金偉進(jìn)，許兆美，李伯奎

（淮陰工學(xué)院，江蘇省先進(jìn)制造技術(shù)重點實驗室，江蘇 淮安223003）

軋機(jī)專用集成式重載減速機(jī)的潤滑系統(tǒng)是減速機(jī)設(shè)備最重要的輔助設(shè)備，它的運(yùn)行狀況直接影響重載減速機(jī)的可靠性與使用壽命[1]。因潤滑系統(tǒng)不完善導(dǎo)致軋機(jī)專用重載減速機(jī)出現(xiàn)軸承發(fā)熱甚至燒毀、齒輪點蝕及膠合斷齒等生產(chǎn)事故。

100 t十二機(jī)架重載減速機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速為54 rpm，減速比為14∶1，工作溫度不大于65℃.設(shè)備包括機(jī)體和設(shè)置在機(jī)體中的十二組減速裝置，十二組減速裝置分為上下兩層交錯設(shè)置。主要優(yōu)勢在于集多臺單獨減速機(jī)為一體，提高了安裝精度、傳動精度、輸出扭矩和傳動效率；齒輪輪齒強(qiáng)度加大，耐沖擊性能好，安全可靠性高，傳動平穩(wěn)，噪音小，使用壽命長。

理想的設(shè)計方案是潤滑系統(tǒng)會在一定的壓力下，運(yùn)輸合適的流量到達(dá)減速機(jī)的各潤滑點。在實際生產(chǎn)實踐中，經(jīng)常出現(xiàn)潤滑點處流量偏小[2]，無法形成有效的潤滑油膜，不能及時帶走減速機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量[3]等問題。由于100 t十二機(jī)架重載減速機(jī)重載沖擊負(fù)荷、沖擊次數(shù)頻繁、連續(xù)性工作的工作特點，有必要單獨設(shè)計一套潤滑系統(tǒng)。

1 減速機(jī)潤滑油的選擇

潤滑油作為潤滑系統(tǒng)的柔性部件，一旦在減速機(jī)正常工作期間變質(zhì)，必然會降低接觸面的潤滑油膜[4]，導(dǎo)致軸承齒輪間直接接觸，產(chǎn)生大量的摩擦熱量無法及時帶走，會直接引起齒輪、軸承等零部件發(fā)生斷齒、斷裂，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

減速機(jī)內(nèi)低速級齒輪的線速度是根據(jù)公式計算得到的：

式中，元素分別是軋輥的最小直徑D，十二機(jī)架重載減速機(jī)最大齒輪直徑d大以及軋機(jī)最大速度V軋.

根據(jù)得到的十二機(jī)架重載減速機(jī)低速級齒輪的線速度，且設(shè)備工作溫度不大于65℃，由機(jī)械設(shè)計手冊、工程師手冊中的潤滑油粘度等級的選擇列表與齒輪油種類的選擇表可以確定該減速機(jī)最終選擇合適的潤滑油牌號。

2 潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

不同種類的減速機(jī)有多種潤滑方式，十二機(jī)架重載減速機(jī)采用稀油潤滑[5]，由于替代了目前軋機(jī)配套的7臺與5臺兩組共12臺單獨的二級傳動齒輪減速機(jī)組合，噸數(shù)較大，軸承數(shù)、齒輪數(shù)較多，決定采用稀油內(nèi)部循環(huán)與外部循環(huán)結(jié)合潤滑方式來滿足設(shè)備的潤滑需求，如圖1、圖2所示。

圖1 潤滑系統(tǒng)側(cè)視圖

圖2 正視圖部分示意圖

本減速機(jī)的潤滑系統(tǒng)稀油內(nèi)部循環(huán)選擇飛濺潤滑[6]方式，通過浸在油液中齒輪的旋轉(zhuǎn)，利用離心力將潤滑油甩到需要潤滑的齒輪副和軸承上，形成潤滑膜。為了預(yù)防由于十二機(jī)架重載減速機(jī)軸承層數(shù)太高，齒輪旋轉(zhuǎn)離心力不足以將潤滑油帶至上部軸承的情況發(fā)生，設(shè)計了三層油池，除了常規(guī)的底部油池外，在上下兩層機(jī)架也設(shè)置了油池，如圖3所示。

圖3 上下兩層軸承油池部分示意圖

如圖2所示，利用油泵將潤滑油打入主進(jìn)油管，通過連接到各軸承上、下方的噴油管將潤滑油噴射到齒輪和軸承表面，進(jìn)一步加強(qiáng)潤滑效果，同時充分的潤滑油可以帶走由于設(shè)備正常運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量，起到較強(qiáng)的冷卻的作用。

設(shè)備投入實際生產(chǎn)后，由于新設(shè)計的潤滑系統(tǒng)有效工作，保證了設(shè)備整體工作油溫不大于65℃，遠(yuǎn)低于80℃的極限要求；設(shè)備工作噪音小于80 dB（A），工作壽命達(dá)到20 000 h，相關(guān)性能遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品；由于齒輪、軸承潤滑油流量不足導(dǎo)致的故障發(fā)生概率減少了80%，基本不會發(fā)生由于潤滑不完善導(dǎo)致軸承發(fā)熱甚至燒毀、齒輪點蝕及膠合斷齒等事故，從根本上解決了問題，為公司帶來了數(shù)千萬的銷售利潤及重載減速機(jī)行業(yè)更大的市場份額。

圖4 十二機(jī)架重載減速機(jī)潤滑系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品圖

3 潤滑系統(tǒng)合理油量分配

在十二機(jī)架重載減速機(jī)特定供油壓力下，實現(xiàn)齒輪和軸承潤滑油流量的合理分配，滿足齒輪和軸承供油點油量，需要選擇適用于實際情況的噴油管噴嘴型號、軸承潤滑節(jié)流套。

噴嘴型號和齒輪嚙合處應(yīng)布置的噴嘴個數(shù)根據(jù)減速機(jī)最大齒輪齒寬、噴嘴輸入壓力與齒輪潤滑油量進(jìn)行選擇[7]，使?jié)櫥驮邶X輪嚙合面形成均勻的連續(xù)油膜。根據(jù)軸承潤滑的油量與輸入壓力，設(shè)計合適尺寸的軸承節(jié)流套[8]，使得同樣的輸入壓力下達(dá)到軸承需要的潤滑油量。

4 結(jié)束語

潤滑系統(tǒng)在十二機(jī)架重載減速機(jī)整體設(shè)備來看，雖然只是一個輔助系統(tǒng)，但是其能否正常發(fā)揮作用直接影響整個設(shè)備的可靠性及使用壽命。選擇適合的潤滑油牌號、潤滑元件、確定流量的合理分配，設(shè)計出合理的潤滑系統(tǒng)，同時定期檢測潤滑系統(tǒng)、更換潤滑油，從而保證減速機(jī)中齒輪及軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。