劉海濤¹，王偉德²，張宏偉³，殷飛⁴，胡（hú）慶彪⁵

（1.新疆米東天山水泥有限責任公司；2.中材節（jiē）能股份有限公司；3.江蘇天山（shān）水泥（ní）集團（tuán）有限公司；4.中材常德水泥有限責任公司；5.中材水泥有限（xiàn）責任公司）

輥壓機在我國（guó）水泥工業的應用十（shí）分廣泛，不僅與管磨機形成多種（zhǒng）組合（hé）用於粉磨水泥，還以終粉磨形式粉磨生（shēng）料，Z近也有企業在進一步以終（zhōng）粉磨形式粉磨水泥。輥壓機粉（fěn）磨原理帶來的節（jiē）能效果十分顯著，生料粉磨電耗可降至10 kWh/t，水泥粉磨電耗會因不同工藝有（yǒu）所不同，有向20 kWh/t趨近的勢頭。在生產中，輥壓機（jī）節能優勢（shì）的發（fā）揮，還有賴（lài）於科學的管理和維護保養，這包括輥壓機行星齒輪減速箱（xiāng）（器）的潤滑。輥壓機行星齒輪減速箱（xiāng）（器）潤滑不合理會導致齒（chǐ）輪失效，從而影響輥壓機的安全（quán）運轉。本（běn）文就輥壓機行星齒輪減速箱（器（qì））潤滑油的科學選擇進行論述。

01　行星齒輪（lún）減速（sù）箱（器）的減速原（yuán）理

行星齒輪減速箱（器）的傳動機構是齒輪，其結構簡單，由太陽輪和行星（xīng）輪組成，伺服電機帶動減速箱（器（qì））的太陽輪，太陽輪再驅動支撐在內齒環上的行星輪，行星輪通過其與外齒環的齧合傳動，驅動與外齒環相連的輸出軸，從而（ér）達到減速的目的。行星齒輪減（jiǎn）速箱（器）結構比較緊湊，回程（chéng）間隙小、精度較高，使用壽命長，額定輸出扭矩可以根據輥壓機的需要進行設計。目前，輥壓機規格越來越大，行星齒輪減速箱（器（qì））都能根據需要進行匹配（pèi）。

02　行星齒輪（lún）減速箱（器）齒輪的失（shī）效及失效形式

2.1 齒輪的失效

從行（háng）星齒輪減速箱（器）的減速原理來看，齒輪承（chéng）擔著動力的傳遞，齒與齒（chǐ）之（zhī）間的有效齧合十分關鍵。實際生產中，齒輪的失效會導致行星齒輪減速箱（器）故（gù）障，導致粉磨係統停機（jī），給企業帶來損（sǔn）失。輥（gǔn）壓（yā）機行星齒輪減速箱（器）齒輪失效的原因很多，比如減速（sù）器設計不合理，製造精度（dù）不夠或選取材質存在問題，或者是輥壓機係統的劇烈振動和載荷大幅度波（bō）動（一般來說，喂入輥壓機的（de）物料粒度（dù）不均勻、下料過程中存在堵料（liào）導致喂料斷（duàn）斷（duàn）續續等都會導致輥壓機係統的劇（jù）烈振動和載荷大幅度波動），另外，減速（sù）箱（器）的潤滑不合理也會導致齒輪（lún）失效，這是一個不容忽視的重要原因。據TS水泥企業（yè）集團統計（jì），該（gāi）集團行星齒輪減速箱（器）因潤滑不合理導致的齒輪失效占所（suǒ）有（yǒu）齒輪失效故障的28%左右。這引起了該公司的高度重視。

2.2 齒輪的失效形式

在輥壓機行星齒輪減速箱（器（qì））的維（wéi）護維修保養過程（chéng）中，我們對齒輪（lún）的失（shī）效形式進行了分類，包括（kuò）輪齒（chǐ）折斷、齒麵磨損、齒麵膠合、齒麵（miàn）點蝕和齒（chǐ）體塑（sù）性變形。

輪齒折斷：輥壓（yā）機運行過程中，在喂入輥（gǔn）壓機的物料粒（lì）度不均勻、下料過程（chéng）中存在堵料導（dǎo）致喂（wèi）料（liào）斷斷續續等導致（zhì）輥壓機係統的劇烈振動和（hé）載（zǎi）荷大幅（fú）度波動的情況下，齒輪根部受到的應力超過齒輪材料的疲勞極限時，會在根部產（chǎn）生裂紋，繼續運轉（zhuǎn）該裂紋並逐步擴展，直至斷齒現象發（fā）生。減速器設計不合理、製造（zào）精度不夠或選取材質存在問題，也會引起斷齒。

齒麵磨損：當潤滑油中進入雜質，這些（xiē）雜質（zhì）隨潤滑油進入齒（chǐ）麵（miàn），在運行中會引（yǐn）起齒麵（miàn）磨粒磨損。長期下去，這種磨損會導致（zhì）齒麵粗糙、齒廓改變、側隙加大，以至於齒輪過度減薄、齒輪減薄、抗（kàng）折能力削弱，在負載不減時必然導致齒斷（duàn）現象發生。

齒（chǐ）麵膠合：齒麵膠合（hé）多發生於高速重（chóng）載的齒輪傳動中，而（ér）輥（gǔn）壓機行星齒輪減速箱（器（qì））屬於典（diǎn）型的低速重載的齒輪傳動。在高速重載（zǎi）的齒輪傳動中，齒麵間的（de）摩擦會導致（zhì）齧合區溫度過高，如（rú）果潤滑條件不好，兩輪齒的（de）金屬表麵會（huì）因齒麵間的油膜消失而直接接觸，導致相互粘（zhān）結膠合，此時，齒麵繼續相對運動會在表麵形成溝紋。這種現象在低速重載齒輪傳動輥壓機行星齒（chǐ）輪減速箱（器）中發生較少，但在潤滑（huá）條件極差時也有發（fā）生（shēng），不可忽視。

疲勞點蝕：運行較長一段時間後齒（chǐ）麵上會出現一些疲勞淺坑，這就是我們常說的疲勞點蝕。齒（chǐ）與齒之間的有效齧合，必然存在兩輪（lún）齒的接觸，並且接觸點是動態變化的，在變化（huà）的接觸點（diǎn）上動態的（de）分布著齒麵（miàn）間的作用力和反作用力（lì）。持續運轉（zhuǎn）的齒麵在這種作用力下，會在齒麵的薄弱處出現小的裂紋，日積月累，裂紋逐漸在（zài）表層發散擴展，當裂紋封閉成環後，開始發生局部剝落，出現肉眼可見的疲勞淺坑，形成點蝕。

塑性變形：齒體（tǐ）變形，往往是在衝（chōng）擊載荷或（huò）重載下，齒麵局（jú）部變（biàn）形，從而使漸開線齒（chǐ）廓的曲麵發生變形。

03　做好齒輪（lún）減速（sù）箱潤滑油的選擇工作

3.1 有效的（de）潤滑可以防止或延緩齒輪失效

上文對齒輪失（shī）效形（xíng）式的分析，讓我（wǒ）們明白了齒輪失效的起（qǐ）因（yīn），我們可以采取有效的措施防止或延緩齒輪失效。加強減速箱（器）的潤滑是一個十分有（yǒu）?的方（fāng）法。潤滑油能在（zài）工作零件的接觸麵之間形成油膜，減少零件接觸麵間（jiān）的（de）摩擦（減（jiǎn）輕齒麵磨損（sǔn））；吸收減速器中所產（chǎn）生的熱量，並使它逸散，使零件溫度不致過高（防止齒麵膠合）；吸收衝擊和振動（減少齒輪斷裂和變（biàn）形（xíng）以及減輕點蝕的幾率），降低噪聲；排出（chū）汙染物（減輕（qīng）齒麵磨損）。

3.2 傳統的潤滑油選擇方法

在2000年（nián）前後，輥壓機行星減速箱（器）的潤（rùn）滑，一般直接選用高粘（zhān）度潤滑油。這種選擇，是為了確保在輥壓機（jī）行星減速箱（器）齒麵上有效形成油膜，以有效防（fáng）止或延緩齒輪失（shī）效。具體地講，一是依據（jù）輥（gǔn）壓機行星減速箱（器）運（yùn）行的特點：低速重載、載（zǎi）荷波動（dòng），這種特點齒輪（lún）表麵（miàn）不容易形成油（yóu）膜，須選擇高粘度的齒輪油；二是針對齒輪表麵的疲勞點蝕、剝落（luò）、膠合以及磨損，齒麵（miàn）形成油膜能夠減輕（qīng）這些症狀和延緩這（zhè）些現象的發生。沒有良好的（de）油膜，一定沒有潤滑充分的齒麵。至今，高粘度的齒輪油或采用含極壓（yā）添加劑的工業齒輪油，比如L-CKC、L-CKD、L-CKT等，備受輥壓（yā）機用戶（hù）青睞；三是齒麵局部變形或齒輪變形時，連續完整的油膜能吸收傳來的衝擊力（lì）和振動力，減輕（qīng）外力對齒麵的傷害，這也需要高粘度的齒輪油（yóu）。

3.3 高粘度（dù）潤滑油的不足

實踐中，我（wǒ）們發現：使用高粘度潤滑（huá）油，輥壓機行星減速箱（器）啟動阻力大。如果降低（dī）潤滑油的粘度，在啟動瞬間潤滑油難以形成油膜，難（nán）以給齒輪（lún）以保護，易縮（suō）短齒輪的使（shǐ）用壽命。

實踐（jiàn）中，我們（men）還發（fā）現：潤滑係統在（zài）運行一段時間後隨著油品溫度逐漸上升，振幅加大、噪音增大、齒麵疲勞而產生的點蝕、剝落隨之出現，傳動（dòng）精度（dù）下降（jiàng），局部出（chū）現更高負載、油膜更薄條（tiáo）件下工作，這種情況下（xià），齒（chǐ）輪箱（xiāng）故障和事故頻發。

另外，油泥、磨屑的產生（shēng）不僅會堵塞過濾器，使油回路不暢還會造成潤滑不（bú）足、腐蝕磨損，使表麵越來越粗糙，同時積累在箱底和（hé）壁（bì）管（guǎn）上難以清理造成新的汙染（rǎn）。特（tè）別是大量堵積在過濾（lǜ）口上（shàng）造成回油不暢，甚至斷油現象，以致發生大麵積擦傷和齒麵膠合事故。

3.4 潤滑油選擇新理念

根據高粘度潤滑油存在的不足，我們對潤滑油（yóu）的選（xuǎn）擇提出了明確的要求：粘度可以低一點，但啟動時一定要形成Z佳的油膜保護（hù）；油品性能（néng）持久，降（jiàng）低（dī）齒麵粗（cū）糙度（因為齒麵粗糙度影響油（yóu）膜的壓力、膜厚和溫度，從而影響潤滑效果）；油品清潔持久。

3.5 粘性高效齒輪（lún）油的特點（diǎn）

目前，市麵上有一種粘性高效齒輪油，基本上（shàng）符合我（wǒ）們（men）提出的質量（liàng）和功能要求。該潤滑油的特點是：低粘度、高極壓、高性能，能快速（sù）形成油膜，能（néng）有效（xiào）控（kòng）製啟動瞬間對摩擦（cā）副造成（chéng）的損傷，減少係統振動；能夠改善摩擦表麵擦傷（shāng）程度（dù）。

（1）低粘度、高極壓、高性能是粘性（xìng）高效齒輪油Z突出的特點：適當（dāng）降低粘度，可減少啟動阻（zǔ）力提升啟動力矩，節省能（néng）源；高極壓、高性能並不因為油品粘度適當（dāng）降低而受影響，卻能通（tōng）過獨特性（xìng）能的添（tiān）加劑快速形成螺旋上升油膜，這種高性能油膜必須在啟動瞬間形成，達（dá）到充分保（bǎo）護高速輸入（rù）齒輪的目的。其優（yōu）異的性能（néng）還表現在（zài）提（tí）升抗磨損能力，降低滑動（dòng）方（fāng）向摩擦係數以及高抗水（shuǐ）能力（lì）、高抗乳化能力等方麵（miàn），後（hòu）者能確保油品進入水分後不會被乳化變質。

（2）粘性高效齒輪油能夠改（gǎi）善摩（mó）擦表麵擦（cā）傷程度，保持齒（chǐ）輪表麵平整、光潔，可（kě）抑製點蝕剝落。在潤（rùn）滑劑化（huà）學（xué）物理機能作用（yòng）下，可實現表麵粗（cū）糙狀態的改善，使齒麵單位麵積受力均勻程度逐漸提高或保持Z初的表麵（miàn）狀態，達到有效抑製點（diǎn）蝕產生或擴散的目的。這依賴（lài）於其優異的抗氧化能力，這種能力（lì）可使油品保持長久（jiǔ）的清潔狀態。

保持油品清潔和摩擦副高清（qīng）潔是傳動件長效運行的表現。在以往（wǎng）的生（shēng）產中，我們發現潤滑不良產生的如油泥等軟顆粒和過度磨損（sǔn）產生的磨屑，這些顆粒會堵塞過濾器，使油（yóu）回路不暢（chàng）。油品被氧化（huà）而產生油泥，油泥附著在（zài）齒輪表麵對機件造成潤滑不足、腐蝕磨損，使表麵越來越粗糙，同時（shí）積累在箱底和壁管上難以清理造成新的汙染。特（tè）別是（shì）大量堵積在過濾口上造成回油（yóu）不暢，甚至斷油現象，以致發生大麵（miàn）積擦傷和齒麵（miàn）膠合事故。

粘性高效齒輪油具有抑製溫升的能力和氧化物（wù）自分解能力，這就是所謂的自清潔（jié）能力。

我（wǒ）們將粘性高效齒輪油試用於輥壓機行星（xīng）齒輪箱，油品壽命是（shì）之前（qián）的1.5倍，且在控製點（diǎn）蝕（shí）、齒麵粗糙度得到明顯改善。

04　結束語

減速（sù）器的設計、製造缺陷和輥壓（yā）機係統的載荷異常是導致齒輪失效的重要原因，潤（rùn）滑不當是導致齒輪失效的另外（wài）一個重要原因，我們應當引起（qǐ）重視。為了確保輥壓機行星齒輪減速箱（器）潤滑的科學（xué）性，我們在對（duì）齒輪失效機理研究的基礎上，根（gēn）據實踐中取得的有得有失經驗，主張選擇這（zhè）樣的潤滑油：粘度（dù）可以低一（yī）點，但啟動時一定要形成Z佳的油膜保（bǎo）護；油?性能持久，降低齒麵粗糙度（因為齒麵粗糙度影響油膜的壓力、膜厚和溫度，從而影響潤滑效果）；油品清潔持久。

來源：《新世紀水泥導報》2020年4期