煤矿减速机润滑有效性的提高与污染治理

李 健，贾俊恒，郭小宾，李秀保，王佳佳，张 军

（1.大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司，山西原平 034114；2.大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司刘家梁煤矿，山西原平 034114；3.大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司焦家寨煤矿，山西原平 034114；4.西安奥奈特固体润滑工程学研究有限公司，陕西西安 710061）

0 引言

减速机是各类输送装备的通用部件，是动力传递的关键。随着生产持续、规模、高效、智能、绿色的要求，对减速机轴承、齿轮、密封、链接部的协同工作配合效果最优化，达到减速机无泄漏、少检修、少停机、免维护的目的，为企业减轻环保负担，为政府减缓废机油处理和二次污染压力，从技术源头寻求解决方案是目前的重要举措。

1 复合固体润滑技术与传统润滑

1.1 复合固体润滑技术应用于技改的可行性

复合固体润滑工程技术是专项治理机械润滑污染的集成技术，是针对通用机械运行中普遍存在的润滑污染问题的专项研究。机械运行，润滑是保障，没有有效的润滑，机械就会有故障或破坏性事故发生。行业普遍认为，机械80%的问题均因润滑失效所致，机械80%的养护也跟润滑有关，机械80%的污染也是润滑导致。

通用机械的发展过程中，润滑油污染环境问题日益凸显。政府监管压力大，企业负担重，行业与科技工作者也面临这一个关乎环境与社会发展之间的科学技术研究命题。《固体润滑工程学研究》学者和复合固体润滑工程技术专家团队统一认为，通用机械润滑油污染治理专项研究的复合固体润滑工程技术，从复合固体润滑剂的-70～400 ℃的适应性、长于普通润滑油20 倍的有效性、固液相复合体中固相组织空隙沉积性、非金属与金属摩擦副固体润滑剂有效嵌着非金属摩擦副成膜性、复合固体润滑材料的长效性、固体润滑材料的水和粉尘适应性入手，设计齿轮箱全季长效免维护复合固体润滑剂和齿轮箱免拆解集成式复合固体润滑密封系统，是一个行之有效的解决方案。在16年的复合固体润滑工程技术应用实践中，实现了齿轮箱12年、内燃机曲轴箱1000 h（工程车辆）或行驶50 000 km（道路运输机械）不换油、免维护、无漏油污染的技术目的，少用润滑由90%、磨损量只是原来的1/7～1/15、环保贡献值＞80%、相关机械制造资源节省80%。实现通用机械少用润滑油，就是节能环保的复合固体润滑工程技术的研究和设计初衷，证实了复合固体润滑工程技术应用于减速机润滑有效性保障和润滑污染治理的可行性。

1.2 复合固体润滑工程技术系列产品

复合固体润滑工程技术除了具有传统润滑油的特性外，还具有减振、长效、耐磨、自密封、使用方法简便、免维护和完全润滑性（相对），更新了传统润滑的不完全性（相对）。因为复合固体润滑工程技术研究中，定义了传统润滑油的不完全润滑（相对）是润滑油在机械摩擦发生时，摩擦副之间产生油膜，该油膜减少摩擦副接触瞬间的剪切力和摩擦表面发生的压强造成的磨损。机械传动部位组件在制造过程间隙的设计，以及安装和应用过程中的轴心失衡，客观上决定了机械传动部位运行中振动的冲击荷载（锤击）必然存在。因此，机械传动部位摩擦副间的油膜就被破坏，瞬间的摩擦表面接触造成磨损的发生。面对所有采用润滑油润滑的轴承、摩擦副使用一段时间后间隙增大直至报废，和齿轮使用一段时间后齿顶宽度磨损至斧刃状的客观现象，说明传统润滑油在相对条件下是不完全润滑。

1.3 完全润滑（相对）

完全润滑（相对）概念是在复合固体润滑工程技术研究过程中，针对润滑油的不完全润滑性（相对）提出来的。复合固体润滑工程技术应用于机械传动摩擦件时，具有特殊功能的复合固体润滑剂，在摩擦面发生摩擦瞬间产生复合固体润滑膜，该复合固体润滑膜以多层复合物质形态，较长时间存留于摩擦面的偶件表面上。同时，摩擦面瞬间发生的剪切力和压强不会破坏存留摩擦面上的复合固体润滑膜，从而阻断了对偶面的直接接触，保证摩擦面在承受最大压强时润滑有效，以达到减少磨损、节约资源、提高资源利用率的目的。

1.4 复合固体润滑技术特性

（1）减振。通过复合固体润滑工程技术的多个液相组织合成，复配协同效果优化的多个固体润滑材料制成的产品，在机械运行过程中的挤压摩擦下，形成相对普通润滑油润滑膜更厚的固液相结合复合固体润滑膜，可以吸收较大的振动冲击能量，有效降低机械运行中的振动。可以使设备振动降低10%～30%。

（2）长效。通过复合固体润滑剂中的复合液相组织的氧化安定性、热安定性、机械安定性、憎水性和多个固体润滑材料超低温和高温的润滑有效协同性、酸碱适应性、机械适应性、遇水或潮湿环境摩擦系数降低性、450 ℃以下的理化性能稳定性实现。其有效润滑性是传统润滑油的10～21 倍。

（3）耐磨。复合固体润滑工程技术的完全润滑（相对）设计理念，赋予产品摩擦瞬间形成的复合固体润滑膜的挤压性能＞7840 N，保证冲击荷载发生时阻断摩擦副接触的剪切磨损，复合固体润滑材料的颗粒屏蔽了磨粒磨损，从而保证这款专用产品优于普通润滑油的耐磨性能。

（4）自密封。液相组织在机械运动过程中，带动复合固体润滑材料到密封结构中，固相组织在机械振动中，大颗粒的固体润滑材料封堵裹挟小颗粒的固体润滑材料，沉积在摩擦界面，形成动密封膜。同时，复合固体润滑剂粘附、嵌入密封摩擦副滑动面，保证密封面的润滑有效，延长密封精度期或有效期，达到复合固体润滑剂自密封的效果。

（5）免维护。复合固体润滑剂的减振特性，保障了机械磨损最小化；长效性是保证该产品一经使用，就可以在一定时间段内不用更换（换油周期是普通润滑油的10～20 倍）；自密封性保障该产品使用过程中的点检和补充加油周期延长；耐磨性保障齿轮、轴承、密封的磨损老化降低（磨损量是原来的1/7～1/15）。

1.5 技术原理

带式输送机减速机润滑油漏油污染治理专项的复合固体润滑剂的技术原理为：该产品由具有润滑机理的复合液相组织、具有协同润滑效果的复合固体润滑剂、具有宽的温度效果的粘着剂、固液项复合协同增强级压机制、连带执行成膜力和防腐。产品呈黑色可流动复合体，组分中的液相组织为初始或基础润滑剂，液相组织作为载体，夹带复合固体润滑剂组分，在机械运行中转移到到工作零部件的摩擦界面上，阻断摩擦副接触摩擦的过程中，使复合固体润滑剂中的聚合物单体，在摩擦瞬间的高温下活化粘稠体，裹带复合固体润滑剂在摩擦界面上形成粘结牢固的复合固体润滑膜。这种复合固体润滑膜具有良好的附着强度，高承载能力，良好的抗磨、减磨性能及好的再生性和长的润滑寿命。

1.6 使用方法

在线用于治理减速机润滑油渗出、爬附、滴漏和换油周期短的现象时，按照原来的换油程序，更换减速机专用GR 复合固体润滑剂即可。更换成GR 减速机专用复合固体润滑剂后，渗出、爬附、滴漏在60 滴以内的可以止漏；滴漏在70～120 滴的，可以减少到3～12 滴，要达到彻底治理漏油，建议加载免拆解复合固体润滑工程技术集成式密封装置，换油周期可延长至原来的10倍。

2 复合固体润滑技术使用条件与设备管理制度

本次技改的两家煤矿，原煤总产规模约为400 万吨，地质类型复杂，矿井湿度50%～60%，矿井深度306 m，粉尘级别合格，地面、井下使用减速机200 台。

2.1 生产运行过中的机械设备管理制度

2.1.1 日检

由维修工及绞车司机每日对绞车进行表面检查，检查部位主要是经常磨损和易松动的外部零件及控制盘上的各接触器触点的接触及磨损情况，必要时进行修理、调整和更换，发现重大损坏及时报告主管负责人并进行处理。

（1）检查各部分的连接零件，如螺栓、铆钉、销轴等是否松动。

（2）由检查孔观察减速器齿轮的啮合情况。

（3）检查润滑系统、液压系统的供油情况，如油泵运转是否正常，输油管路有无阻塞和漏油等。

（4）检查制动系统的工作状况，如闸轮、闸瓦、传动机构、液压站、制动闸等是否正常，间隙是否合适。

（5）检查深度指示器的丝杠螺母旷动情况，保护装置和仪表等动作是否正常。

（6）检查各转动部分的稳定性，如轴承是否振动，各部机座和基础螺栓是否松动。

（7）试验各项保护、仪表等动作是否正常；。

（8）人工验绳,检查钢丝绳的磨损、钢丝绳在滚筒上的排列情况,天轮的运行情况。

2.1.2 周检

由维修工负责执行，周检内容除日检的内容外，还要进行下列工作：

（1）检查制动系统，尤其是液压站和制动器的动作情况，调整闸瓦间隙，紧固连接机构。

（2）检查绞车滚筒内外螺栓有无松动，焊缝有无开裂。

2.1.3 月检

由主管技术员和维修工共同执行，月检的内容除包括周检的内容外，还要进行下列工作：

（1）检查制动系统及安全保护装置，确保安全可靠，检查绞车各油路的密封情况，必要时清洗液压零件及管路。

（2）检查联轴器状况，如间隙、端面倾斜及润滑情况。

（3）检查和更换各部分的润滑油，清洗部分润滑系统部件，如油泵、滤油器、管路、溢流阀等液压元件。

（4）检查测量闸瓦间隙。

2.1.4 年检

（1）调整齿轮啮合情况，磨损情况，检查测量调整各部间隙、同轴度和水平度。

（2）检查制动系统的闸柱和转动销轴。

（3）清洗液压站及附件，更换液压油。

（4）利用节日停产安排大、中修及设备更新等工作，如绞车的滚筒结构，减速器、主轴及连接装置等。

（5）探伤检验和性能测定按《煤矿安全规程》规定执行。

日检、周检、月检、年检都要做好记录，记录检查结果和修理内容，并由检修负责人签字。

2.2 绞车的计划检修内容与检修周期

绞车的检修按检修内容和工作量，可分为小修、中修、大修。

2.2.1 小修

（1）彻底检查减速器齿轮的啮合及磨损情况和轮辐及轮具是否有裂纹，必要时可以更换已磨损的小齿轮。

（2）打开主轴承及减速器轴承上盖，进行轴颈表面及轴瓦间隙的检查。

（3）拆开制动系统的机件进行全面检查、清洗和修整，必要时更换磨损的零件。

（4）检查和清洗润滑系统的全部组件，处理漏油，必要时更换某些部件。

（5）更换制动闸闸瓦。

（6）修理、调整或更换电控设备的继电器、接触器和控制线。

（7）修理、调整深度度指示器和其它保护装置。

（8）检查齿轮联轴器的内外齿轮的磨损情况，并检查联轴器在轴上的固定情况，键是否松动。

（9）小修的内容应以能保证机械设备正常运转到下一次计划检修期。

2.2.2 中修

（1）更换减速器轴或滚动轴承，或对使用中的轴瓦进行刮研处理。

（2）更换减速器主动齿轮及处理漏油问题。

（3）车削制动或制动盘。

（4）更换滚筒木衬。

（5）更换天轮或进行天轮找正。

（6）更换提升容器及其连接装置。

2.2.3 大修

（1）更换减速器齿轮。

（2）更换滚筒或主轴。

（3）更换弹簧或齿轮联轴器。

（4）更换主轴轴瓦或抬起大轴进行下列轴瓦的检查，调整大轴水平度。

（5）进行各轴间的水平度和平行度的检查或找正。

（6）彻底清洗和检查液压制动系统，并进行更换零部件的调试工作。

（7）加固机座及其基处。

2.3 螺杆式压风机机械检修规定

2.3.1 日检

（1）检查各部位的连接零件是否松动。

（2）检查各仪表是否正常。

（3）倾听机器各部工作声响有无变化。

（4）试验各项保护是否灵敏可靠。

（5）检查各部温度、储气罐压力是否在规定的范围内。

（6）检查油分离器的油量和机身小窗口的喷油状况。

2.3.2 周检

（1）检查各部管路是否有漏风、漏油、漏水现象，发现问题及时处理。

（2）检查水泵运行状况是否正常。

（3）检查压力表、各部温度表是否灵敏可靠。

（4）检查并紧固各连接部位螺丝。

（5）检查各部节门、逆止阀是否良好。

（6）检查各项保护是否正常。

2.3.3 月检

压风机月检由主管领导、主管技术员参加，机电维修工及司机共同进行，解决日常运行中发现的不能及时解决的问题，有计划的对压风机进行全方面检查。

（1）清理空气滤清器，并根据情况必要时进行更换。

（2）检查油分离器内的压缩油量，根据运行时间按规定更换机油滤芯和压缩油。

（3）检查油压表、气压表、温度表的精度及灵敏度。

（4）检查压风机各部位的连接零件是否松动。

（5）清洗冷却器水套（半年一次）。

（6）检查联轴节状况，必要时更换梅花弹性体。

（7）调整检修卸荷阀。

（8）处理主要部位漏油、漏气、漏水。

（9）清扫冷却器和冷却水池。

（10）清洗更换滤风器。

2.3.4 年检

（1）清扫风包、进出风管，进行水压试验。

（2）检查校对压力表、安全阀、压力调整器。

（3）检查更换各气阀。

（4）更换螺杆两端轴承，并调整间隙。

（5）检查基座水平和基础螺丝。

（6）性能测定按《煤矿安全规程》规定执行。

2.4 主排水泵机械检修规定

2.4.1 日检

由水泵司机开泵时对设备运行状况进行检查，有问题及时处理并汇报。

2.4.2 周检

（1）查水泵各部位的连接零件（如螺栓、铆钉、销轴等）是否松动。

（2）检查各处仪表是否正常，各处压力是否在规定的范围内。

（3）倾听机器各部工件音响有无变化。

（4）检查各处阀门开启是否灵活。

（5）检查联轴器之间的间隙大小。

2.4.3 月检

（1）调节联轴器之间的间隙使其达到规定的范围内。

（2）检查真空表、压力表、电流表、电压表的精度及灵敏度。

2.4.4 年检

（1）检查各种阀门、阀等是否灵敏，关启正常并加油。

（2）检查各泵轴承润滑油是否该添加更换。

（3）性能测定按《煤矿安全规程》规定执行。

（4）每年4月底前完成水泵联合试运转。

2.5 主扇风机机械检修规定

2.5.1 日检

（1）查主扇风机各部位的连接部位螺栓是否松动。

（2）检查各处仪表是否正常，各种数值是否在规定范围内。

（3）倾听机器各部工件声响有无变化。

（4）检查阀门开启是否灵活且能够开到位。

（5）检查防爆门关闭是否严密。

2.5.2 月检（2 次）

（1）检各联接部位是否松动,并加以紧固,检查各联动装置是否灵活可靠。

（2）检查防爆门及风道斜坡，及时清除防护栏上的杂物。

（3）对风机整体水平度进行系统检查并调整。

2.5.3 年检

（1）根据用风情况，调整风叶。

（2）反风试验。

（3）性能测定按《煤矿安全规程》规定执行。

3 煤矿带式输送机润滑现状与技改过程

3.1 带式输送机润滑现状

带式输送机减速机润滑油漏油污染治理专项技改，是在轩岗煤电刘家梁矿、焦家寨矿开展，由西安奥奈特固体润滑工程学研究有限公司研发，子公司山西云新富图工业集成技术研究院有限公司服务，应用设备分别160 减速机A、160 减速机B、221强力皮带机减速机。设备原使用的润滑油牌号、每次加注和换油数量、运行温度、润滑油过程情况统计见表1。

表1 带式输送机减速机应用润滑油情况统计

3.2 技改过程

（1）刘家梁矿综二队一台221 强力皮带滚筒减速机于2019年8月30日开始技改应用，加注GR 重载齿轮箱专用复合固体润滑剂60 kg 后24 h 内完全止漏，输入、输出轴端漏油污染得到治理，设备温度由70 ℃降至45℃，设备运行8 个月，共补加GR 重载齿轮箱专用复合固体润滑剂2 次，约40 kg,期间重载齿轮箱专用复合固体润滑剂无更换、设备零维护、运行无滴漏。

（2）2019年11月30，焦家寨矿2 台皮带队160A 减速机加注GR 重载齿轮箱专用复合固体润滑剂180 kg 后1 h，由原来滴漏每秒1 滴延长至每20 秒1 滴，并逐渐减慢滴漏状态直至基本止漏，漏油污染得到治理，设备温度由75 ℃降至45 ℃，设备运行5 个月，2 台设备补加GR 重载齿轮箱专用复合固体润滑剂1 次，约40 kg。期间重载齿轮箱专用复合固体润滑剂无更换、设备零维护、设备运行止漏效果好。

（3）焦家寨矿综三队4 台160B 减速机于2019年11月30加注GR 重载齿轮箱专用复合固体润滑剂200 kg 后24 h 内两台设备完全止漏，另两台设备因密封损坏严重，由每秒1 滴延长至每15～20 秒1 滴，并逐渐减慢滴漏状态。堵盖底部密封漏油污染得到治理，设备温度由70 ℃降低至40 ℃，自11月30日加注GR 重载齿轮箱专用复合固体润滑剂，4 台设备共补加GR重载齿轮箱专用复合固体润滑剂1 次,约80 kg。5 个月期间重载齿轮箱专用复合固体润滑剂无更换、设备零维护、设备运行止漏效果非常明显。

带式输送机减速机复合固体润滑工程技术实施后，减速机在传统润滑油模式下的各类漏油情况得以治理。

4 总结

（1）复合固体润滑工程技术的一款减速机专用免维护全季长效自密封产品：GR 重载齿轮箱专用复合固体润滑剂，产品型号：GR-LCKD320，执行标准：Q/GR 8001—2019 通用机械GR 复合固体润滑剂。其优良的承载能力和抗冲击性能，在重载和冲击工况下润滑膜不破裂；良好的成膜能力和延展性，促使摩擦过程中能够在摩擦副表面迅速形成连续而完整的复合固体润滑膜；良好的粘附能力，在导轨、齿轮和轴承上容易粘附，且粘附后结合强度高，不易脱落；不排斥灰尘等杂质的共聚能力，有效防止磨粒磨损；在湿度大或水环境中，该复合固体润滑剂的润滑性不会被破坏；宽的温度适应性，使其在高温工况下不易变稀和流失，在低温工况下不影响流动性；与普通润滑油一样的加注和使用方法，便于使用和管理；良好的长效润滑性能，满足春、夏、秋、冬全季润滑需要，免去了传统润滑油的冬季夏季换油维护过程。

（2）应用GR 重载齿轮箱专用复合固体润滑剂，能实现在线免停机免拆解的设备渗油漏油污染治理，降低设备运行温度，减少设备维护次数（从每天检查1 次、2～3 天补油1 次，变为平均每3 个月补油一次），设备运行平稳，提高安全生产效率和管理保障，减少了安全风险，降低了生产综合成本，使用简单，不增加工作量，长效润滑有效期3年，不仅使用综合成本低，更能间接降低生产成本，废油回收周期延长至每三年一次，废油量只是传统润滑油的10%左右。