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大型开式齿轮是重型机械设备中十分常见的传动方式,如水泥行业的回转窑与干燥机、矿山选矿的球磨机与棒磨机、火力发电厂的磨煤机等。
齿轮是把动力从一个转轴传递到另一个转轴的机械零件,开式齿轮被用来传递动力给高转速和低转速的设备,这些设备承受高负荷并且在恶劣工作条件中运行。大多数情况下,开式齿轮处于连续运转状态,停机时间很少。
开式齿轮的润滑好坏,不仅与润滑剂的选择、齿轮的设计、加工、材质,设备的安装情况等密切相关。同时,合理的润滑方式对于开式齿轮润滑产生重大的影响,包括涂抹、油池、喷洒等形式,因此要注意润滑方法的选择,才能避免出现问题。
点蚀的初期形貌是疲劳裂纹。若轮齿接触应力超过极限应力值,并达到一定的循环次数时,材料就可能出现疲劳裂纹。随着这些裂纹扩展、连接,终造成齿面金属材料的脱落,形成初期点蚀,并可能持续发展为扩展性点蚀、片蚀或剥落。点蚀损伤对齿轮的使用寿命有较大的影响,严重时使齿轮厚度大大减少,甚至出现断齿。
点蚀的形貌特征:齿面金属材料的遗失、出现凹坑、且凹坑的边缘较为尖锐。
对于点蚀损伤,需抑制其发展,即裂纹的产生,在开式齿轮的不同运行阶段,借助于润滑,可以防止点蚀的出现。
1)在齿轮副投入使用的初期,使用的磨合润滑剂,使齿轮快速经历磨光过程,在消除已产生裂纹的同时,提高齿轮的接触比例,防止新的疲劳裂纹产生。
2)当齿轮接触比例上升后,换用高粘度的润滑油,球磨机大齿轮喷射润滑系统,建立足够厚度的润滑油膜,使载荷平均分布,降低接触压力。如此,能够有效点蚀损伤的发生,并缓解既有点蚀的扩展。
现代大型开式齿轮对润滑剂的要求
按照开式齿轮的工作特点,一般要求所使用的润滑剂要同时满足以下条件:
a、 粘着力强(粘附性好,不易甩落和损耗)
b、 高的抗磨损和抗极压性能(FZG测试级别≥12,四球焊接负荷>650KG)
c、 具备一定的油膜强度(能减弱冲击负荷对齿面的影响)
d、 含有一定比例的固体添加剂和EP(抗极压)添加剂(满足边界润滑和紧急润滑的要求)
e、 良好的喷洒(喷洒系统)或流动性能(油池润滑)
f、 工作温度范围宽(适用于冬夏季)
g、 油品的物理、化学稳定性好(寿命长、损耗小、不易变质,抗热氧化安定性对磨机开放式齿轮尤其重要)
h、 对外部环境(如粉尘、水等)的影响有一定程度的抗阻能力
i、 便于操作使用及维护
j、 对环境和操作人员没有危害
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