100t十二机架重载减速机润滑系统设计

2018-12-24金伟进许兆美李伯奎

装备制造技术 2018年10期

金伟进，许兆美，李伯奎

（淮阴工学院，江苏省先进制造技术重点实验室，江苏淮安223003）

轧机专用集成式重载减速机的润滑系统是减速机设备最重要的辅助设备，它的运行状况直接影响重载减速机的可靠性与使用寿命[1]。因润滑系统不完善导致轧机专用重载减速机出现轴承发热甚至烧毁、齿轮点蚀及胶合断齿等生产事故。

100 t十二机架重载减速机的输出转速为54 rpm，减速比为14∶1，工作温度不大于65℃.设备包括机体和设置在机体中的十二组减速装置，十二组减速装置分为上下两层交错设置。主要优势在于集多台单独减速机为一体，提高了安装精度、传动精度、输出扭矩和传动效率；齿轮轮齿强度加大，耐冲击性能好，安全可靠性高，传动平稳，噪音小，使用寿命长。

理想的设计方案是润滑系统会在一定的压力下，运输合适的流量到达减速机的各润滑点。在实际生产实践中，经常出现润滑点处流量偏小[2]，无法形成有效的润滑油膜，不能及时带走减速机运行所产生的热量[3]等问题。由于100 t十二机架重载减速机重载冲击负荷、冲击次数频繁、连续性工作的工作特点，有必要单独设计一套润滑系统。

1 减速机润滑油的选择

润滑油作为润滑系统的柔性部件，一旦在减速机正常工作期间变质，必然会降低接触面的润滑油膜[4]，导致轴承齿轮间直接接触，产生大量的摩擦热量无法及时带走，会直接引起齿轮、轴承等零部件发生断齿、断裂，导致事故的发生。

减速机内低速级齿轮的线速度是根据公式计算得到的：

式中，元素分别是轧辊的最小直径D，十二机架重载减速机最大齿轮直径d大以及轧机最大速度V轧.

根据得到的十二机架重载减速机低速级齿轮的线速度，且设备工作温度不大于65℃，由机械设计手册、工程师手册中的润滑油粘度等级的选择列表与齿轮油种类的选择表可以确定该减速机最终选择合适的润滑油牌号。

2 润滑系统的结构设计

不同种类的减速机有多种润滑方式，十二机架重载减速机采用稀油润滑[5]，由于替代了目前轧机配套的7台与5台两组共12台单独的二级传动齿轮减速机组合，吨数较大，轴承数、齿轮数较多，决定采用稀油内部循环与外部循环结合润滑方式来满足设备的润滑需求，如图1、图2所示。

图1 润滑系统侧视图

图2 正视图部分示意图

本减速机的润滑系统稀油内部循环选择飞溅润滑[6]方式，通过浸在油液中齿轮的旋转，利用离心力将润滑油甩到需要润滑的齿轮副和轴承上，形成润滑膜。为了预防由于十二机架重载减速机轴承层数太高，齿轮旋转离心力不足以将润滑油带至上部轴承的情况发生，设计了三层油池，除了常规的底部油池外，在上下两层机架也设置了油池，如图3所示。

图3 上下两层轴承油池部分示意图

如图2所示，利用油泵将润滑油打入主进油管，通过连接到各轴承上、下方的喷油管将润滑油喷射到齿轮和轴承表面，进一步加强润滑效果，同时充分的润滑油可以带走由于设备正常运行所产生的热量，起到较强的冷却的作用。

设备投入实际生产后，由于新设计的润滑系统有效工作，保证了设备整体工作油温不大于65℃，远低于80℃的极限要求；设备工作噪音小于80 dB（A），工作寿命达到20 000 h，相关性能远高于同类产品；由于齿轮、轴承润滑油流量不足导致的故障发生概率减少了80%，基本不会发生由于润滑不完善导致轴承发热甚至烧毁、齿轮点蚀及胶合断齿等事故，从根本上解决了问题，为公司带来了数千万的销售利润及重载减速机行业更大的市场份额。