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矿山机械设备齿轮减速机的润滑分析

摘要:围绕矿山机械设备齿轮减速机润滑,首先分析了两种基本的润滑状态,其次阐述了润滑作业可能带来的4 种影响,最后提出了7 点建议,以期能够提高齿轮减速器润滑度,优化矿山机械设备性能,推动我国矿山采掘行业发展。矿山采掘作业中所使用的齿轮减速器,其工作性能、使用期限和材质、参数设置等诸多因素相关联,尤其是齿轮减速器润滑条件。

矿山机械

对设备进行润滑,一方面可以形成油膜,以免因为减小摩擦表面接触造成的问题,另一方面也能够提升设备运行效率,加强散热性,避免锈蚀产生。通过相关资料显示,矿山机械设备齿轮减速器运行过程中,润滑问题发生频率非常高,需要有关部门引起注意。

1 机械设备齿轮减速器润滑

按照设备破坏机理所呈现的特点,磨损主要有粘养磨损、磨料磨损、微动磨损等几种,且粘养磨损和磨料磨损属于比较常见的磨损类型,微动磨损只有在特定条件下才会产生。一旦设备被磨损,会直接影响齿轮减速器性能,所以必须要做好机械设备齿轮减速器润滑工作。针对齿轮表面的润滑状态具体分析如下:

1.1 弹性流体动力润滑

弹性流体动力润滑主要是形容相互摩擦表面的摩擦,流体润滑膜厚度与摩擦表面材料弹性变形、润滑剂流变特性润滑有非常密切的关系[1]。在弹性流体动力润滑状态之下,所有的负载均是通过油膜来承担,由此一来出现胶合和磨损等相关问题的几率非常小。若条件允许,建议将机械设备齿轮减速器润滑状态更改为弹性流体动力润滑状态。

1.2 边界润滑状态

从液体摩擦过渡之后,转变为干摩擦之前的临界状态即为边界润滑。一旦处于边界润滑状态,相互摩擦界面会有一层和介质性质不相同的膜,润滑性能非常好。边界润滑状态下发挥润滑作用的膜也被叫做边界膜。因为润滑剂油膜的生成需要有一定的条件作为支持,加上机械本身工作条件与润滑条件存在很大差异,从而使摩擦界面基础上的油膜分布、润滑状态也具有诸多不同。

以上2 种润滑状态为减轻机械设备磨损提供了一定的研究价值,针对相应的机械设备建议使用相应的生物润滑状态,如此一来可以提高设备运行效率,延长使用期限。

矿山齿轮减速机

2 齿轮减速器润滑影响

2.1 边界润滑失效诸多机械装置内都有边界润滑的存在,具体如油脂润滑轴承运行于重载条件下的间隙振荡过程中,便会产生边界润滑条件,表面所形成的高点和突起相接触,然而其二者的结合却会遭到固体膜阻挡。这里提到的固体膜并不是非常坚固,很容易被划伤。如果边界润滑失效,那么便意味着齿面润滑膜失效,金属直接接触之后形成干磨擦,使局部温度骤然提高,金属熔化粘连之后再次撕裂,进而形成胶合状态。胶合是齿轮非常基本的一种磨损现象[2]。针对不具备油性剂以及极压剂的矿物油来说,如果油粘度提高,那么形成的油膜厚度也就越高,提高其粘附性,使齿面直接接触受阻,粘着磨损能力降低;

针对矿物油内含有油性剂的复合矿物油来说,建议应用物理吸附与化学吸附这两种形式,构成牢固性强的边界油膜,对于解决粘着磨损而言效果非常好;针对掺加极压剂的极压齿轮油来说,和齿轮表面可以形成化学反应,进而生成无机物覆盖膜,直接阻止粘着磨损现象的出现。极压添加剂种类与添加数量存在很大区别,最终形成的粘着影响自然不尽相同。通常极压油的性能要优于非极压油抗粘。供油量、供油手段也是粘着的主要影响因素。若供油量充分,便可以有效提升抗粘着极限负荷,喷油所使用的方法相比油浴方法形成的润滑冷却效果更佳,进而提高抗粘着磨损性能。

2.2 疲劳点蚀

如果矿山机械设备齿轮减速器出现齿轮磨损,另外一种常见现象是疲劳点蚀。点蚀程度与所形成的时间都是由接触应力这一因素来决定,此外,载荷循环次数、材料硬度以及表面微观几何形状等也是非常重要的影响因素。所以,若润滑油选择不合理,或者是润滑模式不科学,便会导致疲劳点蚀现象的出现。作业过程中使用低粘度油,由于流动性非常好,渗入性强,所以低粘度油可以快速渗入表面裂纹,使裂纹与金属块快速脱落,进而导致点蚀现象。高粘度油在渗入裂纹方面所产生的作用相比稀油要差,如果粘度较高,可以促使油膜建立,并增加油膜厚度,提高油弹性的同时,减缓冲击,使接触应力分布更为匀称。

因此,有效提升润滑油粘度,对于缓解表面疲劳点蚀的形成、蔓延有重要作用[3]。润滑油内添加剂也会影响点蚀,尤其是极压添加剂,若实际应用存在错误,便会因为腐蚀而形成点蚀现象。为了规避点蚀,必须要慎重选择极压添加剂,从添加剂组分、齿轮材质、接触应力以及使用环境温度等多个方面加以考虑。

另外,润滑模式与供油量慝会对点蚀造成影响。立足于防疲劳点蚀这一立场,供油量合理即可,不能过多。如果供油量超出标准要求,一部分油会在啮合齿面之间遭受挤压,形成局部高压,提高接触应力。当油处于高压作用条件下,渗入裂纹油量也会增加,加速疲劳点蚀的形成与蔓延。然而为了避免粘着,务必要保证一定浸渍量,这就需要对供油量信息合理性进行考虑,保证最佳润滑效果。

2.3 润滑剂失效

通过润滑剂解决摩擦问题,以免受到磨损的机械设备在运行过程中因为润滑剂失效影响矿山作业。如果油因为空气而增加温度,并且产生氧化现象,这时氧化现象的出现会使粘度、矿物油有机酸浓度得到提升,进而在热金属表面形成一种沉积物,该沉积物呈油漆状组成磨屑,利用微切屑方式反复切碎保护膜,直至完全丧失动力学稳定性为止,同时也会将金属接触表面划伤。润滑剂如果被化学分解,或者是温度过高、污染、润滑剂流失等原因同样会引发润滑失效。

2.4 磨料磨损

如果润滑期间掺加泥沙、灰尘、铁屑等材料,便会形成磨料磨损现象,磨损速度也会因此不断加快。不同类型的润滑油并不会对磨料磨损现象进行优化,相反油只会将齿面上的外来杂质去除。如果磨损微粒悬浮于油内,可以发挥研磨剂的效果,促使磨料磨损持续进行。所以,为了从根本上避免磨料磨损现象,必须要保证润滑油洁净度。选择粘度较低的油品,这对于磨粒沉淀有非常好的效果;油品应用之前需要过滤,润滑系统油质也要定期取样、化验、净化。

矿山减速机润滑

3 矿山机械设备齿轮减速器润滑建议

矿山采掘作业过程中应用的设备比较复杂,且作业环境也非常恶劣,为此提出了以下几点建议:

第一,以免磨料遭到磨损,需要保证润滑油洁净度;

第二,以免发生点蚀现象,建议在啮合齿轮内掺加润滑油,如此便可以减轻磨损与点蚀,延长齿轮减速器使用期限;

第三,选择润滑剂时,若齿轮减速器齿轮传动为低速重载齿轮,因为接触应力较大,油膜的形成条件欠佳,这时建议选择黏度大、油性好的润滑油[4]。

针对高速轻载齿轮,因为这种齿轮自身油膜形成条件非常好,只是运行过程中因为激烈搅动油液可能会损失非常多的能量,提高了油液氧化可能性,所以建议选择黏度低、抗氧化性能好的润滑油;

第四,最大程度降减小低齿面粗糙程度,将齿轮调整到弹性流体动压润滑状态;

第五,加强齿轮装配质量,避免局部齿面应力集中现象;

第六,当完成齿轮装配之后,建议在添加硫与磷型极压添加剂的基础上实施走合处理,优化齿面粗糙度;

第七,选择契合度最高的润滑模式与供油量,定期维修设备,提高油品质量。 结束语 综上所述,矿山机械设备性能直接关系到采掘工作是否能够顺利进行,同时齿轮减速器润滑性也是保证设备运行效果的重要因素。因此,相关人员务必要注意齿轮减速器润滑工作,合理选择润滑液,提高矿山机械设备性能的同时,推动我国矿山采掘行业发展。

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