機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑探究

楊程杰

（國(guó)能黃驊港務(wù)公司，河北滄州 061000）

現(xiàn)階段，在生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中都需要依靠齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，齒輪在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，可能受到摩擦等多種因素的影響，導(dǎo)致齒輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到限制，無(wú)法正常工作。為了保證齒輪的有效傳動(dòng)，相關(guān)工作人員需要結(jié)合齒輪傳動(dòng)的方式以及齒輪傳動(dòng)的具體要求，重點(diǎn)分析出現(xiàn)齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑故障的根本原因，并采取有效的優(yōu)化措施，提升齒輪的潤(rùn)滑效果，進(jìn)而保證齒輪正常傳動(dòng)，使得機(jī)械設(shè)備可以高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑

1.1 齒輪傳動(dòng)方式

齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中是利用兩個(gè)齒輪進(jìn)行咬合動(dòng)力的傳遞、動(dòng)力的傳遞以及機(jī)械傳動(dòng)。機(jī)械設(shè)備中的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)效率較高，使用壽命較長(zhǎng)，因此應(yīng)用范圍較為廣泛。根據(jù)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際使用情況，齒輪傳動(dòng)的分類方式較多。①根據(jù)齒輪軸線的位置可以將齒輪傳動(dòng)劃分為平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)、相交軸圓錐齒輪傳動(dòng)以及交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動(dòng)等；②不同的齒輪需要不同的工作條件，在傳動(dòng)過(guò)程中主要分成開(kāi)式傳動(dòng)、半開(kāi)式傳動(dòng)以及閉式傳動(dòng)；③根據(jù)不同機(jī)械設(shè)備的作業(yè)要求，在齒輪的硬度方面存在明顯的差異，可以根據(jù)齒輪的硬度將齒輪傳動(dòng)劃分為硬齒面齒輪和軟齒面齒輪。

齒輪在傳動(dòng)的過(guò)程中，穩(wěn)定性較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊密可靠，對(duì)于提升機(jī)械設(shè)備的使用效率具有積極作用，但由于在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，齒輪會(huì)受到摩擦以及環(huán)境因素的影響，往往需要在一定潤(rùn)滑條件下才可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)于工作條件的要求較高。

1.2 齒輪傳動(dòng)要求

齒輪的傳動(dòng)需要可靠的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)來(lái)維持運(yùn)行，齒輪在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的噪音，傳動(dòng)的功率較大，使得機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率較高。因此在實(shí)際生產(chǎn)工作過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制齒輪傳動(dòng)的環(huán)境，并做好齒輪的潤(rùn)滑工作，相關(guān)工作人員應(yīng)該避免在灰塵較多的地方運(yùn)行齒輪，同時(shí)需要合理設(shè)置兩軸之間的距離，避免兩軸之間距離較遠(yuǎn)，影響齒輪的正常傳動(dòng)。

1.3 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式

針對(duì)齒輪潤(rùn)滑作業(yè)，可以使用噴油潤(rùn)滑、浸油潤(rùn)滑、干油噴霧潤(rùn)滑以及油霧潤(rùn)滑等方式。噴油潤(rùn)滑是利用油泵進(jìn)行壓力供油的方式，可以使用噴嘴將潤(rùn)滑油直接噴射到齒輪的齒面上。在進(jìn)行噴油潤(rùn)滑的過(guò)程中，工作人員需要將噴嘴設(shè)置在齒輪突出的一側(cè)，該種方式可以使得潤(rùn)滑油快速冷卻，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪的潤(rùn)滑；浸油潤(rùn)滑是指將較大的齒輪直接浸入到油池中，齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中，潤(rùn)滑油會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在齒輪的齒面上，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往是通過(guò)多級(jí)的齒輪傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)齒輪結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑；干油噴霧潤(rùn)滑方式主要是針對(duì)大型的齒輪，一些開(kāi)式齒輪在潤(rùn)滑過(guò)程中往往使用該種方式，潤(rùn)滑效果較為良好；油霧潤(rùn)滑主要被應(yīng)用在對(duì)于齒輪傳動(dòng)精確度要求較高的機(jī)械設(shè)備中，由于齒輪傳動(dòng)的功率相比之下較小，可以對(duì)齒輪的齒面進(jìn)行有效的潤(rùn)滑。

2 機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑故障

2.1 運(yùn)轉(zhuǎn)不靈

機(jī)械設(shè)備的齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)部分傳動(dòng)部件出現(xiàn)故障，無(wú)法正常傳動(dòng)。傳動(dòng)件被卡住時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻或無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。一旦齒輪傳動(dòng)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈，機(jī)械設(shè)備不僅會(huì)無(wú)法正常運(yùn)行同時(shí)可能出現(xiàn)負(fù)荷較高，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)損耗大量的能量。

2.2 噪聲污染

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，通常會(huì)伴隨著較大的噪聲污染。若齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)漲幅過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備在啟動(dòng)之后出現(xiàn)顫動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲污染加重，出現(xiàn)該種問(wèn)題的主要原因是機(jī)械設(shè)備中的齒輪傳動(dòng)不斷摩擦，進(jìn)而影響機(jī)械設(shè)備的整體穩(wěn)定性。機(jī)械設(shè)備的使用過(guò)程中，噪聲污染無(wú)法避免，但是加強(qiáng)對(duì)齒輪齒面的潤(rùn)滑，可以有效緩解機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)顫抖，進(jìn)而減少對(duì)周圍環(huán)境的噪聲污染。

2.3 溫度過(guò)高

如果齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的摩擦較大，可能會(huì)導(dǎo)致齒輪結(jié)構(gòu)溫度過(guò)高，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體出現(xiàn)變形，影響機(jī)械設(shè)備的正常使用。如減速機(jī)相關(guān)部件在長(zhǎng)時(shí)間工作后，會(huì)導(dǎo)致箱體中的油溫上升，同時(shí)伴隨著冒煙、漏油的現(xiàn)象。機(jī)器人設(shè)備的箱體溫度過(guò)高，一些零部件可能因?yàn)闇囟壬仙龑?dǎo)致形變，使得齒輪傳動(dòng)的精準(zhǔn)度下降，還有可能出現(xiàn)異常損壞。對(duì)于相關(guān)零部件而言，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度下降，造成零部件的破壞。

2.4 齒面失效

齒輪傳動(dòng)的齒面失效是指齒輪結(jié)構(gòu)中的齒輪副以及相關(guān)零件，齒合面之間的油膜出現(xiàn)破裂，導(dǎo)致齒輪的齒面無(wú)法進(jìn)行傳動(dòng)。機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，各部分零件都有可能出現(xiàn)損壞的情況，而齒輪的相關(guān)部件是出現(xiàn)損壞概率較高的部分。如果機(jī)械設(shè)備所處的工作環(huán)境無(wú)法滿足齒輪結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致齒合面之間無(wú)法形成良好的油膜，即使是形成油膜也可能在短時(shí)間之內(nèi)出現(xiàn)破裂。由此，齒輪副、渦輪副、軸承表面就會(huì)出點(diǎn)蝕、膠合、塑性形變、嚴(yán)重磨損、沖擊斷裂熔焊等齒面失效形式，使機(jī)械設(shè)備不能正常工作[1]。

3 機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑故障原因

機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑故障的原因較多，不僅包括機(jī)械設(shè)備本身的設(shè)計(jì)存在不合理之處，同時(shí)機(jī)械設(shè)備各種材料的選擇以及工作環(huán)境的影響都有可能導(dǎo)致設(shè)備齒輪傳動(dòng)出現(xiàn)故障，而造成故障的主要原因往往是由多種因素共同導(dǎo)致。因此，相關(guān)工作人員需要結(jié)合機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而有效判斷機(jī)械設(shè)備的故障原因。在機(jī)械設(shè)備所有可能存在的故障中，齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑故障更容易出現(xiàn)。機(jī)械設(shè)備中的齒輪結(jié)構(gòu)多是由相關(guān)金屬零部件構(gòu)成，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，齒輪結(jié)構(gòu)一定會(huì)發(fā)生大量的摩擦碰撞，由于摩擦?xí)a(chǎn)生熱能，一些熱量無(wú)法及時(shí)排出會(huì)導(dǎo)致金屬零部件的腐蝕速度加快，進(jìn)而影響到機(jī)械設(shè)使用壽命。所以需要在齒輪結(jié)構(gòu)傳動(dòng)的過(guò)程，減少相關(guān)零部件的摩擦，需要對(duì)齒輪的齒面進(jìn)行潤(rùn)滑。而在潤(rùn)滑過(guò)程中，潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑方式、注意事項(xiàng)以及相關(guān)工作人員的專業(yè)能力都直接影響到齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑效果，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。一些工作人由于缺乏工作經(jīng)驗(yàn)，所選擇的潤(rùn)滑方式不適合機(jī)械設(shè)備的齒輪結(jié)構(gòu)，同時(shí)未能準(zhǔn)確掌握潤(rùn)滑要點(diǎn)，導(dǎo)致齒輪結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑效果不佳，可能會(huì)出潤(rùn)滑故障，進(jìn)而影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 優(yōu)化機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑措施

為了對(duì)機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑工作的進(jìn)一步優(yōu)化，企業(yè)需要充分意識(shí)到齒輪結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑工作的重要性，并對(duì)潤(rùn)滑工作進(jìn)行全面的監(jiān)督管理。可以從機(jī)械設(shè)備的整體運(yùn)行情況進(jìn)行分析，積極探索出現(xiàn)齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑問(wèn)題的根本原因，并采取有效的預(yù)防措施，加強(qiáng)對(duì)潤(rùn)滑技術(shù)的研究與應(yīng)用，對(duì)于齒輪傳動(dòng)過(guò)程中重要零部件采取高度重視。在進(jìn)行齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑工作中，其核心內(nèi)容是保證齒合面之間可以處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，在齒輪結(jié)構(gòu)中建立動(dòng)壓油膜，可以提升機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率，進(jìn)而可以提升生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。除了加強(qiáng)對(duì)潤(rùn)滑工作的監(jiān)管，相關(guān)企業(yè)還需要針對(duì)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，在齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要積極轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理念，加強(qiáng)對(duì)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及潤(rùn)滑工作的創(chuàng)新，積極應(yīng)用國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和理念，結(jié)合機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，形成適合機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的工藝流程[2]。

4.1 加強(qiáng)自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)的研究與應(yīng)用

現(xiàn)階段，自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑的主要發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用可以有效緩解相關(guān)工作人員的工作壓力，提高工作效率，減少物料損失，保證潤(rùn)滑效果，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，相關(guān)企業(yè)需要結(jié)合企業(yè)自身發(fā)展情況，適當(dāng)提升對(duì)技術(shù)研發(fā)的資金投入，例如，門機(jī)（圖1）開(kāi)式齒輪是門機(jī)的核心承載部件，潤(rùn)滑效果直接影響門機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和使用壽命。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外門機(jī)開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑方式是利用潤(rùn)滑脂進(jìn)行人工涂抹，該種涂抹方式施工效率低，一些工作人員無(wú)法控制涂抹量導(dǎo)致涂抹不均勻，給油量不統(tǒng)一，可能會(huì)造成潤(rùn)滑材料損耗浪費(fèi)。由于人工進(jìn)行手工作業(yè)的方式會(huì)導(dǎo)致門機(jī)開(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑效果因人而異，企業(yè)在實(shí)施監(jiān)督管理過(guò)程中存在較大的難度。另外，由于該項(xiàng)工作屬于高空作業(yè)，會(huì)導(dǎo)致工作人員的工作強(qiáng)度較大，同時(shí)存在一定的安全隱患。因此需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)齒輪潤(rùn)滑的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化。并且將設(shè)備運(yùn)行、潤(rùn)滑工況能自動(dòng)傳輸給管理者，隨時(shí)查看門機(jī)開(kāi)式齒輪的潤(rùn)滑狀態(tài)，需要重點(diǎn)研發(fā)適于高黏性固態(tài)潤(rùn)滑材料給油的機(jī)械裝置，以此替代人工手工涂抹施工，可以利用無(wú)線傳感技術(shù)、短距離無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)門機(jī)潤(rùn)滑、運(yùn)行工況信息的交換，建立有效的人機(jī)交互頁(yè)面。

圖1 門機(jī)作業(yè)圖

推動(dòng)自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，可以有效提升機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理水平，可大大節(jié)省人工操作、相關(guān)工作人員的工作成本，對(duì)于提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有積極作用，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要建立統(tǒng)一的潤(rùn)滑標(biāo)準(zhǔn)，不僅可以提高潤(rùn)滑效率減少齒輪潤(rùn)滑故障發(fā)生，同時(shí)可以減少材料的消耗。

4.2 優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)

在對(duì)齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要結(jié)合機(jī)械設(shè)備的實(shí)際工作環(huán)境以及運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，尤其是一些重要零部件的參數(shù)設(shè)計(jì)、相關(guān)材料的選擇和潤(rùn)滑裝置的設(shè)計(jì)，都需要結(jié)合機(jī)械設(shè)備的實(shí)際工作環(huán)境，保證智能結(jié)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)符合機(jī)械設(shè)備的工作需求，盡量保證齒輪結(jié)構(gòu)處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)中。針對(duì)一些特殊的機(jī)械設(shè)備，則需要開(kāi)展針對(duì)性的專業(yè)設(shè)計(jì)，避免因機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)問(wèn)題導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑故障[3]。

4.3 加強(qiáng)對(duì)設(shè)備、材料采購(gòu)環(huán)節(jié)的管控

①在選擇機(jī)械設(shè)備原材料的過(guò)程中，需要結(jié)合機(jī)械設(shè)備各零件的加工精度以及運(yùn)轉(zhuǎn)方案，同時(shí)需要保證齒輪結(jié)構(gòu)原材料可以滿足潤(rùn)滑條件，進(jìn)而保障在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，工作人員可以有效開(kāi)展?jié)櫥ぷ鳎虎跈C(jī)械設(shè)備和相關(guān)材料的選擇需要針對(duì)供應(yīng)商的信譽(yù)和資質(zhì)進(jìn)行檢查，堅(jiān)決避免為了提高經(jīng)濟(jì)收益選擇質(zhì)量不合格的相關(guān)設(shè)備和材料。同時(shí)，在使用機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，工作人員應(yīng)該嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)備的使用方法，并針對(duì)齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。企業(yè)需要組建管理小組，對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行定期檢查，并監(jiān)督工作人員的操作流程。

4.4 加強(qiáng)設(shè)備制造管理

在針對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行制造管理的過(guò)程中，工作人員需要針對(duì)原材料和相關(guān)零部件進(jìn)行嚴(yán)格的管理。同時(shí)，企業(yè)需要提前根據(jù)機(jī)械設(shè)備的使用情況以及施工作業(yè)的方案分析可能存在的齒輪運(yùn)行故障，并針對(duì)每一種故障制定有效的應(yīng)對(duì)措施。管理人員需要做好與一線施工作業(yè)人員的技術(shù)交底工作，嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和使用要求進(jìn)行相關(guān)作業(yè)的開(kāi)展[4]。

4.5 制定機(jī)械設(shè)備故障檢修方案

企業(yè)內(nèi)部需要結(jié)合現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)備的使用情況，制定機(jī)械設(shè)備故障檢修方案，并組建檢修小組定期針對(duì)機(jī)械設(shè)備的使用情況進(jìn)行質(zhì)量檢查，重點(diǎn)針對(duì)齒輪結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，保證齒輪傳動(dòng)可以在穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行。同時(shí)企業(yè)需要重點(diǎn)加強(qiáng)相關(guān)工作人員的專業(yè)能力，針對(duì)機(jī)械設(shè)備的操作人員，企業(yè)可以通過(guò)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)等方式提升操作人員的個(gè)人能力和專業(yè)素養(yǎng)，要求機(jī)械設(shè)備操作人員持證上崗。而對(duì)于相關(guān)管理人員需要進(jìn)行相關(guān)專業(yè)知識(shí)以及管理能力的培訓(xùn)，要求管理人員嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)備的檢修開(kāi)展相關(guān)監(jiān)督工作，重點(diǎn)針對(duì)操作人員的作業(yè)行為進(jìn)行檢查，進(jìn)而保證機(jī)械設(shè)備的齒輪結(jié)構(gòu)可以正常傳動(dòng)運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

齒輪傳動(dòng)是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，企業(yè)需要正確意識(shí)到齒輪潤(rùn)滑工作的重要性，針對(duì)齒輪結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)采取有效的潤(rùn)滑方式，并加強(qiáng)自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備以及齒輪結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)的監(jiān)督與管理，制定完善的機(jī)械設(shè)備故障檢修方案，以此保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。