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克鲁勃润滑剂的大型开式齿轮A-B-C润滑理念

发布日期:2013-04-28 13:07     浏览次数:

开式齿轮是工业中管磨、转窑等大型回转设备驱动装置最常用的传动方式,它的主要优势是设计简单、成本低。开式齿轮面临苛刻运行工况:低速、重载、齿面粗糙度较高、啮合齿面上存在局部过载和过强的摩擦力,直接暴露于周边环境,灰尘、杂质、水等外部介质容易到达啮合齿面。因此必须合理选用润滑产品,在齿面生成保护层,以达到如下效果:

  1、对齿面进行可靠润滑,降低运行时轮齿表面温度和小齿轮支撑轴承振动值;
  2、保证设备的安全运行,提高开机率;
  3、避免齿面出现损伤,如轮齿断裂、点蚀、胶和、材料剥离、擦伤等;
  4、延长齿轮寿命;
  5、延长设备维护周期,降低维护费用(材料、零部件更换和人力成本);
  6、符合环保要求,保护现场环境。

  此外,表面光滑度对齿轮的运行至关重要,新齿轮由于生产工艺的局限,具有一定的表面粗糙度和表面不平整度,因此可能会突然出现磨痕而很快损坏,专门的磨合润滑剂能使齿面光滑,增加表面接触比例。

  开式齿轮在运输、安装、慢转调试、快转调试、带负荷磨合、带负荷正常运转等阶段中,分别处于不同的工作状态和工作环境,对齿轮的润滑也就提出了不同的要求,全球顶级的润滑剂供应商——克鲁勃润滑剂经过多年的试验,研发出开式齿轮润滑剂的黑色和全透明两个系列A-B-C产品,分别在前几期的文章中对开式齿轮磨合润滑、正常操作润滑和在线修复等润滑技术进行了详细探讨,欲了解详细信息请参考前几期文章。

 

  一、涂底和预处理润滑剂

——GRAFLOSCON A-G 1 ULTRA (黑色)
Kluberplex AG 11-462(白色)

  涂底和预处理润滑剂一般用于新制齿轮的运输、安装、调试、慢转等阶段,在使用涂底和预处理润滑剂时,首先彻底清结小齿轮、大齿圈,去除灰尘、油垢等杂质,然后在齿轮处于静止状态时,手工使用刷子或抹刀将一定数量的润滑剂涂抹到大齿圈和小齿轮的所有齿面上,工作齿面上润滑剂的厚度要求约为1.5mm,非工作面只需涂一薄层以防锈蚀,所需的润滑剂数量取决于齿轮的分度圆直径和宽度。此润滑剂不适用于油池润滑、循环润滑系统、自动喷洒系统。

  涂底和预处理润滑剂一般有四个作用:

  1、 用来防止齿轮在投入运转之前的运输、安装过程中发生锈蚀

  一般开式齿轮用于大型转动设备之上,在正式投入使用之前需要很长的时间进行运输和安装,在这个过程中无法避免会与水分等接触,使用涂底和预处理润滑剂就可以防止齿轮在这个阶段发生锈蚀。

 

  2、避免齿轮装配、调试、慢转过程中因干摩擦而造成齿面损伤;

  开式齿轮在装配过程中无法避免会发生磕碰和摩擦,在调试过程中需要满转调整,而这时一般润滑系统都没有正常工作,使用涂底和预处理润滑剂就可以在这一阶段起到一定的润滑作用,从而保护齿面。

  3、用于润滑剂在齿轮啮合后在齿面上形成的不同形状初步确定载荷分布和齿面接触情况,此功能可以帮助校正传动部件。

  在齿轮的啮合过程中,润滑剂会在承载面上留下灰色的印迹,从而可以观察到齿轮的接触情况。如图所示:

 

  a、小齿轮晃动时造成的载荷分布图,检查小齿轮支撑。
  b、大齿圈摇晃时造成的载荷分布图,检查大齿圈支撑、安装。
  c、载荷集中在齿轮边缘造成的载荷分布图,双轴不平行,校正小齿轮。
  d、齿轮某一区域在制造、热处理过程中存在缺陷造成的载荷分布图。
  e、小齿轮两端翘起造成的载荷分布图,检查小齿轮支撑。
  f、大齿圈的两半分别翘起一定角度造成的载荷分布图。检查连接件和大齿圈的安装元件。
  g、大齿圈的一半翘起一定角度造成的载荷分布图。检查大齿圈的安装元件。
  h、大齿圈径向安装偏差造成的载荷分布图,两半承受的负载强弱不同。
  i、大齿圈两端的齿面缺陷造成的载荷分布图,这是由于两端密封件过热摩擦产生的。改善密封件润滑状态。

  齿轮接触面图迹实际效果展示

  4、防止喷洒系统投入使用的初期不能在啮合齿面间形成有效的润滑油膜,而出现润滑不足。

  二、磨合润滑剂

——GRAFLOSCON B-SG 00 ULTRA (黑色)
KLUBERFLUID B-F1 ULTRA (黑色)
KLUBERFLUID B-F2 ULTRA (透明)

  新制齿轮由于受机加工能力和制造成本的限制,其几何尺寸误差较大,齿轮表面比较粗糙,即使是在齿轮副具有足够安装精度的条件下,其啮合齿面的接触比例最多只有50~60%。 这就意味着在设备的运转过程中,局部齿面存在载荷集中的隐患,会导致齿面不可避免的出现先期损伤(如细微裂纹、轻度擦伤等),为避免先期损伤持续扩展成为早期点蚀、擦伤,必须采用专用磨合润滑剂以达到消除因载荷集中产生的细微裂纹、轻度擦伤等先期损伤,防止损伤恶化和快速提高齿面的接触比例以消除载荷集中现象的目的。而已损伤或修复后的齿面,啮合齿面的接触比例通常较低,也就同样载荷集中的现象,因此也需通过磨合润滑剂来提高齿轮啮合时的接触面积。

  磨合润滑剂一般用于新制、翻面齿轮的初期运转阶段磨合和已损伤齿面修复后的重新磨合。可以用于油池润滑,也可以使用自动喷洒系统将适量的润滑剂喷洒到齿面上。

  一般磨合润滑剂可以达到以下作用:

  1、快速降低表面粗糙度;
  2、快速提高齿面接触比例,增加齿面负载面积;
  3、消除齿面因应力集中形成的微细裂纹、擦痕,防止早期点蚀和其它损伤的产生;
  4、作为修复润滑剂对已损伤齿面进行在线、动态修复,以慢速提高齿面接触比例。

 

  磨合效果试验数据及说明

  上图显示出在使用磨合润滑剂250小时后,新齿轮 (模数m=25) 齿面的表面粗糙度的对比情况。

  从图中显示的测试数据可以看出,Rt值从44um降低到6.8um,齿面的磨合效果显著。

磨合效果显微图片

放大50倍                                            放大160倍

新齿轮磨合前微观图Rt=44um                        新齿轮齿面磨合后微观图 Rt=6.8um

 


新制齿轮磨合前


新制齿轮磨合后
齿轮磨合实际效果

  由于传统磨合润滑剂中加入了一定含量的石墨,润滑剂整体呈黑色,黑色润滑剂一方面不利于日常观测齿面,另外即便少量的泄漏,也会影响现场环境。克鲁勃公司开发的洁净、透明磨合润滑剂KLUBERFLUID B-F2 ULTRA能均匀地分布在齿面上,润滑油膜可以通过UV灯观测到,也可通过频闪仪动态监测齿轮磨合状态。尤其是对于回转窑这类慢速较慢的设备,即便是在运转状态,也可通过肉眼观察齿面状态。

 

  三、操作润滑剂

——GRAFLOSCON C-SG 系列(黑色)
KLUBERFLUID C-F 系列(透明)

  操作润滑剂一般用于磨机、转窑类等设备在全负荷工况下齿轮副的润滑。可以用于油池润滑,也可以使用自动喷洒系统将适量的润滑剂喷洒到齿面上。
根据开式齿轮低速、重载的工况,操作润滑剂一般具有以下特性:

  1、良好的抗磨损性→可最大限度地保护齿面,防止齿面受损;
  2、经济性→用量少,成本低;
  3、环保性→符合环境要求;
  4、良好的粘附性能→ 保障持久的润滑能力;
  5、强劲的承载能力→ 在极压条件下仍能形成完整的润滑油磨;
  6、安全性→ 当喷洒系统故障,固体添加剂或高黏附性润滑剂能够起到紧急润滑作用;
  7、方便性→可直接从磨合润滑剂转换为操作润滑油,设备无需停机和清洗喷洒系统和齿轮

  克鲁勃开发的第三代高粘度、全透明合成润滑剂KLUBERFLUID 系列,加有特殊的极压抗磨添加剂,粘附力强,能在齿面形成足够厚的润滑油膜来保证齿轮润滑。它是100%的基础油参加润滑,不象沥青和石墨级润滑剂中只有部分基础油参与润滑,因而在保证充分润滑的前提下全油型润滑油可以降低用量50%。同时由于其分子量整齐,润滑油不会因为被剪断而造成粘度下降,导致油膜破裂,粘附性变差而从齿轮表面流失。

 

使用Grafloscon系列效果实例                         使用Kluberfluid系列效果实例

  四、 开式齿轮润滑的技术支持与服务

  克鲁勃公司在重载开式齿轮润滑方面涉及电厂、水泥厂、化肥厂、化工厂、造船等行业,在国内有广泛的应用和众多客户,持续地向客户提供最有价值的技术服务以及德国总部的技术支持。

  6R服务项目有:

  Routine Inspection Service                      常规检测服务
      Reduction of Consumption                      调节润滑系统减少消耗量
      Repair Lubrication                              修复润滑
      Record of Special Flank Condition               硅胶记录齿面状况
      Recommendation of Lubrication                 推荐润滑系统和润滑方案
      Regular technical documentation                规律的技术文件存档

  1、常规检测:每年四次的专业服务工程师检测服务,项目包括:齿轮表面温度、磨损、轴承振动、喷洒系统及用油量调整,一周内出具检测报告,给出相应的润滑诊断和建议。
  2、紧急情况下,24小时内赶到现场为用户解决各种润滑难题。
  3、修复服务:必要情况下,克鲁勃工程师出具齿轮修复方案,并在客户的技术人员协助下实施大小齿轮的在线或手动修复。
  4、润滑培训:克鲁勃专业工程师对客户设备工程师和现场操作人员进行培训,定期与客户技术人员进行技术交流。
  5、每年会议总结:回顾过去一年的润滑状况,并在专责工程师电脑中建立检测数据库。

  结论

  开式齿轮作为工业中管磨、转窑等大型回转设备驱动装置最常用的传动方式,为了避免运转初期就产生严重的损伤,坚持“涂底-磨合-操作润滑”理念,安装调试期间对大小齿面进行涂底,润滑初期使用专用磨合润滑剂对齿面进行磨合,最后再换上操作润滑剂进行正常的操作润滑,能有效延长齿轮使用寿命,保证设备的安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行。而有八十年的历史的克鲁勃润滑剂作为专业的特种润滑剂公司,更为客户提供了高质的“涂底-磨合-操作润滑”三方面符合环保要求、全透明的专用开式齿轮润滑产品及技术服务。

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