矿山机械设备齿轮减速器的润滑分析

2019-01-03赵志超

中国金属通报 2019年6期

赵志超

（新巴尔虎右旗荣达矿业有限责任公司，内蒙古呼伦贝尔 021300）

齿轮减速器是广泛应用于矿山机械设备的重要元件，其使用性能、使用寿命、具体参数等受到多种因素的影响，其中润滑条件的影响程度最为突出。在实践中，对于齿轮减速器进行润滑，既可以在设备表面形成一层油质的膜面，从而使得其在应用中尽可能减小摩擦对于设备表面的影响，又可以有效提高设备的灵活程度，减少表面的锈蚀问题，提升整体设备的运行效率。必须注意的是，润滑问题在机械设备运行中出现的次数较多，需要专业人员进行有效的针对性研究。

1 齿轮减速器润滑的基本状态

在矿山机械设备齿轮减速器的工作实践中可以发现，由于破坏机理的差异，相应的磨损也不尽相同，可以分为粘养磨损、微动磨损、磨料磨损等主要类型，这其中粘养磨损和磨料磨损最为常见，这也是由矿山机械设备的特点来决定的。这两种磨损对于齿轮减速器的基本性能具有直接影响，如果不采用针对性的有效润滑方式，不仅会加强齿轮减速器的损耗、降低其使用寿命，还会对机械设备的正常运转造成不可逆转的影响。因此在日常工作中必须将润滑工作常态化，重点把握齿轮减速器表面的两种润滑状态，在实践中结合相应的润滑状态，结合各类机械设备的不同特点，有效提升设备工作的效率。

1.1 边界润滑

边界润滑状态是一种临界状态，即在完成液体摩擦之后、即将转变为干摩擦之前所处于的基本状态。从某种意义上来说，边界润滑状态是一种非常理想的润滑状态，此时齿轮减速器的摩擦界面会形成一种与介质性质存在差异的膜面，因此具有较好的润滑效果，这一膜面也通常被称为边界膜。在实践中，润滑剂油膜的形成需要依托于特定的条件，同时，机械设备的运转状况与润滑条件也存在着多样化的差异，因此不同摩擦界面上形成的油膜在分布及润滑状态方面也明显不同，在实际应用中还必须具体把握。

1.2 弹性流体动力润滑

弹性流体动力润滑通常用来形容相互摩擦表面的摩擦情况，其形成的润滑膜厚度与摩擦表面的材料弹性变形状况、润滑剂柳编特性具有较为紧密的联系。当齿轮减速器处于这一状态时，油膜是承担一切负载的主体，这就为最大程度避免胶合或是磨损等问题提供了条件。对于矿山机械设备的日常维护来说，如果实践操作条件允许，可以考虑将相应齿轮减速器的润滑状态调整到这一状态，以实现良好的润滑效果。

2 润滑失效对于-齿轮减速器运转的消极影响

2.1 边界润滑失效对粘着胶合的影响

在多样化的矿山机械设备中，有很大一部分机械装置处于边界润滑状态，最典型的案例就是油脂润滑轴承，作为承担着运转等重要职能的载体，其在巨大载量的压力下，如果进行间隙振荡运动，那么就符合了边界润滑状态的基本条件。其表面尤其是高点区域或是吐气会发生接触，但其彼此结合又会被一种固体膜组织。通常来说这一固体膜组织较为轻薄且质地娇软，可以为金属避免的损耗提供一层有效保护。而一旦边界润滑实效，就意味着在齿轮减速器表面发挥保护作用的原有润滑膜不能再发挥其有效作用，就会使得金属表面发生直接性的接触，此时的摩擦是一种摩擦，会导致摩擦表面温度的急速升高，在这一作用下，就出现了粘着与胶合的消极状况，这也是造成齿轮减速器磨损的常见原因。

粘着的发生较为常见，在润滑油的选择中，如果选用一些不添加油性剂及极压剂的矿物油，油膜的厚度与油的粘度呈现出明显的正相关关系，也即搞粘度的油可以形成更高厚度的油膜，相应地，其粘附性也就随之提升，可以实现有效防止齿面直接接触的理想效果，防范粘着问题的性能也就更加突出。如果选用复合矿物油，即在原有矿物油中添加油性剂，此时可以考虑综合运用物理和化学吸附的方法，创造出性能更强的边界油膜，实现抗粘着性能的最优化。

如果选用含有极压剂的极压齿轮油，要考虑到其与齿轮的相互影响，主要是与齿轮表面的化学反应，这种反应也会对粘着形成有效控制，主要是由于其在齿轮表面形成了一层无机物的覆盖膜，具有较好的保护作用。必须注意的是选用类型、数量不同的极压添加剂，会产生不一样的保护效果。从实践中可以发现，通常情况下，极压油相比于非极压油，具有更好的抗粘着性能。同时，操作方式的差异也会形成不同的抗粘着效果，如加大油量供应，就可以强化齿轮减速器本身抗粘着的极限负荷；采取喷油方式，与油浴方式相比，具有更优秀的润滑冷却效果，这主要是因为前者工作时的油温相对较低，此时耐磨损程度会明显加强。

2.2 润滑对磨料磨损的影响

在对齿轮减速器进行润滑时，必须注意保证润滑过程的纯净度，如果出现了杂质混入的情况，那么磨料磨损就不可避免，且其损害速度极快。值得注意的是，润滑油本身是不能直接改善磨料磨损状况的，其只能以冲洗附着于齿轮减速器表面的杂质这一间接形式完成对设备的保护。

如果润滑油中悬浮存在着大量的磨损微粒，其将会充当研磨剂的角色，将加大磨损的严重程度。因此，必须始终保持润滑油的纯净度，由专人进行系列操作，防止混入外来杂质；在进行油浴润滑时，可以选择粘度相对较低的润滑油，避免磨损微粒在油中悬浮加速其沉淀过程；还应当将取样化验工作常态化，确保能及时了解润滑油的整体状态，并进行针对性的净化工作。

3 矿山机械设备齿轮减速器的润滑要点

相比于其他机械设备，矿山机械设备面临着作业环境复杂、条件相对恶劣、运转程度繁多的现实情况，其主要工作特点可以概括如下：其一，通常处于高温的运行状态，且环境温度的变化程度较高；其二，圆周速度相对较低，具有较高的传递效率，因此齿轮减速器表面接触应力交稿；其三，工作环境中，存在大量的灰尘，对于润滑的影响较大；其四，因为其冲击性符合较大，所以机械设备需要承受极高的过载负荷，且这一现象的频率极高。

针对于这样的工作特点，要想充分适应复杂的工作环境，切实提高机械设备的使用性能，延长其使用寿命，就必须把握矿山机械设备齿轮润滑器的润滑要点，重点关注并完善如下几个具体方面：其一，通过提高油膜比厚度和ℓ的相应数值，从而实现降低齿面粗糙程度的目标，使得齿轮无限接近于弹性流体动力润滑状态，从而增强润滑性能；其二，针对于过载负荷的状况，要避免局部齿面应力过于集中，使得齿面所承受的局部负荷趋向于均匀状态；其三，在完成装配齿轮的相关工作之后，可以适当添加一些极压添加剂，从而降低齿面的粗糙程度，优化润滑性能；其四，针对于高温作业环境，要加强相应润滑油的冷却效果，减少因集中高温、瞬时高温对于齿面的消极影响；其五，综合考虑，做好润滑剂的选择工作，结合润滑剂的相关效果，积极采用极压油、复合油为主的润滑剂，提升其应对粘着和点蚀的应对效果；其六，科学安排具体的润滑方法，确保润滑油供应量满足实际需求，并把握好日常的检修与维护工作，尽可能保证润滑油的纯净程度。