新疆某选矿厂球磨机开式齿轮润滑系统的改造

2020-07-08郭顺磊朱国庆吴鹏

新疆有色金属 2020年2期

郭顺磊朱国庆吴鹏

（新疆宝地矿业股份有限公司乌鲁木齐 830000）

1 前言

开式齿轮是目前工业中被广泛的使用传动方式，其适用于在低转速、大载荷或有较大冲击负荷的工作条件[1]。新疆某选矿厂球磨车间球磨机开式齿轮，目前使用4 喷嘴稀油润滑系统，润滑油品为闭式320#普通齿轮油。生产现场工况条件较差，齿轮长期润滑不到位，齿面干磨情况严重，齿轮使用寿命短，更换损坏的齿轮不仅导致设备的使用成本增加，而且影响生产的正常进行，从而造成巨大的经济损失。因此，急需对球磨机原有开式齿轮润滑系统进行改造。

2 问题的提出

新疆某选矿厂球磨车间现有3台φ3.0m×4.5m球磨机，目前使用4喷嘴稀油润滑系统对开式齿轮进行润滑，在使用过程中，存在如下问题：

（1）采用人工给润滑系统添加润滑剂，操作人员工作量和劳动强度大，且易产生滴漏，污染现场环境。

（2）润滑系统配置4个喷嘴，油品到达管路后，润滑效果受喷嘴吹气压力影响较大：吹气压力偏低，油品无法覆盖全齿面，易产生润滑死角；吹气压力偏高，油品易被吹散，无法到达齿面，产生齿轮干磨。

（3）润滑方式和用油范围单一，仅适合使用稀油润滑，润滑油品间隔供油，供油量受环境温度等因素影响，无法做到定量润滑，且在需要更换润滑脂时，也无法满足使用条件。

（4）使用过程中，润滑系统4 个喷嘴经常出现堵塞，产生润滑死角。

（5）润滑系统在供油循环时，没有供油指示杆提示供油行程，现场人员无法及时判断供油是否正常，不利于现场的润滑管理。

综合上述问题，在球磨机运转过程中，因润滑剂粘度过低，球磨机大小齿轮面油膜分布不均匀，油膜强度较低，齿轮干磨情况严重，最终导致齿面出现塑性变形，齿轮使用寿命不足设计寿命的1/2。

3 原因分析

球磨机属于选矿厂磨矿环节的重要设备，目前球磨机较多的采用开式齿轮传动，大小齿轮分别支撑，大小齿轮的齿面加工精度相对较低，粗糙度大，装配过程难于保证其平行度与中心距，同时球磨机的大小齿轮又长期处于低速、重载和连续运转的工作状态[2]，这些因素都会给齿轮的啮合和接触带来不利的影响，因此，对于开式齿轮润滑的润滑剂通常有一些特殊的技术要求[3]：

（1）开式齿轮润滑脂应有足够的粘稠度以获得良好的油膜形成能力，最小油膜厚度越大，油膜的强度越高，齿轮的润滑状态也就越好；

（2）良好的粘附性，以保证润滑剂附着在齿轮摩擦表面而不被甩脱；

（3）良好的抗磨、抗点蚀、极压润滑性能，以保护齿面，减小齿面磨损；

（4）油品的物理、化学稳定性好（寿命长、损耗小、不易变质），具有良好的防锈性、抗水性和抗污染能力；

（5）润滑系统便于操作使用及维护，保证气动泵、分配器、喷嘴等装置不被堵塞；

（6）安全性能好，对环境及操作人员没有危害。

4 改造方案

针对球磨车间现有的3台φ3.0m×4.5m球磨机开式齿轮的润滑情况，决定采用开式齿轮喷雾润滑系统进行升级改造，同时更换原来使用的闭式320#普通齿轮油，使用开式齿轮专用润滑剂（合成油）。

该改造方案的优点：

（1）将润滑剂适时定量均匀地喷射到润滑部位，使齿轮得到良好的润滑，从而延长齿轮的使用寿命，减少润滑剂消耗量；

（2）采用喷射润滑，使得干净、新鲜的润滑剂能够准确无误的到达齿轮表面并形成良好的油膜，从而有效避免油池润滑方式下含有磨削等杂质的旧油循环润滑使用造成的润滑不良；

（3）润滑剂使用完直接更换油桶即可，可以有效地解决人工添加润滑油的泄漏问题，保持现场清洁卫生，降低工人劳动强度；

（4）程控器可对油路和气路监控，实现各项智能操作及故障报警功能，还可将各种信号传递至选矿厂的生产控制系统；

（5）喷嘴后吹功能可有效防止喷嘴发生堵塞；

（6）当环境温度过低时可启动加热装置对润滑油品进行加热，使系统安全稳定地运行。

5 经济效益分析

（1）改造前：3台φ3.0m×4.5m球磨机大小齿轮全部使用长城320#闭式齿轮油进行润滑，不但润滑剂消耗量巨大，使用成本高昂，单台球磨机每月的用油成本高达11250 元以上，而且该润滑剂粘度低、无法有效附着在齿面上，齿面存在干磨的情况，严重影响开式齿轮的使用寿命，齿轮的损坏还会增加设备的使用成本，后期需要耗费大量的人力去更换、修复齿轮，影响生产工作的正常进行，造成巨大的经济损失。

（2）改造后：开式齿轮润滑系统的前期投入约为5万元，使用开式齿轮专用润滑剂LKC-05，在保证齿轮得到足够润滑的前提下，单台球磨机每月的用油成本为8500 元左右，最多只需要5.90 个月即可收回前期系统改造的投入，同时有效地延长了齿轮使用寿命，降低设备综合使用成本，具体比较如下：