球磨機小齒輪失效分析與潤滑方法改進
2019-02-27
摘 要：本文針對我公司750萬噸選礦廠使用的φ5.03×6.4型濕式溢流型球磨機，分析論述了小齒輪磨損較快，出現(xiàn)點蝕、膠合、塑性變形，齒面節(jié)線處可見點蝕引起的金屬剝落的原因，提出了通過有效的潤滑防止早期點蝕的發(fā)生、抑制或緩解點蝕的發(fā)展。使用專用磨合潤滑劑降低齒面粗糙度，有效防止早期點蝕的出現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：球磨機；小齒輪磨損；潤滑改進
一、問題的提出
安徽開發(fā)礦業(yè)公司750萬噸選礦廠磨礦系統(tǒng)中，采用七臺球磨機均為中信重工機械股份有限公司生產(chǎn)的φ5.03×6.4型濕式溢流型球磨機，該球磨機由TM2600-30/2860的同步電動機、D46VC1200型氣動離合器、小齒輪、大齒輪、筒體組成。設備運行一年左右時間，球磨機小齒輪節(jié)線處可見長300mm、寬30mm的點蝕引起的金屬剝落點蝕，齒頂可見長200mm、寬40mm的塑性變形，齒面溫度分布不均。尤其是4#球磨機小齒輪齒面擦傷嚴重，左側(cè)出現(xiàn)一處斷齒事故，造成選礦車間停產(chǎn)12小時以上。如何解決球磨機小齒輪磨損較快，延長球磨機小齒輪使用壽命，減少對選礦生產(chǎn)的影響，是一個急需解決的問題。針對上述問題對球磨機小齒輪潤滑方法改進進行探討。
二、小齒輪的磨損
?。ㄒ唬┬↓X輪磨損現(xiàn)狀的檢查。安徽開發(fā)礦業(yè)公司選礦廠，使用的中信重工5.03×6.4溢流型球磨機，小齒輪為斜齒輪齒數(shù)21齒，大齒輪292齒，模數(shù)25。筒體工作轉(zhuǎn)速14.4r/min，小齒輪轉(zhuǎn)速200r/min。齒輪輻潤滑系統(tǒng)采用噴灑潤滑，油脂使用南京貝奇爾L-OGBM000型號潤滑油，每小時噴油360克，每間隔1500秒對小齒輪噴油一周，符合少噴勤噴的原則。
5.03×6.4溢流型球磨機在2011年開始調(diào)試試運行，2012年開始正式投產(chǎn)至今，按規(guī)定小齒輪的正常使用壽命在6年（運行35040-52560h）以上，球磨機小齒輪年磨損量應在原齒弦厚（以節(jié)園處為準）的2%以下。我公司使用的5.03×6.4溢流型球磨機小齒輪在規(guī)定范圍內(nèi)應為正常磨損，應取得良好潤滑狀態(tài)，粗糙的機加工痕跡逐漸消失，兩接觸齒面的凹凸不平逐漸被磨去，齒面粗糙度大為降低，在兩齒面會有金屬移失因此產(chǎn)生光滑的齒面。然而該球磨機在檢查齒輪磨損狀況時發(fā)現(xiàn)小齒輪磨損較快，齒面存在不同程度的擦傷、膠合、以及塑性變形。
結(jié)合宏觀檢查方法采用紅外測溫儀在球磨機正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，對小齒輪齒寬方向五點均布溫度進行測量，與近期檢查記錄比較驗證小齒輪齒面磨損、受力的變化趨勢。
以1#球磨機小齒輪的齒面溫度五點均布曲線為例?？梢钥闯鲂↓X輪齒面溫度分布異常，左側(cè)溫度明顯過高?，F(xiàn)場檢查1#球磨機小齒輪齒面磨損較快，齒面節(jié)線處可見點蝕引起的金屬剝落。
結(jié)合小齒輪齒面溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，正確分析小齒輪運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，齒輪表面的潤滑狀態(tài)、穩(wěn)定狀況。為我們了解小齒輪齒面磨損的變化趨勢，分析球磨機小齒輪齒面磨損較快產(chǎn)生的原因及采取措施起著重要的作用。
?。ǘ┐嬖趩栴}。1#球磨機小齒輪齒面磨損較快，齒面節(jié)線處可見點蝕引起的金屬剝落。小齒輪溫度分布異常，左側(cè)溫度明顯過高。
2#球磨機小齒輪齒面嚴重磨損，齒頂擦傷嚴重，節(jié)線處可見點蝕引起的金屬剝落，小齒齒面塑性變形嚴重。
7#球磨機小齒輪齒面磨損較快，節(jié)線處可見塑性變形，以及點蝕引起的金屬剝落。
?。ㄈ┓治霎a(chǎn)生的原因及采取措施。根據(jù)對球磨機小齒輪磨損情況的宏觀檢查及齒面溫度測量。分析球磨機小齒輪齒面整體磨損嚴重的主要原因是潤滑油基礎粘度較低，在開式齒輪齒面上不能形成有效潤滑油膜，起不到對齒面的潤滑保護作用，齒面金屬直接接觸，導致齒面磨損嚴重，小齒輪兩端出現(xiàn)“臺階”，齒面擦傷、膠合、點蝕。
利用計劃檢修時間盡快檢查，石墨基潤滑劑中的石墨固體添加劑在噴灑系統(tǒng)的沉淀，清理管路防止造成堵塞，及時清理齒輪罩內(nèi)的油脂，避免小齒輪帶到廢油參與潤滑。
采取基本措施選用較高粘度的潤滑油，高粘度的潤滑油能夠在齒面形成有效油膜，降低齒面磨損，有效緩解齒面損傷的再次擴散。
三、斷齒
?。ㄒ唬┬↓X輪齒面載荷集中。4#球磨機小齒輪發(fā)現(xiàn)斷齒，斷齒位于齒輪左側(cè)，約50mm齒寬。齒面存在載荷集中，小齒輪齒面擦傷嚴重，齒面節(jié)線處有塑性變形。對小齒輪軸承軸向、垂直、水平三個方向的振動檢測，振動值未超出允許范圍。小齒輪齒面溫差為50C，在允許范圍。高溫區(qū)域在齒面中間偏左，齒面左側(cè)明顯載荷集中。應盡快停機清理齒面，檢查是否有其它斷齒裂痕存在。
?。ǘ┱{(diào)整小齒輪軸系與大齒輪的平行關(guān)系。將球磨機小齒輪軸系兩端聯(lián)軸器脫開，吊起小齒輪裝置認真清理軸承座底面。按預定位置清理軸承座底面接觸位置，特別注意清理出軸承座預定調(diào)整方向的位置，保證軸承座調(diào)整方向的底面平整光滑。重新放入小齒輪裝置，將球磨機小齒輪裝置軸承座與底板用螺栓預固定。在小齒輪齒面上涂紅漆，盤動小齒輪使其與大齒輪嚙合，調(diào)整球磨機齒輪副的接觸率，沿齒長不低于50%，沿齒高不低于40%，接觸斑點應趨于中部，大小齒輪的齒側(cè)間隙要調(diào)整到1.40
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