机械设备齿轮传动润滑探究

2022-09-06杨程杰

今日自动化 2022年8期

杨程杰

（国能黄骅港务公司，河北沧州 061000）

现阶段，在生产作业过程中都需要依靠齿轮传动带动机械设备的运行，齿轮在长时间的运行中，可能受到摩擦等多种因素的影响，导致齿轮的正常运转受到限制，无法正常工作。为了保证齿轮的有效传动，相关工作人员需要结合齿轮传动的方式以及齿轮传动的具体要求，重点分析出现齿轮传动润滑故障的根本原因，并采取有效的优化措施，提升齿轮的润滑效果，进而保证齿轮正常传动，使得机械设备可以高效运转。

1 齿轮传动润滑

1.1 齿轮传动方式

齿轮在传动过程中是利用两个齿轮进行咬合动力的传递、动力的传递以及机械传动。机械设备中的齿轮传动结构紧凑，运动效率较高，使用寿命较长，因此应用范围较为广泛。根据机械设备的实际使用情况，齿轮传动的分类方式较多。①根据齿轮轴线的位置可以将齿轮传动划分为平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动以及交错轴螺旋齿轮传动等；②不同的齿轮需要不同的工作条件，在传动过程中主要分成开式传动、半开式传动以及闭式传动；③根据不同机械设备的作业要求，在齿轮的硬度方面存在明显的差异，可以根据齿轮的硬度将齿轮传动划分为硬齿面齿轮和软齿面齿轮。

齿轮在传动的过程中，稳定性较强，结构紧密可靠，对于提升机械设备的使用效率具有积极作用，但由于在实际应用过程中，齿轮会受到摩擦以及环境因素的影响，往往需要在一定润滑条件下才可以正常运转，对于工作条件的要求较高。

1.2 齿轮传动要求

齿轮的传动需要可靠的传动结构来维持运行，齿轮在实际运行过程中不会产生较为严重的噪音，传动的功率较大，使得机械设备的运转效率较高。因此在实际生产工作过程中，需要严格控制齿轮传动的环境，并做好齿轮的润滑工作，相关工作人员应该避免在灰尘较多的地方运行齿轮，同时需要合理设置两轴之间的距离，避免两轴之间距离较远，影响齿轮的正常传动。

1.3 齿轮传动的润滑方式

针对齿轮润滑作业，可以使用喷油润滑、浸油润滑、干油喷雾润滑以及油雾润滑等方式。喷油润滑是利用油泵进行压力供油的方式，可以使用喷嘴将润滑油直接喷射到齿轮的齿面上。在进行喷油润滑的过程中，工作人员需要将喷嘴设置在齿轮突出的一侧，该种方式可以使得润滑油快速冷却，进而实现对齿轮的润滑；浸油润滑是指将较大的齿轮直接浸入到油池中，齿轮在传动过程中，润滑油会自动出现在齿轮的齿面上，在实际应用过程中，往往是通过多级的齿轮传动，实现对整个齿轮结构的润滑；干油喷雾润滑方式主要是针对大型的齿轮，一些开式齿轮在润滑过程中往往使用该种方式，润滑效果较为良好；油雾润滑主要被应用在对于齿轮传动精确度要求较高的机械设备中，由于齿轮传动的功率相比之下较小，可以对齿轮的齿面进行有效的润滑。

2 机械设备齿轮传动润滑故障

2.1 运转不灵

机械设备的齿轮在传动过程中，经常会出现部分传动部件出现故障，无法正常传动。传动件被卡住时，会导致机械设备出现运转不均匀或无法正常运转的现象。一旦齿轮传动出现运转不灵，机械设备不仅会无法正常运行同时可能出现负荷较高，导致机械设备在运转过程中会损耗大量的能量。

2.2 噪声污染

机械设备在运转的过程中，通常会伴随着较大的噪声污染。若齿轮在传动过程中出现涨幅过大，则会导致机械设备在启动之后出现颤动，导致机械设备所产生的噪声污染加重，出现该种问题的主要原因是机械设备中的齿轮传动不断摩擦，进而影响机械设备的整体稳定性。机械设备的使用过程中，噪声污染无法避免，但是加强对齿轮齿面的润滑，可以有效缓解机械设备出现颤抖，进而减少对周围环境的噪声污染。

2.3 温度过高

如果齿轮在传动过程中出现的摩擦较大，可能会导致齿轮结构温度过高，导致结构整体出现变形，影响机械设备的正常使用。如减速机相关部件在长时间工作后，会导致箱体中的油温上升，同时伴随着冒烟、漏油的现象。机器人设备的箱体温度过高，一些零部件可能因为温度上升导致形变，使得齿轮传动的精准度下降，还有可能出现异常损坏。对于相关零部件而言，会导致结构材料强度下降，造成零部件的破坏。

2.4 齿面失效

齿轮传动的齿面失效是指齿轮结构中的齿轮副以及相关零件，齿合面之间的油膜出现破裂，导致齿轮的齿面无法进行传动。机械设备在运转过程中，各部分零件都有可能出现损坏的情况，而齿轮的相关部件是出现损坏概率较高的部分。如果机械设备所处的工作环境无法满足齿轮结构的正常运转，可能会导致齿合面之间无法形成良好的油膜，即使是形成油膜也可能在短时间之内出现破裂。由此，齿轮副、涡轮副、轴承表面就会出点蚀、胶合、塑性形变、严重磨损、冲击断裂熔焊等齿面失效形式，使机械设备不能正常工作[1]。

3 机械设备齿轮传动润滑故障原因

机械设备齿轮传动润滑故障的原因较多，不仅包括机械设备本身的设计存在不合理之处，同时机械设备各种材料的选择以及工作环境的影响都有可能导致设备齿轮传动出现故障，而造成故障的主要原因往往是由多种因素共同导致。因此，相关工作人员需要结合机械设备的实际运行情况进行综合分析，进而有效判断机械设备的故障原因。在机械设备所有可能存在的故障中，齿轮传动的润滑故障更容易出现。机械设备中的齿轮结构多是由相关金属零部件构成，在运转过程中，齿轮结构一定会发生大量的摩擦碰撞，由于摩擦会产生热能，一些热量无法及时排出会导致金属零部件的腐蚀速度加快，进而影响到机械设使用寿命。所以需要在齿轮结构传动的过程，减少相关零部件的摩擦，需要对齿轮的齿面进行润滑。而在润滑过程中，润滑油、润滑方式、注意事项以及相关工作人员的专业能力都直接影响到齿轮传动的润滑效果，影响机械设备的正常运转。一些工作人由于缺乏工作经验，所选择的润滑方式不适合机械设备的齿轮结构，同时未能准确掌握润滑要点，导致齿轮结构的润滑效果不佳，可能会出润滑故障，进而影响机械设备的正常运行。

4 优化机械设备齿轮传动润滑措施

为了对机械设备齿轮传动润滑工作的进一步优化，企业需要充分意识到齿轮结构润滑工作的重要性，并对润滑工作进行全面的监督管理。可以从机械设备的整体运行情况进行分析，积极探索出现齿轮传动润滑问题的根本原因，并采取有效的预防措施，加强对润滑技术的研究与应用，对于齿轮传动过程中重要零部件采取高度重视。在进行齿轮传动润滑工作中，其核心内容是保证齿合面之间可以处于良好的润滑状态，在齿轮结构中建立动压油膜，可以提升机械设备的运行效率，进而可以提升生产企业的经济效益。除了加强对润滑工作的监管，相关企业还需要针对机械设备的结构设计进行优化，在齿轮结构的设计过程中需要积极转变现有的设计理念，加强对齿轮结构设计以及润滑工作的创新，积极应用国内外的先进技术和理念，结合机械设备的实际运行情况，形成适合机械设备生产的工艺流程[2]。

4.1 加强自动润滑技术的研究与应用

现阶段，自动润滑技术已经成为机械设备齿轮传动润滑的主要发展趋势，自动润滑技术的研发与应用可以有效缓解相关工作人员的工作压力，提高工作效率，减少物料损失，保证润滑效果，实现安全生产，具有显著的经济效益和社会效益。因此，相关企业需要结合企业自身发展情况，适当提升对技术研发的资金投入，例如，门机（图1）开式齿轮是门机的核心承载部件，润滑效果直接影响门机运行状态和使用寿命。现阶段，国内外门机开式齿轮润滑方式是利用润滑脂进行人工涂抹，该种涂抹方式施工效率低，一些工作人员无法控制涂抹量导致涂抹不均匀，给油量不统一，可能会造成润滑材料损耗浪费。由于人工进行手工作业的方式会导致门机开式齿轮的润滑效果因人而异，企业在实施监督管理过程中存在较大的难度。另外，由于该项工作属于高空作业，会导致工作人员的工作强度较大，同时存在一定的安全隐患。因此需要进一步实现齿轮润滑的标准化、自动化。并且将设备运行、润滑工况能自动传输给管理者，随时查看门机开式齿轮的润滑状态，需要重点研发适于高黏性固态润滑材料给油的机械装置，以此替代人工手工涂抹施工，可以利用无线传感技术、短距离无线通信技术实现门机润滑、运行工况信息的交换，建立有效的人机交互页面。

图1 门机作业图

推动自动润滑技术的研发与应用，可以有效提升机械设备维护管理水平，可大大节省人工操作、相关工作人员的工作成本，对于提升企业的经济效益具有积极作用，在实际应用过程中，需要建立统一的润滑标准，不仅可以提高润滑效率减少齿轮润滑故障发生，同时可以减少材料的消耗。

4.2 优化机械设备的设计

在对齿轮结构进行设计的过程中，需要结合机械设备的实际工作环境以及运转的特点，尤其是一些重要零部件的参数设计、相关材料的选择和润滑装置的设计，都需要结合机械设备的实际工作环境，保证智能结构的机械设计符合机械设备的工作需求，尽量保证齿轮结构处于良好的润滑状态中。针对一些特殊的机械设备，则需要开展针对性的专业设计，避免因机械设备的设计问题导致齿轮传动的润滑故障[3]。

4.3 加强对设备、材料采购环节的管控

①在选择机械设备原材料的过程中，需要结合机械设备各零件的加工精度以及运转方案，同时需要保证齿轮结构原材料可以满足润滑条件，进而保障在机械设备运转过程中，工作人员可以有效开展润滑工作；②机械设备和相关材料的选择需要针对供应商的信誉和资质进行检查，坚决避免为了提高经济收益选择质量不合格的相关设备和材料。同时，在使用机械设备的过程中，工作人员应该严格按照机械设备的使用方法，并针对齿轮结构进行质量检测。企业需要组建管理小组，对机械设备的运行情况进行定期检查，并监督工作人员的操作流程。

4.4 加强设备制造管理

在针对机械设备进行制造管理的过程中，工作人员需要针对原材料和相关零部件进行严格的管理。同时，企业需要提前根据机械设备的使用情况以及施工作业的方案分析可能存在的齿轮运行故障，并针对每一种故障制定有效的应对措施。管理人员需要做好与一线施工作业人员的技术交底工作，严格按照机械设备的运行标准和使用要求进行相关作业的开展[4]。

4.5 制定机械设备故障检修方案

企业内部需要结合现阶段机械设备的使用情况，制定机械设备故障检修方案，并组建检修小组定期针对机械设备的使用情况进行质量检查，重点针对齿轮结构的传动状态进行监督，保证齿轮传动可以在稳定的状态下进行。同时企业需要重点加强相关工作人员的专业能力，针对机械设备的操作人员，企业可以通过专业知识培训等方式提升操作人员的个人能力和专业素养，要求机械设备操作人员持证上岗。而对于相关管理人员需要进行相关专业知识以及管理能力的培训，要求管理人员严格按照机械设备的检修开展相关监督工作，重点针对操作人员的作业行为进行检查，进而保证机械设备的齿轮结构可以正常传动运行。