機械設備齒輪傳動潤滑的常見故障及預防措施

洪旭++郝澤華++李盛宇

摘 要：齒輪傳動式機械中最重要的應用最廣泛的一種傳動形式，對齒輪傳動的最基本要求是運轉平穩且有足夠的承載能力。齒輪潤滑劑不僅能降低摩擦，提高傳動效率，還可以減少震動、降低噪音和散熱。齒輪潤滑劑是齒輪傳動裝置的血液。

關鍵詞：齒輪傳動；潤滑方式；承載能力；傳遞

一、齒輪傳動

齒輪傳動是現代機械中應用最廣的一種傳動形式。它的主要優點是：

（一）瞬時傳動比恒定、工作平穩、傳動準確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力

（二）適用的功率和速度范圍廣

（三）傳動效率高，η=0.92-0.98

（四）工作可靠、使用壽命長

（五）外輪廓尺寸小、結構緊湊

因此齒輪傳動在現代機械中應用極為廣泛。

二、齒輪傳動的潤滑方式

（一） 開式齒輪

開式齒輪一般用潤滑油或潤滑脂定期人工加油潤滑。開式齒輪速度較低、載荷大、工作環境多塵且可能有水分，為維持一定的潤滑油膜，避免流失，常選用粘度高（215–650cSt100oC）、吸附性好、防銹性好的瀝青質開式齒輪油。速度不太高的開式齒輪可采用脂潤滑。若在鈣基、鋁基、鋰基脂內加入石墨、二硫化鉬或其它極壓添加劑，可以提高其承載能力。

（二） 閉式齒輪

閉式齒輪的潤滑方式根據節圓圓周速度v的大小來決定。一般v≤15m/s時采用油浴潤滑，v>15m/s時采用噴油潤滑。

三、 齒輪傳動潤滑的作用

（一）減少相對運動表面的磨損，提高效率，延長使用壽命

（二）促使齒合面間動壓油膜的形成，以油膜作為載體，提高承受能力

（三）潤滑油膜的形成，可以防止金屬表面的塵埃直接接觸，減少應力集中，延緩齒面破壞

（四）浸油潤滑特別是循環潤滑液能夠散發出去，可以排除因箱體溫度過高而產生的種種故障

（五）潤滑良好，可以減少震動和沖擊，潤滑液可以減少機體損壞，降低噪聲污染等

（六）潤滑劑一般油性較好，可以防止金屬表面的腐蝕，能夠保護金屬零件表面光澤和耐用

總之，潤滑的作用是能使傳動件表面之間能夠形成理想的動壓油膜起到承受負荷，減少摩擦磨損，提高轉動效率減少動力消耗，延長使用壽命的良好效果。

四、齒輪傳動潤滑故障的常見形式

（一）運轉不靈， 動力損耗大

機械設備在工作過程中，傳動件常常會出現卡住，斷續運轉和運轉不均勻等現象，在這種情況下，設備無法正常的傳遞負荷、傳遞運動且能量損耗又特別大。

（二） 振動大，噪聲高，環境污染嚴重

機械設備啟動后，有時還會產生較大的顫動現象。在這種情況下，嚴重污染環境，使生產現場失去安全感，影響生產。

（三） 溫度過高，熱變形大，引起損壞

減速機部件工作一段時間后，箱體內油溫急劇上升，有時還會冒煙，漏油現象嚴重。在這種情況下，由于箱體內溫度過高，有些零件會融結產生故障，有些零件熱變形大，精度會出現下降，會出現異常損壞，還會降低材料強度，引起破壞。

（四）齒輪副等主要零件，如果在齒合面間的油膜破裂，齒面失效

減速機部件在工作過程中，各種零件均有損壞的可能，但出現幾率最高，因損壞而報廢的零件，是這些齒輪副，渦輪副，軸承等齒合傳動關鍵零件了，它們在惡劣的工況條件下，齒合面間無法形成良好油膜或形成了又很快破壞了，因此，齒輪副、渦輪副、軸承表面就會出點蝕、膠合、塑性形變、嚴重磨損、沖擊斷裂熔焊等齒面失效形式，使機械設備不能正常工作。

五、齒輪傳動潤滑故障的原因

機械設備的故障形式有多種，產生的原因是錯綜復雜的，并由許多因素決定，與設計、加工、使用有密切聯系，但不少學者專家認為，機械設備的故障、傳動件的失效，盡管原因好多，但80%的故障與潤滑油不良有關。例如：齒輪傳動、渦輪傳動、軸承等，組成零件的材料大多數是不同的金屬材料組合而成。工作過程中，始終處于相對運動狀態，擔負著傳遞載荷，傳遞運動的任務。如果設計不合理、精度不能保證、間隙控制不合適、材料低劣或選配不當、潤滑劑性能差或選用不合理等，再加上工況條件惡劣等客觀因素，齒面見沒有形成良好的動壓油膜，或形成后又很快破裂了，潤滑狀態欠佳，使金屬處于直接接觸的摩擦狀態，應力集中嚴重，摩擦磨損嚴重，能耗、發熱大。因而，使齒面損壞，造成惡行循環不斷出現故障，甚至使零部件報廢和設備損壞。

六、齒輪傳動潤滑故障預防措施

（一）在設計時選用的結構、參數、潤滑裝置、材料及潤滑油品等，都需要根據機械設備作用特點和環境條件來確定，保證或盡可能使傳動件在工作過程中具有良好的潤滑狀態

（二）制造時，零件的加工精度，工藝方案裝配等，也需要考慮盡可能促進和滿足動壓油膜潤滑的形成

（三）在使用維修時要多觀察，多做早期故障診斷，及時排除故障，加強設備的維修保養，使能量損耗降低到最小程度，把機械設備的利用率提高到最高程度

（四）購置機械設備時，要謹防劣質產品；啟動設備時，要按規定嚴格檢驗潤滑系統的工作狀態；傳動部件的潤滑絕對不能采用變質報廢潤滑油或潤滑脂等

七、結語

在對機械設備的引進、安裝、運行、日常維護檢修中，要進行全過程的質化、量化管理，確保其設計上合理、精度上有保障、間隙控制合適、材料優質、潤滑及密封良好，以保證設備在最佳工況下運轉。