張 軍 張 歡 王 妍

（西安奧奈特固體潤滑工程學研究有限公司 西安）

一、傳統(tǒng)潤滑方式存在的問題

煤礦綜采設(shè)備受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)潤滑方式的影響，運行消耗巨大。煤炭機械的工作環(huán)境粉塵濃度高、空間狹小、負載大、連續(xù)工作時間長、機械協(xié)作連動復雜，日常的有效維護和高效可靠的潤滑很難完全實現(xiàn)。綜采設(shè)備的關(guān)鍵組件均由多個構(gòu)件裝配而成，采用干油或稀油潤滑模式，雖使用許多先進的密封技術(shù)和不同的潤滑方式，以期能實現(xiàn)組件潤滑周期與設(shè)備大修周期同步，但在實際生產(chǎn)中，設(shè)備往往因安裝工藝、操作方法、潤滑油的滲漏、材料應(yīng)用和潤滑劑不能滿足設(shè)備連續(xù)工作的要求，造成組件偏心引起嚴重磨損或連鎖性破壞而被迫停機檢修。所以，煤礦綜采設(shè)備的潤滑方式和工藝的可靠性直接關(guān)系到設(shè)備的正常運行和綜合成本。

目前的煤礦綜采設(shè)備，解決組件中潤滑油泄漏、保證潤滑有效的辦法只有不斷地更換新的密封材料、加入新潤滑油和較頻繁的更換配件。這種辦法不能長效保證設(shè)備的運行和節(jié)約資源的要求。機械運行的沖擊荷載、振動，環(huán)境條件，牽伸拽拉力和設(shè)備運行中的熱漲力，機件對偶結(jié)合運動中應(yīng)力的變化均能使裝配面產(chǎn)生間隙，導致刮板機鏈輪軸組、滾筒托輪和輥圈、減速器、大型軸承箱、皮帶運輸機軸承、皮帶托輪軸承等部位的潤滑油泄漏或迅速失效。傳統(tǒng)的脂潤滑物質(zhì)在50℃以上、水、粉塵的環(huán)境中，開始油皂分離、機油變稀而使?jié)櫥湍すδ芙档?，脂中的潤滑油迅速流失，存留設(shè)備軸承、齒輪表面的皂體無法滿足潤滑要求，相應(yīng)的機械偶件得不到有效潤滑。因此，只有尋求新的潤滑方法和技術(shù)，導入復合固體潤滑概念，才能延長機械壽命、徹底杜絕機械組件泄漏、潤滑失效問題和遇水流失、粉塵條件、高溫條件、沖擊荷載條件下配件磨損加劇的發(fā)生。提高設(shè)備的運行效率，降低綜合成本，節(jié)約設(shè)備制造資源，治理環(huán)境污染。

二、傳統(tǒng)潤滑與復合固體潤滑機理

1.傳統(tǒng)潤滑

傳統(tǒng)潤滑條件下，機械摩擦界面在運行過程中，依靠非摩擦時摩擦面附著潤滑油后摩擦產(chǎn)生的油膜達到潤滑的目的。這種潤滑方式只能解決機械傳動部位動力傳遞時摩擦面初始接觸時的臨界負荷問題，隨著機械運行環(huán)境各項條件的變化，傳統(tǒng)潤滑方法和潤滑介質(zhì)均不能使摩擦面最大程度減少磨損，潤滑的有效期也不能成倍延長，摩擦發(fā)生時存留界面上的潤滑劑存量無法得到保證。

傳統(tǒng)的潤滑材料和工藝，是在油膜潤滑原理的基礎(chǔ)上發(fā)展和形成的。機械運動過程中，當摩擦發(fā)生時，機械接觸表面形成油膜，摩擦結(jié)束時，油膜則消逝。油膜的潤滑性能受到潤滑油的制備工藝、材料、添加劑、溫度、轉(zhuǎn)速、黏著度、環(huán)境的影響，尤其是在設(shè)備運行中沖擊荷載發(fā)生時、磨屑產(chǎn)生時、溫度＞60℃時、可飛揚灰塵進入時、環(huán)境濕度過大時、有水或其他物質(zhì)進入時、停機或再啟動時的油膜均會被破壞。傳統(tǒng)的潤滑方式是一種相對不完全潤滑方式。

2.復合固體潤滑

復合固體潤滑——潛伏式潤滑方法，根據(jù)機械摩擦配合面的機械運動形式，在摩擦配合偶件的相對靜止或速度較低的一個面上，設(shè)計配置陣列式、星空式孔群或矩形溝槽，使摩擦面在機械運動時界面之間存留大量的潤滑劑，以期達到界面之間不管在任何環(huán)境條件下都有足夠的潤滑劑存量，最大程度的保證了潤滑有效，同時在沖擊荷載發(fā)生時，潛伏在界面之間凹陷結(jié)構(gòu)中的潤滑劑被氣流帶出，從而保證摩擦面之間不直接接觸，最大程度減少了偶件磨損，固體潤滑劑潤滑原理見圖1，更重要的是復合固體潤滑劑的配合使用，杜絕了摩擦面之間的金屬摩擦，保證了潤滑效果的成倍提高，復合固體潤滑劑潤滑原理見圖2。

復合固體潤滑工程技術(shù)被應(yīng)用于煤礦綜采設(shè)備的傳動摩擦件時，具有特殊功能的復合固體潤滑劑在摩擦面發(fā)生摩擦瞬間產(chǎn)生復合固體潤滑膜，該復合固體潤滑膜以多層復合物質(zhì)形態(tài)，先后形成的油膜、復合膜、復合金屬膜、金屬膜同時發(fā)揮協(xié)同作用，較長時間的存留于摩擦面偶件表面上。摩擦面瞬間產(chǎn)生的剪切力和壓強不會破壞存留在摩擦面上的復合固體潤滑膜，從而阻斷了對偶面的直接接觸，保證摩擦面在承受最大壓強時的潤滑有效，以期達到減少磨損、節(jié)約資源、提高資源利用率的目的。所以，復合固體潤滑方式是一種相對完全的機械潤滑方式。

圖1 固體潤滑劑潤滑原理示意圖

圖2 復合固體潤滑劑潤滑原理示意圖

三、GR技術(shù)在煤礦綜采設(shè)備中的應(yīng)用

復合固體潤滑工程技術(shù)系列產(chǎn)品有別于傳統(tǒng)產(chǎn)品，其特點是集材料設(shè)計、機械設(shè)計及工藝設(shè)計的綜合技術(shù)研究，針對煤礦綜采設(shè)備，研究設(shè)計了以下幾項針對磨損關(guān)鍵部位減少摩擦的GR產(chǎn)品解決方案：

（1）GR液壓立柱。井下支護系統(tǒng)配置超強耐腐蝕、耐磨損液壓立柱，利用先進的激光制造技術(shù)，把帶有自潤滑、超強耐腐蝕性的合金粉末熔覆于油缸表面，使用壽命是傳統(tǒng)油缸的3～5倍。

（2）超耐磨GR溜槽。針對刮板輸送機，在溜槽表面熔敷超硬質(zhì)合金、金屬基自潤滑復合合金強化曾，增強溜槽耐磨損的能力，使用壽命延長3倍以上。

（3）GR刮板機鏈輪軸組。針對刮板輸送機鏈輪軸組，應(yīng)用復合固體潤滑潛伏式潤滑技術(shù)，配合鏈輪軸組專用復合固體潤滑劑，使用壽命超過進口產(chǎn)品。

（4）減速機專用GR復合固體潤滑劑和伴侶。針對減速機的漏油、頻繁檢修、油耗嚴重、齒輪軸承異常磨損現(xiàn)象，設(shè)計防塵、止漏和自密封的新型復合固體潤滑劑、潤滑伴侶，一次加入，3～5年有效。

（5）GR采煤機截齒組件。針對采煤機，設(shè)計復合固體潤滑截齒組件，該截齒組件應(yīng)用潛伏式潤滑技術(shù)，裝機前分別在截齒把，齒靴上涂抹專用的復合固體潤滑劑，使用壽命是傳統(tǒng)截齒的3倍以上。

（6）GR復合固體潤滑皮帶機托輥。超強托輥專用復合固體潤滑劑替代原有傳統(tǒng)潤滑劑，保證托輥潤滑終身有效。同時設(shè)計輕型托輥復合結(jié)構(gòu)的GR可拆裝耐磨體，實現(xiàn)耐磨、輕量化、循環(huán)利用、節(jié)電、減少皮帶磨損。

（7）綜采設(shè)備GR銷套。針對加油困難、磨損量大部位設(shè)計的潛伏式復合固體潤滑布氏軸承和所有滑動配合關(guān)節(jié)。

四、復合固體潤滑技術(shù)應(yīng)用的預期效果

使用新型固體潤滑技術(shù)，摩擦副表面會形成牢固的固體潤滑膜，刮板機鏈輪軸組、減速器實現(xiàn)零滲漏，主軸壽命延長至18個月以上。潤滑劑使用量只是原來的1/10，摩擦副的磨損量只是原來的1/6。減速器齒輪應(yīng)用新型固體潤滑技術(shù)后，振動明顯降低，運行溫度也會大幅降低，延長檢修周期，降低設(shè)備維護成本，提高作業(yè)效率，并可創(chuàng)建設(shè)備管理新制度、制定和推廣機械養(yǎng)護新標準，達到降本增效的經(jīng)營目標，使企業(yè)更具競爭力。