合成润滑剂在水泥制造企业大型减速机中的应用

　　大型减速机是水泥制造工艺过程中的关键设备，它具有低速、重载和高运转率的特性。同时，连续作业的水泥生产要求大型减速机不仅应具有足够的功率输出，而且还应具备可靠的连续运行的性能。大型减速机常见的失效形式主要有齿面点蚀、磨损、断齿、轴承损坏和泄漏等，其中又以齿面点蚀、磨损和轴承率先失效和泄漏占大多数，造成这一状况很多情况下与减速机润滑及其润滑管理有关。正确地选用润滑油和加强润滑管理，可以最大限度地减少齿面的磨损，延长减速机的使用寿命并提高运转效率。 

　　在减速机中几组相互啮合运转的齿轮，其啮合时间非常短，两齿面相对滑动与滚动相间发生，且相对滑动比例较大，故两齿面间自动形成液体油膜非常微弱。两齿面理论接触面积很小，因加工及装配误差，会使两齿面实际接触的面积变得更小，故齿面单位面积所承受的压力很大会造成油膜破裂，如果润滑油选用不当或管理不善，齿轮齿面极易发生点蚀、擦伤和胶合等磨损破坏。 

　　合成齿轮润滑油应具有很好的粘温性能、良好的热安定性、抗磨性及耐负荷性能和低摩擦系数，越来越多的被选用于大型减速机的润滑，用于满足其不断增加的性能需要和节能要求。 

　　一、大型减速机的设计趋势及润滑要求 

　　随着减速机制造商和水泥用户的要求，减速机制造商的目标是创造更多的技术先进性和输出可靠性，这将带来更紧凑的传动设计和更高的功率输出，齿轮啮合面上呈献更高的赫兹压力和较高的操作温度，同时，要降低功率损失和减少润滑油量。 

　　在此背景下，齿轮油将会扮演重要角色，良好的润滑性能保证齿面和轴承达到最佳的操作条件，同时油品兼容已选定的密封材料减少泄漏，从而使减速机长周期可靠运行。 

高效能齿轮油应具备的性能 

　　1、在减速机齿面上形成持续稳定的润滑油膜来保证啮合区域达到流体润滑条件。 

　　·高速和规则的齿型有利于沿渐进线形成有效的润滑油膜；  
　　·正齿轮和伞齿轮会在最短时间在捏合区域形成最大的流体润滑油膜；  
　　·高温，重载，扭矩和不规则的齿型不利于形成有效的润滑油膜。 

　　2、在抗磨添加剂的作用下，在混合摩擦区域齿面啮合处会形成一层保护膜防止磨损发生。 

　　·操作速度越低（齿型也会有影响），越需要齿轮油具有更好的抗磨损性能；
　　·油品中的添加剂必须适应减速机高温和重载的工况；  
　　·交叉旋转齿轮和双曲线齿轮最需要添加抗磨添加剂。 

　　3、高承载性能 

　　·在极压和重载条件下极其需要极压（EP）添加剂来保证齿轮油具有良好的极压和抗磨性能。 

　　4、良好的抗老化和氧化性能  

　　·该项性能充分保证齿轮油的使用寿命和适合更高的工况温度；  
　　·对于特定的终身润滑应用，需要选用的齿轮油具有优秀的抗老化性能。 

　　5、优良的粘温性能 

　　·具有高粘温性能的齿轮油将会延伸高低温的使用工况；
　　·在低温工况，高粘温性能的齿轮油因为粘度轻微增加而使齿轮在低温启动顺利；
　　·在高温工况，高粘温性能能保证选用的齿轮油仍能形成有效的润滑油膜。  

　　6、较低的泡沫性能/良好的空气释放性能  

　　·在油位上形成的过多的泡沫会从通气口或迷宫式密封处溢出； 
　　·齿轮油中的泡沫会降低油品的散热效果；  
　　·油循环系统因泡沫不能建立正常的泵送压力会造成循环失败。 

　　7、对有色金属、油漆和密封的兼容性 

　　·选用的齿轮油不会对滚动轴承的黄铜保持架、滑动轴承材料、箱体内部的油漆、密封的弹性体和塑料以及视镜玻璃造成任何损害。  

　　8、优良的防腐蚀性能 

　　·减速机在停机或贮存期间，齿轮油应具备一定的防腐蚀保护，特别是在潮湿或含水的环境。  

　　9、良好的过滤性能 

　　·齿轮油要易于通过小于25 µm孔径的过滤系统来保证减速机中滚动轴承的寿命。 

　　二、不同类型的齿轮油在减速机中的性能比较 

　　用于减速机润滑的齿轮油按基础油不同分为矿物油和合成油，其中合成油又包括合成烃类(SHC)齿轮油、聚乙二醇基(PG)齿轮油和酯类齿轮油。 

　　选用合适的基础油类型的齿轮油非常重要，因为不同类型的基础油在各种工况下的性能表现呈献很大的差异，下面就各类齿轮油进行评比分析。 

　　1、不同类型的基础油的基本性能比较  

　　上图展现了不同基础油的性能表现，合成油在各项指标上均比矿物油又了很大的提升，以聚乙二醇类油为例：其良好的粘温性能减少了油品中粘度指数改进添加剂的加入，而此类聚合物类添加剂会在高剪切（106 s-1）的工况下分子链断裂而引起油品粘度损失；优秀的抗老化性能大大延长了油品的使用寿命；低摩擦系数更有利于减速机节能运行；优秀的抗磨损性能为齿轮和轴承提供最佳的润滑保护。 

　　上图显示了矿物油、合成烃和聚乙二醇类齿轮油在不同速度下的摩擦系数，聚乙二醇类齿轮油的摩擦系数在各种速度下均比矿物油有所降低。 

　　2、油品的低摩擦性能提高传动效率 

　　根据FZG传动效率测试，合成油在功率输出方面具有更少的功率损失，传动效率大大提高。同时，油槽的温度也大大降低，这延长了合成齿轮油的使用寿命，减少了油品消耗和换油人工成本。如下图所示： 

　　3、抗磨损性能 
　　根据Kluber蜗轮蜗杆测试台架有如下结果：矿物油基本达到了1/1000mm/hr的磨损速度，聚乙二醇类齿轮油无论在蜗轮失重和磨损比率方面均有大幅降低。 

　　4、FAG FE8 轴承试验 
　　减速机的失效往往率先由轴承损坏和磨损引起的，FAG FE8 标准轴承试验描述了各类齿轮油在轴承试验中的表现，其中Klubersynth GH 6-320 聚乙二醇类齿轮油在测试中失重最小，具有极好的抗磨损性能。 

　　三、克鲁勃在减速机领域的产品和服务 

　　1、 克鲁勃在减速机领域的产品和优势 

　　克鲁勃公司在大型减速机领域拥有全系列合成齿轮油，如酯类油Klubersynth GEM 2系列, 合成烃类Klubersynth GEM 4系列，聚乙二醇类Klubersynth GH 6系列。尤其是Klubersynth GH 6聚乙二醇系列在大型减速机的应用上更具以下优势： 

　　·达到DIN 51 517 CLP PG齿轮油的性能要求；  
　　·FZG 承载试验大于12级，甚至高达14级；  
　　·很高的抗微点蚀性能，在60～90°C 抗微点蚀大于10级； 
　　·极佳的滚动轴承抗磨损保护，FAG FE 8 轴承试验滚动体磨损只有2mg，远低于指标30mg； 
　　·通过了科德宝（Freudenberg）密封材料兼容性试验；
　　·得到了Friedr. Flender, SEW, ZAE, Lenze, Getriebebau Nord, Bonfigioli等众多OEM的认证和应用；  
　　·换油周期大大延长，有的客户换油间隔超过10年，降低了润滑成本和人工成本；
　　·传动效率提高，降低了大型减速机的运行能耗。 

　　2、 克鲁勃为大型减速机润滑提供专业服务和油品检测 

　　克鲁勃在全球汇集了大批减速机润滑方面的专家，对各类减速机及润滑问题进行深入透彻的分析并提供解决方案，和全球知名OEM保持沟通及合作，持续地向水泥制造企业提供最有价值的减速机专业润滑分析以及油样检测分析服务。 

　　克鲁勃公司和母公司科德宝（Freudenberg）集团联合成立“润滑&密封”课题团队，来解决减速箱在运行中由于齿轮油和密封材料不兼容造成的泄漏问题。克鲁勃生产的各类齿轮油均通过了科德宝动态密封测试，并取得了很好的测试结果。该课题团队将为OEM和水泥制造企业的减速机密封设计、优化及油品更换提供技术支持，进而保证减速机长周期运行的可靠性。 

　　四、克鲁勃合成齿轮油应用 

　　克鲁勃的合成齿轮油在全球多家水泥厂、电厂、矿山均有成功应用，在国内也有多家企业使用聚乙二醇基合成齿轮油换油周期超过5年，其中最长换油间隔长达16年，体现了极佳的经济性能。 

　　结论 

　　合成齿轮油尤其是聚乙二醇类合成油比矿物油具有更加优秀的性能，在大型减速机的运行中能提供长周期、低磨损的润滑保护，同时提高减速机运转效率和可靠性，延长了设备使用寿命，减少设备的非计划检修和操作及维护成本，是水泥制造企业大型减速机润滑的首选。