开式齿轮之润滑与维护

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预防维护
• • • • • • • • 喷射系统维护 找正情形监测 齿面接触面积监测 振动水平监测 小齿轮轴承状态监测 防尘密封检查及润滑脂维护 排污口检查（无堵塞） 现场清理
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专用检测设备
• 大多数情况下，开式齿轮处于连续运转状态，停机时间很少。 • 对开式齿轮进行动态检查，必须使用一些专用的检测设备。
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开式齿轮典型应用
球磨机
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开式齿轮形式
• 直齿
• 斜齿
• 人字齿轮
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直齿轮
• 直线切割齿形
• 易于加工，便宜
• 低速应用场合 • 易产生振动
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直齿轮
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斜齿轮
• 沿螺旋线的轮齿切削方法
• 相比直齿轮传动而言，可多承受 25%的负荷/ 3齿 • 允许更高的运转速度 • 振动小，对轮齿破坏的承受性高
• 咬合频率大的小齿轮轮 齿得到润滑剂的直接喷 射。
• 高频率小给油量的喷射 方式 • 降低金属和金属直接接 触情况的发生
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消耗量和喷射频率的关系
大齿圈受油方式的消耗量
10 9 8 7
小齿轮受油方式的消耗量
9 8 7 6
Grams per cycle 克/喷射 6
5 4 3 2 1
Grams per cycle 克/喷射 5
开式齿轮润滑 & 维护
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第一部分
开式齿轮应用与设计
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应用领域
• 水泥工业
• 采矿业 • 电力行业 • 陶瓷行业
• 化工
• 肥料生产 • 土木建筑 • 榨糖业
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开式齿轮应用
• • • • • • • 球墨机 回转窑 干燥窑 搅拌鼓 碎石机 电铲/ 挖掘机 吊机 / 缆车
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喷射模式检查
测取喷射模式
好的喷射模 式
喷射情况差
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检查 / 清理喷嘴
检查喷嘴布置
拆卸清理喷嘴 (污染物或沥青型润滑剂)
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润滑脂及空气过滤器
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小齿轮找正
• 小齿轮和大齿圈之间的找正对于设备长期可靠运转至 关重要。
• 由于找正不良引起的损坏包括单边磨损、点蚀、轮齿 折断、小齿轮轴承损坏、过度振动等。
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齿面受力状态
滑动
滚动
节圆
滑动
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混合摩擦区域
混合摩擦区域 节圆
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开式齿轮润滑剂油膜
• 由于开式齿轮的转速通常较小以及齿轮的啮合特点， 大小齿轮齿面间无法保持流体动力润滑状态。
• 加入固体添加剂可以有效防止混合摩擦区域发生金属 和金属的直接接触。
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第二部分
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小齿轮找正
有三种常用的方法用来检查大小齿轮之间的找正情形。
1. 测量大小齿轮间的齿侧隙和齿顶隙
2. 涂色拓印检查
3. 运转状态齿面温度分布检查。（正常情况下，齿面温度差应小于 5摄氏度（球墨机）和3摄氏度（回转窑））
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大齿圈跳动
• 端面跳动 – 这种情形下，大齿圈运转过程中齿面的接 触模式会不断变化，导致齿面的两端发生严重点蚀。 • 径向跳动 – 这种情形下，大齿圈运转过程中的齿顶隙 会不端变化，导致不连续的、强的振动，从而发生不 均匀分布的磨损和齿面破坏。
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斜齿轮
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齿轮技术术语
齿距
齿顶圆 齿顶 齿顶面 齿宽 齿厚
齿根面 齿根倒角
齿顶隙 节圆 齿根圆
齿根
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轮齿啮合过程
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轮齿啮合
• 在大小齿轮的啮合过程中，齿面的各区域受到的力既 有滚动产生的力，又有滑动产生的力。 • 滚动（力）/滑动（力）变换区域称为混合摩擦区域。
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油池润滑方式
Girth Gear 大齿圈
Girth Gear 大齿圈
Spray Nozzles
小齿轮 Pinion
小齿轮 Pinion
Pinion
大齿圈浸入油池
小齿轮浸入油池
Drain Outlet
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油池润滑方式
设有带油轮的油池润滑方式
大齿圈
小齿轮
带油轮
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喷射润滑方式
优点 大大降低润滑剂污染带来的危害-全损耗润滑 适用于现代新型润滑剂 可进行齿轮动态检查 延长齿轮使用寿命 缺点 建造安装成本 需要进行维护
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喷射润滑方式
• 大齿圈受油 • 小齿轮受油
大齿圈 Girth Gear
喷嘴
大齿圈 Girth Gear
喷嘴
Pinion 小齿圈
Pinion 小齿轮
废油出口
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废油出口
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喷射润滑方式
大齿圈受油方式 • 常用于沥青型开式齿轮 润滑剂的喷射 • 溶剂在齿面进入啮合之 前挥发掉（留下高粘度 沥青） • 每次给油量很大 • 喷射间隔时间很长。 小齿轮受油方式 • 常用于润滑脂型开式齿 轮润滑剂的喷射。
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Minimum film Thickness
极限油膜厚度
Time / Minutes 喷射间隔（分钟）
Minimum film Thickness 极限油膜厚度
Time / Minutes 喷射间隔（分钟）
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第三部分
开式齿轮维护
开式齿轮润滑剂
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不同类型的开式齿轮润滑剂
• 润滑油
• 沥青类复合剂 • 润滑脂
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润滑油类型的开式齿轮润滑剂
• 第一代开式齿轮润滑剂
• 在一些小型设备上仍旧采用这种类型的润滑剂 • 有时会有少量固体添加剂含量
• 采用油池或循环方式润滑。
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沥青型开式齿轮润滑剂
• 第二代开式齿轮润滑剂
• 采用的溶剂大多不环保，对人和环境有危害
• 温度变化对粘度影响大。 • 维护工作量大 – 如：清理齿根堆积的硬化的润滑剂、 清洗堵塞的喷射系统。 • 油池或自动喷射
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润滑脂类型的开式齿轮润滑剂
• • • • • • • 第三代开式齿轮润滑剂 有多种不同类型的基础油可供选择 可以包含固体添加剂以降低磨损 热稳定性优异 维护工作量低 环保产品 适用自动喷射系统
• 各种磨损颗粒、粉尘以及其他外部杂质必须在进入啮 合区域前从此排出。
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废油出口
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谢谢！！
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频闪仪
• 用来在设备运转状态检 查齿面的状态。
• 借助这一仪器，可以评 估齿面接触面积和找正 情形。
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测震仪
• 用来测量小齿轮轴承处 的振动水平 • 所获数据可以用来判断 设备故障，记录设备状 态变化趋势
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红外测温枪
用来检测运转设备如大小齿 轮的齿面温度分布、小齿轮轴承 温度，回转窑壳体
• 水平方向的振动水平受到过度、不均匀的磨损（轮齿渐开线齿形 破坏）、找正不良、小齿轮安装失误的影响。
• 轴向的振动可以揭示驱动链的找正水平、联轴节的磨损或损坏以 及人字齿轮的磨损。
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锤击振动
• 某些振动的频率非常低，使用振动检测仪器无法检测到其原 因。 • 常见的原因是大齿圈的联接螺栓松动或损坏。对此，应立即 更换损坏或松动的螺栓。由此引起的大小齿轮的啮合破坏非 常严重，经常是无法修复的。 • 另一个常见原因是大或小齿轮的一个或几个轮齿严重损坏。 这种损坏可以从振动的频率上进行判断。
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数字相片
• 用来记录齿面情形（动 态或静态）
• 同时可以记录齿面的接 触情形.
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喷射系统维护
• • • • • • • • • • 检查喷射模式 ( 喷射重叠量 ) 检查检查人孔盖（有时喷嘴组合固定在上面）密封是否良好 定期清理润滑脂和空气过滤器 排放气动管路上的空气除湿器的积水，向加油器中注油 检查气动泵和喷嘴的压力设定是否正确 检查管路（软管 / 接头）有无泄漏 检查油泵、分配器、喷嘴是否泄漏、工作正常。 检查油桶密封状况，无污染物进入。 定期清理整个喷射系统。(有助于发现新的泄漏点) 确定故障报警装置正常
接触面积
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大齿圈跳动
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齿面温度分布
• 齿面温度分布对应于齿轮找正情形. • 对于球磨机，温度差异应小于 5°C • 回转窑应小于 3°C
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温度分布表明找正不良
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振动水平
在三个振动方向上对两个 小齿轮轴承进行检测
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振动水平
• 垂直方向的振动水平和轴承故障，轴承座体上盖松动、轴承座、 地脚底板、地基松动或损坏有关
Pageቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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齿轮传动的密封
• 保持所有密封件状态良好，经常检查调整非常重要 （尤其是对球磨机）。 • 保持人孔盖板处于关闭状态且密封良好。
• 进入防护罩内的磨损颗粒和粉尘会造成齿轮磨损加 剧、降低齿轮使用寿命。
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密封不良
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废油排放
• 开式齿轮润滑系统是全损耗系统。 • 因此保持保护罩最下部的废油口不堵塞就很重要。
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齿面接触面积
• 正常情况下，应该是全齿宽各处均匀接触。 • 从而使得负荷均匀分布于全齿面。 • 如果不是这样，负荷分布不均匀或集中于部分齿面， 就会引起诸如点蚀等齿面破坏。
• 齿面接触情形可以通过频闪仪在齿面运转过程中进行 检查。
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接触面积
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接触面积
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第二部分
开式齿轮润滑剂的应用
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常见开式齿轮润滑系统
• 油池润滑方式 ( 油轮飞溅方式或浸入方式) • 喷射润滑方式 ( 大齿圈受油 / 小齿轮受油)
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油池润滑方式
优点
便宜 (低的建造安装成本) 维护简单
缺点
润滑剂被污染 不适合现代新型润滑剂 降低齿轮使用寿命
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