多点分线齿轮喷射系统在球磨机开式齿轮润滑中的应用

唐林春

（北方铜业股份有限公司铜矿峪矿，山西 运城 043706）

引言

近年来，随着自动化程度的不断提高，开式齿轮喷雾润滑系统已成为大型球磨机齿轮润滑的标准配置，该系统可保证齿轮副在运行的过程中，齿面上形成良好油膜，延长球磨机大小齿轮的使用寿命，降低设备故障率和维修投入。

1 开式齿轮润滑系统结构及原理

开式齿轮喷雾润滑系统是借助压缩空气通过气动泵将润滑油进行雾化，所有控制通过程控器进行时间设定，以达到齿轮智能润滑效果。设有喷嘴的“前吹”和“后吹”功能，“前吹”是在润滑油喷射之前喷嘴仅气源打开，进行喷嘴的前吹，其主要作用是清理齿面上的大块颗粒物和喷嘴外侧异物；“后吹”主要作用是清洁喷嘴防止堵塞。

该系统运行方式主要有单线型供油和双线型供油。单线型供油是当电磁阀打开后油脂由气动泵经过滤器进入单线分配器，单线分配器有一个进油口和若干个出油口，每个出油口各对应于喷嘴组件的每个喷射点，当喷射点出油时与到达此处的压缩空气相结合形成雾状随压缩空气一起喷向齿轮表面，每个出口完成一次出油后，电磁阀关闭完成一次喷射润滑循环周期。双线型控制是将单线分配器更换为双线控制器，一般采用多组双线控制器串联方式构成整套系统。每组双线控制器有两个进油口和两个出油口，内设两个供油通道交替供油完成循环过程。当总电磁阀开启后按程控器设定的时间，各组双线控制器顺序打开通过每个出油口完成喷射过程，当所有控制器的每个通道均完成一次出油后，电磁阀关闭完成一次喷射润滑循环周期。双线型控制具有当一个出油口不出油时，不会影响其他出油口正常工作的特点。

2 实际生产中球磨机润滑存在的问题及其原因

2.1 问题

北方铜业铜矿峪矿选矿厂分有两个磨矿系统，其中二段磨矿系统近年来经过升级改造，球磨机更换为4 台φ5.03*8.5 m 溢流型球磨机，其大小齿轮齿数分别为264 和19，转速分别为14.4 r/min 和200 r/min，齿轮宽度为835 mm。每台球磨机齿轮润滑系统采用的某公司单线型供油方式的自动干油喷射润滑系统。使用过程中，根据季节的变化一般设置为间隔12～15 min，由7 个喷嘴进行3 个循环的喷射润滑，“前吹”和“后吹”时间分别设定为5 s 和10 s 可保证磨机的良好润滑。但该公司成套设备主要件均采用进口产品，配置较高且操作系统为全英文操作界面，存在购置费用较大和不便于操作和观察的限制因素。

而一段磨矿系统使用球磨机为20 世纪70 年代生产的6 台MQGφ2.7*3.6 湿式格子型球磨机，润滑方式一直采用的是人工定期从上部观察口淋油加注的方式，润滑方式陈旧，致使小齿轮由于磨损量超标、齿轮断裂、齿面点蚀较多失效等原因，故障率居高不下，大齿轮也偶尔出现进砂需要全面清理的情况，不仅影响设备开动率，而且投入维修成本较高，对生产组织和设备安全运行有很大制约。

2.2 原因

1）人工加注淋油时由于齿轮高速旋转会把加入的润滑油直接甩出齿轮，使润滑剂不能均匀分布在齿轮表面，造成齿轮表面局部出现温度过高现象，从而加速大小齿轮的磨损。

2）人工加注淋油不能准确做到定时定量，更不能及时清理进入齿面上的杂质，不能保证油膜厚度均匀的良好润滑效果。

3）当筒体或前端盖出现甩浆的情况时矿浆甩至齿轮表面，和附着在齿面上润滑油相黏接混合，造成润滑油内杂质较多，影响齿轮润滑和损伤大小齿轮齿面，缩短齿轮寿命。

3 多点分线喷射装置的应用

鉴于一段球磨机的运行现状和开式齿轮润滑系统的应用效果，将该系统应用于MQGφ2.7*3.6 m 球磨齿轮润滑上可解决齿轮润滑效果差的问题。在经现场核实后存在空间有限、设备购入投资成本大、原润滑油不适用于喷射润滑系统等限制因素。经综合考虑，将6 台球磨机两套为一组，在其中一台磨机旁边增加一套开式齿轮喷洒润滑系统（图1），采用一拖二多点分线开式齿轮喷洒润滑系统，其原理是将单线型和双线型供油方式相结合的多点分线供油方式。两套喷洒系统交替运行，配合使用黏度适中的高效开式齿轮润滑油保证齿轮表面形成良好油膜，以达到保护齿轮延迟齿轮寿命的目的。

图1 一拖二安装系统示意图

一拖二多点分线喷射系统的工作原理是：当程控器的计时器到达了预定的时间，电动泵进气电磁阀打开，压缩空气通过气动三联件处理后进入气动泵使气动泵工作，润滑剂将从泵的出油口中输出，首先经过电动三通换向阀进入A 磨机供油通道再利用单线型原理，当压力达到设定数值后系统按照程序设置来给齿轮进行喷油作业。当所有喷嘴按程序完成喷油后系统待机，等待下一次喷油，当达到B 磨机预定时间后，电动三通换向阀动作，A 磨机通道关闭同时B 磨机通道打开，完成B 磨机的齿轮作业，同样完成喷油后系统待机，等待下一次A 磨机预定时间到达，电动三通换向阀动作，A 磨机通道再次打开，两者交替进行，达到分别给两套齿轮副供油的目的（见图2）。

图2 一拖二系统原理图

但受现场条件的限制，在实际应用时并不能达到同时满足两套磨机良好润滑的使用要求。只要原因是现场主机位置只能离B 磨机距离较近，到A 磨机的润滑管路必须经由地板下绕行至A 磨机齿轮罩,A 磨机润滑效果不佳，齿轮温度比B 磨机高出5～10 ℃。通过对程序进行改进，将A、B 磨机的“前吹”“后吹”“喷射时间”“间隔时间”等参数实现独立时间设定和控制，通过独立控制进行单台的数据测试和调整运行参数，根据齿轮的个体情况在不影响另一台磨机运行的前提下有针对性地进行调整。MQGφ2.7*3.6 球磨机大小齿轮齿数分别为198 和21，转速分别为21.7 r/min 和204.6 r/min，齿轮宽度为460 mm，经反复验证得出A、B 磨机的“前吹”和“后吹”时间分别设定为5 s 和20 s，A 磨机间隔19 min 喷射25 s，B 磨机间隔20 min 喷射20 s 较为合理，齿轮齿面可形成良好油膜，小齿轮温度控制在在32～45 ℃之间，达到最佳润滑与最经济运行。

同时将操作系统调整为全彩屏触摸屏，具有设置、调整、显示润滑周期、补油量、查看报警记录等系统各种参数的功能；以中文形式显示润滑点的供油情况，在出现故障时能指明故障点的位置、性质，并发出声光报警信号；具有良好的人机界面，操作简单，精密度高，更便于岗位工人的操作和日常检查。系统还设置自动报警系统，当气压过低或者缺油、油压过低、喷油量不足的情况时系统会自动报警，以避免齿轮产生不可逆的损伤。又根据齿轮副性质选用开式齿轮油150 号润滑剂，40 ℃时的基础油黏度为1 500 厘斯可形成足够的润滑油膜，有效保护齿面，避免疲劳点蚀和剥落现象的产生和扩展，防止齿面疲劳性损伤以及擦伤或胶合的情况出现，为齿轮提供足够的保护。系统应用后MQGφ2.7*3.6 球磨机运转率平均提高了0.22%，小齿轮寿命平均延长了1～3 倍，不仅减少了备件投资费用，也减低了工人的劳动强度。

4 结语

多点分线喷射开式齿轮润滑系统可应用两台设备齿轮副的润滑，根据不同齿轮副的运行现状选用合适的润滑剂形成足够的润滑油膜，保证设备良好润滑，且可大幅度降低投资成本，降低因更换大小齿轮造成的停机损失，减轻机修工作人员的工作量，降低设备运行噪音及对员工的噪音伤害，提高现场工作环境，降低运行成本，提高设备运行效率。