本刊記者 沈 穎

1 齒輪傳動(dòng)

齒輪傳動(dòng)是 機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬(wàn)千瓦，圓周速度可達(dá)150m/s（最高達(dá)300m/s），直徑能做到10m以上。

齒輪傳動(dòng)分為三種，即開(kāi)式，半開(kāi)式和閉式。齒輪傳動(dòng)沒(méi)有防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外面，這叫開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。這種傳動(dòng)不僅外界雜物極易侵入，而且潤(rùn)滑不良，因此工作條件不好，輪齒也容易磨損，故只宜用于低速傳動(dòng)。當(dāng)齒輪傳動(dòng)裝有簡(jiǎn)單的防護(hù)罩，有時(shí)還把大齒輪部分浸入油池中，則稱(chēng)為半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。它的工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤(rùn)滑條件也不算最好。而汽車(chē)、 機(jī)床、航空 發(fā)動(dòng)機(jī)等所用的齒輪傳動(dòng)，都是裝在經(jīng)過(guò)精確加工而且封閉嚴(yán)密的箱體（機(jī)匣）內(nèi)，這稱(chēng)為閉式齒輪傳動(dòng)（齒輪箱）。它與開(kāi)式或半開(kāi)式的相比，潤(rùn)滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要的場(chǎng)合。但由于開(kāi)式傳動(dòng)方式具備傳送巨大力矩的優(yōu)勢(shì)，因此多為大型水泥設(shè)備所采用，如球磨機(jī)、管磨機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等。當(dāng)然較大的力矩傳送勢(shì)必使齒圈承受較高應(yīng)力，為保證設(shè)備正常的工作，對(duì)使用單位而言，潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑劑用量以及潤(rùn)滑方式的選擇是極其重要的。

開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中易落入灰塵、屑等外部介質(zhì)而造成潤(rùn)滑油污染，齒輪易于產(chǎn)生磨料磨損。當(dāng)對(duì)開(kāi)式齒輪給以覆蓋時(shí)，在相同的工作條件下，開(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑要求與閉式齒輪相同。

開(kāi)式齒輪傳動(dòng)通常使用高粘度油、瀝青質(zhì)潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑脂，并在比較低的速度下能有效工作?，F(xiàn)有三個(gè)檔次的分類(lèi)，即普通開(kāi)式齒輪油（CKH）、極壓開(kāi)式齒輪油（CKJ）及溶劑稀釋型開(kāi)式齒輪油（CKM）。

2 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)設(shè)備易出現(xiàn)的問(wèn)題

水泥行業(yè)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的大型設(shè)備,一般都長(zhǎng)期處于高溫、重負(fù)荷、潮濕、多塵的苛刻環(huán)境下,設(shè)備比較龐大且投資較高,因此維修費(fèi)用高,停機(jī)損失大,對(duì)潤(rùn)滑油品的要求也特別高。如果潤(rùn)滑不當(dāng)，設(shè)備表面會(huì)出現(xiàn)不同程度的損傷，主要表現(xiàn)在過(guò)度磨損、擦傷、膠合、點(diǎn)蝕、塑性變形等，繼而導(dǎo)致齒面金屬材料遺失，改變齒輪幾何尺寸，嚴(yán)重影響齒輪副的使用壽命，降低設(shè)備連續(xù)運(yùn)行，對(duì)生產(chǎn)造成影響。

過(guò)度磨損：是指由于長(zhǎng)期使用性能與工況條件不符的潤(rùn)滑劑，由于潤(rùn)滑劑本身抗磨損性能差，摩擦系數(shù)過(guò)高，大的滑動(dòng)摩擦力會(huì)使齒輪表面快速磨損，從而使齒輪副達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命，主要表現(xiàn)為齒輪表面明顯粗糙，嚴(yán)重時(shí)齒廓失去漸開(kāi)線(xiàn)形狀。

擦傷：由于齒輪表面承受過(guò)大的接觸應(yīng)力所致。潤(rùn)滑劑如果擠壓性能不足或齒面缺少足夠的潤(rùn)滑劑，導(dǎo)致潤(rùn)滑油膜不能及時(shí)建立，齒輪處于干摩擦或臨界摩擦狀態(tài)，嚙合齒面直接接觸，造成齒輪材料的移除。主要表現(xiàn)為齒面上沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)溝槽，分布在滑動(dòng)速度較快的齒頂、齒根區(qū)域。

膠合：膠合是由于齒輪承受過(guò)大的接觸應(yīng)力或較高的齒面溫度，導(dǎo)致油膜不能建立，齒面上峰谷接觸時(shí)發(fā)生局部熔焊，而后伴隨齒面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，促使節(jié)點(diǎn)發(fā)生塑性變形和破裂，導(dǎo)致齒面材料損傷或遷移。主要表現(xiàn)為相互嚙合齒面間齒面表層材料發(fā)生撕裂，形成連續(xù)的、一定面積、一定深度的凹坑，嚴(yán)重時(shí)可能覆蓋整個(gè)齒寬。

點(diǎn)蝕和剝落：點(diǎn)蝕的初期形貌變現(xiàn)為疲勞破壞。隨著裂紋擴(kuò)展、連接，最終造成齒面金屬材料脫落，形成初期點(diǎn)蝕，并可能持續(xù)發(fā)展為擴(kuò)展性點(diǎn)蝕、片蝕或剝落。點(diǎn)蝕損傷對(duì)齒輪的使用壽命有較大影響，嚴(yán)重時(shí)齒輪厚度大大減少，甚至出現(xiàn)斷齒。主要表現(xiàn)為齒面金屬材料的遺失、出現(xiàn)凹坑、且凹坑的邊緣較為尖銳。

塑性變形：塑性變形時(shí)一種卸去外部載荷后不能恢復(fù)的變形，其產(chǎn)生的主要原因是齒輪受到過(guò)大載荷沖擊所致。主要表現(xiàn)為齒輪材料在齒表上流動(dòng)，齒面上出現(xiàn)類(lèi)似山雞蛋形狀，平行于齒輪的嚙合線(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)可以延伸到整個(gè)齒寬分布。

3 潤(rùn)滑劑的要求

為避免水泥設(shè)備出現(xiàn)上述問(wèn)題，就要求潤(rùn)滑劑具備以下特點(diǎn)：

良好的粘附性能。潤(rùn)滑劑只有具備較強(qiáng)的粘附性能才不至于在工作過(guò)程中被甩落導(dǎo)致?lián)p耗，從而保證潤(rùn)滑劑具備足夠的量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的潤(rùn)滑及帶走由于齒輪間摩擦產(chǎn)生的熱量。

優(yōu)異的抗磨損性和抗擠壓性。由于該類(lèi)型的傳動(dòng)裝置需要傳遞較大的力矩，這就要求潤(rùn)滑劑本身具備FZG測(cè)試級(jí)別12，四球燒結(jié)負(fù)荷800kg，只有具備上述技術(shù)要求才不至于潤(rùn)滑劑從齒輪副間被擠出或潤(rùn)滑性能失效。

應(yīng)采用 含有一定比例的固體添加劑和一定量的擠壓抗磨添加劑，以滿(mǎn)足由于邊界潤(rùn)滑和緊急潤(rùn)滑的要求。固體添加劑和擠壓抗磨添加劑的加入有助于潤(rùn)滑劑性能最大的發(fā)揮，但不當(dāng)?shù)募尤霑?huì)對(duì)基礎(chǔ)用油產(chǎn)生負(fù)面影響，對(duì)潤(rùn)滑劑的初始粘度和流動(dòng)性等存在抑制作用。

應(yīng)具備良好的油膜強(qiáng)度。由于設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，尤其熱工設(shè)備，比如水泥設(shè)備回轉(zhuǎn)窯受具體操作條件和環(huán)境因素影響較大，齒輪副間產(chǎn)生交變應(yīng)力和沖擊負(fù)荷的情況是經(jīng)常性的，最大限度減弱這些沖擊對(duì)嚙合面的影響是選擇合適潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)。

由于開(kāi)式齒輪油一般粘度較大，不利于更換，因此要求潤(rùn)滑劑使用條件或使用溫度應(yīng)用范圍較廣，避免因季節(jié)的變換產(chǎn)生環(huán)境溫度的變化而變質(zhì)或失效，這就要求潤(rùn)滑劑中添加適當(dāng)?shù)姆栏瘎?，?duì)于使用噴灑或油池潤(rùn)滑的系統(tǒng)，要求潤(rùn)滑劑具有合理的流動(dòng)性。

3.1 潤(rùn)滑油的選擇

在決定開(kāi)式齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑油時(shí)，應(yīng)考慮下列因素：

(1) 封閉程度；

(2) 圓周速度；

(3）齒輪直徑尺寸；

(4）環(huán)境；

(5）潤(rùn)滑油的使用方法；

(6）齒輪的可接近性。

開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方法一般是全損耗型的，而任何全損耗型潤(rùn)滑系統(tǒng)，最終在其齒輪表面只有薄層覆蓋膜，它們常處在邊界潤(rùn)滑條件下，因?yàn)楫?dāng)新油或脂補(bǔ)充到齒面時(shí)，由于齒面壓力、齒輪回轉(zhuǎn)時(shí)離心力等的綜合作用，只能在齒面上留下一層薄油膜，加上考慮齒輪磨合作用，因此潤(rùn)滑油必須具備高粘度或高稠度和較強(qiáng)的粘附性，以確保有一層連續(xù)的油膜保持在齒輪表面上。

3.2 潤(rùn)滑脂的選擇

最通用類(lèi)型的開(kāi)式齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑脂是一種像焦油瀝青那樣具有黑色、膠粘的極重石油殘?jiān)牧?，這種材料對(duì)齒輪起保護(hù)作用，要使用它們，必須加熱軟化?，F(xiàn)在一般是通過(guò)供油者加一種溶劑，使它們變成一種液體，這種溶劑是一種揮發(fā)性無(wú)毒的碳?xì)浠衔铮褂脮r(shí)直涂上或噴上，當(dāng)其溶劑揮發(fā)后，有一層塑性的類(lèi)似橡膠膜覆蓋在齒面上，以達(dá)到阻止磨損、灰塵和水的損害，最終達(dá)到保護(hù)齒輪的目的。某些類(lèi)型的開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑劑要加入極壓抗磨添加劑，當(dāng)它們與大氣接觸后，就能較稠而牢固地附著在齒輪表面，以阻止灰塵的沉積和水的侵蝕。在考慮潤(rùn)滑方式時(shí)，應(yīng)該知道：循環(huán)油比周期性加油對(duì)齒輪潤(rùn)滑更有效和方便。對(duì)于小開(kāi)式齒輪和齒輪輪系可使用比較軟的潤(rùn)滑脂。

基礎(chǔ)油和添加劑對(duì)潤(rùn)滑脂配方至關(guān)重要。殼牌公司特別指出，潤(rùn)滑脂增稠劑是潤(rùn)滑脂的重要成分，并影響潤(rùn)滑脂的質(zhì)量。在大多數(shù)國(guó)家，鋰基或復(fù)合鋰基增稠劑用于大多數(shù)設(shè)備（80%左右），這些潤(rùn)滑脂提供出色的抗水性、卓越的機(jī)械穩(wěn)定性、抗腐蝕性和高低溫條件下保持觸變性（充分的粘性）。對(duì)于高度專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用，比如開(kāi)式齒輪，像皂土或復(fù)合鋁基增稠劑可以用于實(shí)現(xiàn)固有的耐溫性和負(fù)荷能力。