卷取机减速箱润滑系统改进

2013-12-03董春光

重型机械 2013年2期

关键词：油槽油量喷油

董春光，蔡泉

(常州宝菱重工机械有限公司，江苏常州 213019)

0 前言

常州宝菱重工机械有限公司为某国内大型钢铁公司提供的1 500 mm卷取机，仅使用了几百小时，多台减速箱高速轴的轴承发生烧毁故障，而正常润滑下轴承使用寿命在3万小时以上。通过分析，故障原因是润滑方式不当。

1 原润滑方式

稀油润滑的油量直接影响齿轮和轴承的润滑效果，若从元件经过的油量过小，直接导致减速箱轴承和齿轮的损坏，造成故障。

润滑管路基本布置在从箱体内部利用喷嘴在箱体顶部喷油，四个喷嘴负责向齿轮喷油，四喷嘴向轴承油槽喷油，一个喷嘴向轴承直接喷油，喷嘴结构形式如图1所示。在0.2 MPa压力下齿轮喷嘴流量4 L/min，轴承喷嘴流量2.5 L/min。具体结构形式如图2所示。

图1 喷嘴外形图Fig.1 Outline drawing of nozzle

原设计的润滑方式粗看起来是比较先进的润滑方法——喷油润滑方式，但仔细分析后发现，齿轮和下部一个轴承属于喷油润滑，如图3所示，其余轴承的润滑方式比较特殊。稀油先喷到油槽中，然后自然流到高速轴承中去，再从高速轴承自然流向中速轴承和低速轴承。这种特殊的润滑方式似乎兼有强制循环、喷油和飞溅润滑的特点。从油流动渠道看，瓶颈在自然流动方面，分析这种润滑方式基本上属于飞溅润滑。

图2 原设计润滑方式图Fig.2 Diagram of original lubrication mode

图3 下部轴承喷油润滑Fig.3 Spray lunbricaton mode of bottom bearing

一般通过表1判定润滑方式。高速轴的滑动线速度dn值为1 400 r/min×155 mm=217 172 mm·r/min＜40×104mm·r/min，采用飞溅润滑满足要求。但在生产中，因喷嘴喷向油槽的油量可能会因偏移而减少，通向轴承的两处油孔偏移造成狭缝效应引起油量减少，从油槽自然流向轴承的油量不能得到有效保证。

表1 滚动轴承在不同润滑方式下的dn(mm·r/min)允许值Tab.1 Allowable values of bearing at different lubrication mode

2 改进后润滑方式

减速箱高速轴承处外部增加强制压力循环润滑，改进后的润滑方式如图4所示。油强制的从润滑点处流向高速轴承，然后流向低速轴，保证了高速轴的有效流量，确保了润滑效果。

图4 改进后的润滑Fig.4 Lubrication mode after modification

3 润滑油量的计算

首先计算润滑系统的油量，分为齿轮和轴承润滑油量。减速机传递功率N=180 kW，传动级数n=3，轴承型号、尺寸及计算出的用油量见表2。

每个轴承所需油量计算公式如下

式中，d为轴承内径，mm;Qb为给油量，L/min;Δt为进出口油温差，℃，一般取15℃;μ为滚动轴承摩擦系数，取0.0025;n为轴承转速，r/min;Fr为轴承径向负荷，N。

表2 轴承润滑油的用量Table 2 Quantity of lubrication oil for bearing

其次，计算齿轮所需润滑油量。计算公式为

式中，Qg为齿轮给油量，L/min;η为单极传动效率，磨齿为0.995;γ为油的比重，0.9kg/L;C为油的比热，0.4 kcal/kg℃;Δt为进出油口温度，一般为10℃。

两部分合计总用油量为Q=25.6+7=32.6 L/min。

为保险起见，根据经验向上圆整至50 L/min。实际系统泵的流量是50 L/min，满足使用要求。前面已经分析过，设计流量不代表与每个轴承的实际流量相符。若实际经过高速轴承的流量受到自然流量的限制，实际流量就达不到设计流量，造成故障。从理论上讲，飞溅自然流动润滑是可行的，但高速轴承要求喷嘴和小孔的精度和位置都很高，容易造成润滑不良。