kāi)始，然后才影響到大齒，這是因?yàn)閱?wèn)題的關(guān)鍵在于小齒的速度比大齒快將近10倍！工作的頻次也要比大齒高出10！所以要想給予大齒更多的保護(hù)就要從小齒入手，噴灑小齒才是最佳的選擇，目前歐洲很多開(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)往往也都采用了噴灑小齒的方式。
以前很多開(kāi)式齒輪水泥設(shè)備廠家包括部分美國(guó)廠家采用噴灑大齒的方式，是因?yàn)樽钤玳_(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑劑多為瀝青產(chǎn)品，但是瀝青的噴灑性能很差，必須加入溶劑稀釋后才可以使用于噴灑操作，而小齒輪的轉(zhuǎn)速較高，因?yàn)殡x心力的作用會(huì)將含有溶劑的瀝青甩掉，不得已只好噴灑到速度相對(duì)很慢的大齒圈上面，待溶劑揮發(fā)以后再形成油膜真正才起到潤(rùn)滑作用；以此延續(xù)下來(lái)，當(dāng)開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑劑早已更新?lián)Q代多年以后，仍舊有很多廠家習(xí)慣成自然的延續(xù)以往噴灑大齒圈的方式。
新型的開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑劑以復(fù)合稠化劑稠化含有固體潤(rùn)滑劑的高粘度油，稠化劑在這里使油品具有了非常好的黏附性能，不會(huì)輕易從小齒上面甩掉，并具有良好的極壓、抗磨性能，因含有固體潤(rùn)滑劑保障了油品的邊界潤(rùn)滑性能和緊急潤(rùn)滑功能，同時(shí)不含瀝青和溶劑（對(duì)環(huán)境和人體健康有危害）也不易泄漏，越來(lái)越得到眾多廠家的認(rèn)可和推薦，尤其是在歐洲更為普遍，所以基于前述的潤(rùn)滑維護(hù)觀點(diǎn)，大多都采用了噴灑小齒的潤(rùn)滑方式。 同時(shí)，我們還可以看到，并不會(huì)因?yàn)閲姙⑿↓X而使大齒上的油膜減少，因?yàn)樵趪Ш?的過(guò)程中，油膜早已通過(guò)小齒傳遞給了大齒，大齒工作面上的油膜不僅不少，還有很多富余黏附在齒頂�。ㄒ韵聢D片，即為某礦山大型鋼球磨機(jī)的開(kāi)式齒輪，使用老鷹 BESLUX CROWN高性能黏附性脂類(lèi)產(chǎn)品于噴灑小齒方式潤(rùn)滑時(shí)的大齒齒面上的油膜狀況，比我們通常所想象的情況要好很多�。�
因此，采用科學(xué)、成熟、合理的潤(rùn)滑方式（噴灑小齒）配合以高性能的新型潤(rùn)滑劑，對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)來(lái)說(shuō)，是非常明智的選擇！
以上關(guān)于重型開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑方面的一些見(jiàn)解，多數(shù)來(lái)自礦山、水泥、電力行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，也參考借鑒了一些水泥設(shè)備制造廠家、設(shè)備用戶以及同行之間的技術(shù)交流經(jīng)驗(yàn)，如有不當(dāng)之處，歡迎指正、賜教！
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