机械设备齿轮传动润滑的常见故障及预防措施

学术论文 2018-01-11 11:35:54
    一、齿轮传动
    齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是:
    (一)瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠,可传递空间任意两轴之间的运动和动力
    (二)适用的功率和速度范围广
    (三)传动效率高,η=0.92-0.98
    (四)工作可靠、使用寿命长
    (五)外轮廓尺寸小、结构紧凑
    因此齿轮传动在现代机械中应用极为广泛。
    二、齿轮传动的润滑方式
    (一) 开式齿轮
    开式齿轮一般用润滑油或润滑脂定期人工加油润滑。开式齿轮速度较低、载荷大、工作环境多尘且可能有水分,为维持一定的润滑油膜,避免流失,常选用粘度高(215–650cSt100oC)、吸附性好、防锈性好的沥青质开式齿轮油。速度不太高的开式齿轮可采用脂润滑。若在钙基、铝基、锂基脂内加入石墨、二硫化钼或其它极压添加剂,可以提高其承载能力。
    (二) 闭式齿轮
    闭式齿轮的润滑方式根据节圆圆周速度v的大小来决定。一般v≤15m/s时采用油浴润滑,v>15m/s时采用喷油润滑。
    三、 齿轮传动润滑的作用
    (一)减少相对运动表面的磨损,提高效率,延长使用寿命
    (二)促使齿合面间动压油膜的形成,以油膜作为载体,提高承受能力
    (三)润滑油膜的形成,可以防止金属表面的尘埃直接接触,减少应力集中,延缓齿面破坏
    (四)浸油润滑特别是循环润滑液能够散发出去,可以排除因箱体温度过高而产生的种种故障
    (五)润滑良好,可以减少震动和冲击,润滑液可以减少机体损坏,降低噪声污染等
    (六)润滑剂一般油性较好,可以防止金属表面的腐蚀,能够保护金属零件表面光泽和耐用
    总之,润滑的作用是能使传动件表面之间能够形成理想的动压油膜起到承受负荷,减少摩擦磨损,提高转动效率减少动力消耗,延长使用寿命的良好效果。
    四、齿轮传动润滑故障的常见形式
    (一)运转不灵, 动力损耗大
    机械设备在工作过程中,传动件常常会出现卡住,断续运转和运转不均匀等现象,在这种情况下,设备无法正常的传递负荷、传递运动且能量损耗又特别大。
    (二) 振动大,噪声高,环境污染严重
    机械设备启动后,有时还会产生较大的颤动现象。在这种情况下,严重污染环境,使生产现场失去安全感,影响生产。
    (三) 温度过高,热变形大,引起损坏
    减速机部件工作一段时间后,箱体内油温急剧上升,有时还会冒烟,漏油现象严重。在这种情况下,由于箱体内温度过高,有些零件会融结产生故障,有些零件热变形大,精度会出现下降,会出现异常损坏,还会降低材料强度,引起破坏。
    (四)齿轮副等主要零件,如果在齿合面间的油膜破裂,齿面失效
    减速机部件在工作过程中,各种零件均有损坏的可能,但出现几率最高,因损坏而报废的零件,是这些齿轮副,涡轮副,轴承等齿合传动关键零件了,它们在恶劣的工况条件下,齿合面间无法形成良好油膜或形成了又很快破坏了,因此,齿轮副、涡轮副、轴承表面就会出点蚀、胶合、塑性形变、严重磨损、冲击断裂熔焊等齿面失效形式,使机械设备不能正常工作。
    五、齿轮传动润滑故障的原因
    机械设备的故障形式有多种,产生的原因是错综复杂的,并由许多因素决定,与设计、加工、使用有密切联系,但不少学者专家认为,机械设备的故障、传动件的失效,尽管原因好多,但80%的故障与润滑油不良有关。例如:齿轮传动、涡轮传动、轴承等,组成零件的材料大多数是不同的金属材料组合而成。工作过程中,始终处于相对运动状态,担负着传递载荷,传递运动的任务。如果设计不合理、精度不能保证、间隙控制不合适、材料低劣或选配不当、润滑剂性能差或选用不合理等,再加上工况条件恶劣等客观因素,齿面见没有形成良好的动压油膜,或形成后又很快破裂了,润滑状态欠佳,使金属处于直接接触的摩擦状态,应力集中严重,摩擦磨损严重,能耗、发热大。因而,使齿面损坏,造成恶行循环不断出现故障,甚至使零部件报废和设备损坏。
    六、齿轮传动润滑故障预防措施
    (一)在设计时选用的结构、参数、润滑装置、材料及润滑油品等,都需要根据机械设备作用特点和环境条件来确定,保证或尽可能使传动件在工作过程中具有良好的润滑状态
    (二)制造时,零件的加工精度,工艺方案装配等,也需要考虑尽可能促进和满足动压油膜润滑的形成
    (三)在使用维修时要多观察,多做早期故障诊断,及时排除故障,加强设备的维修保养,使能量损耗降低到最小程度,把机械设备的利用率提高到最高程度
    (四)购置机械设备时,要谨防劣质产品;启动设备时,要按规定严格检验润滑系统的工作状态;传动部件的润滑绝对不能采用变质报废润滑油或润滑脂等
    七、结语
    在对机械设备的引进、安装、运行、日常维护检修中,要进行全过程的质化、量化管理,确保其设计上合理、精度上有保障、间隙控制合适、材料优质、润滑及密封良好,以保证设备在最佳工况下运转。
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