礦山皮帶機(jī)潤滑管理研究與實(shí)踐

趙月瑞，何鐵牛，郎忠勇，耿永泉

（太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司礦業(yè)分公司峨口鐵礦，山西忻州177830）

礦山皮帶機(jī)潤滑管理研究與實(shí)踐

趙月瑞，何鐵牛，郎忠勇，耿永泉

（太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司礦業(yè)分公司峨口鐵礦，山西忻州177830）

總結(jié)近年來皮帶機(jī)配用的減速機(jī)、滾筒、托輥等潤滑管理方式，解決皮帶機(jī)潤滑不良的方法，提出潤滑方式的最佳選擇。

資產(chǎn)；設(shè)備標(biāo)簽；軟件；應(yīng)用研究

0 前言

礦山皮帶機(jī)廣泛地應(yīng)用在采礦、建材和煤炭等工業(yè)部門。該機(jī)將各種大容量物料不同距離均勻連續(xù)的輸送給各種破碎、篩分等礦山設(shè)備，不僅適合運(yùn)輸粗粒物料，對細(xì)粒物料也同樣適應(yīng)。具有運(yùn)輸速度快，運(yùn)輸成本低等特點(diǎn)，在礦山應(yīng)用非常廣泛。礦山皮帶機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)特性是：將電機(jī)的轉(zhuǎn)動經(jīng)過聯(lián)軸器和減速機(jī)驅(qū)動來使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，并通過驅(qū)動滾筒和拉緊滾筒帶動橡膠輸送帶裝置作連續(xù)直線運(yùn)輸運(yùn)動，輸送帶由安裝在機(jī)架上的上、下托輥支撐，并通過調(diào)整拉緊裝置使橡膠帶完成輸送礦石的目的。

礦山皮帶機(jī)在運(yùn)輸?shù)V石過程中，始終保持著摩擦作用。但是在礦山皮帶機(jī)運(yùn)行過程中，除驅(qū)動滾筒與橡膠帶之間摩擦是有益的摩擦之外，如軸、軸承、托輥等之間的摩擦均是有害摩擦。因此在礦山皮帶機(jī)運(yùn)行過程中應(yīng)當(dāng)積極消除礦山皮帶機(jī)的有害摩擦，即通過加強(qiáng)礦山皮帶機(jī)的潤滑管理工作等，來加以實(shí)現(xiàn)。

1 礦山皮帶機(jī)潤滑管理

1.1 制度管理內(nèi)容

首先必須建立一套行之有效的皮帶機(jī)管理制度（包括潤滑管理制度，給油脂標(biāo)準(zhǔn)等），其次是加強(qiáng)和做好從皮帶機(jī)的采購、安裝、使用、潤滑、保養(yǎng)、維護(hù)、修理，直到報廢的全過程管理。

1.2 建立三級潤滑及檢查管理制度

建立皮帶機(jī)三級潤滑及檢查管理制度，使皮帶機(jī)潤滑管理形成PDCA閉路循環(huán)管理，即對皮帶機(jī)潤滑相關(guān)附件的使用及檢查、檢測也需有明確規(guī)定，正常運(yùn)行使用的皮帶機(jī)（含附件）屬于運(yùn)輸設(shè)備，近些年國內(nèi)各大礦山在皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)倪^程中，發(fā)生過多起安全事故，造成人員受傷或死亡，給企業(yè)及職工帶來極大的傷害。因此，必須定期對橡膠帶、減速機(jī)、滾筒、逆止器、抱閘進(jìn)行探測檢查，發(fā)現(xiàn)潤滑不良、潤滑管理不當(dāng)?shù)?，都要及時予以更正。同時，不同廠家生產(chǎn)的潤滑油嚴(yán)禁混用，因?yàn)椴煌瑥S家生產(chǎn)潤滑油中的添加劑不同，添加劑及油脂標(biāo)準(zhǔn)很難統(tǒng)一，不同廠家生產(chǎn)的潤滑油混用時，不僅容易發(fā)生潤滑油中添加劑的物理和化學(xué)反應(yīng)，也容易形成設(shè)備及人身傷害事故，而給企業(yè)造成不可估量的損失。

1.3 減速機(jī)齒輪、軸承的潤滑管理要求

礦山皮帶機(jī)是峨口鐵礦重要的運(yùn)輸設(shè)備，運(yùn)輸總長度超過80 km，單臺最長運(yùn)輸距離為3.2 km，單臺驅(qū)動功率最大為380kW×3臺同時驅(qū)動，在連續(xù)裝載的條件下可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸?shù)V石，生產(chǎn)效率高，是企業(yè)最廉價、最便利的運(yùn)輸方式。峨口鐵礦用10種、138臺（橡膠帶寬度有B600，B700，B800，B1000，B1200，B1400，B1600，B1800，B2000，B2400）礦山皮帶機(jī)進(jìn)行鐵礦石（粗、中、細(xì)粒礦石和球團(tuán)礦）上下工序聯(lián)結(jié)與礦石輸送，組成一條破碎——篩分——磨選——過濾——干燥等自動化鐵礦粉生產(chǎn)線，把合格的鐵礦粉輸送到回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行焙燒，生產(chǎn)最終產(chǎn)品為球團(tuán)礦。因經(jīng)常在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)礦山皮帶機(jī)潤滑管理問題，造成減速機(jī)、滾筒、托輥故障多，磨損快，泥礦容易破壞密封圈進(jìn)入軸承，造成軸承潤滑不良等管理難題，而且容易形成托輥不轉(zhuǎn)、卡死，造成機(jī)器振動大、負(fù)荷大，甚至發(fā)生撕裂橡膠帶等突發(fā)性事故。為此，多年以來，企業(yè)不斷探索和反復(fù)實(shí)踐，圍繞檢修及生產(chǎn)使用過程等方面分析礦山皮帶機(jī)“潤滑不良，造成減速機(jī)、滾筒、托輥故障多，磨損快，軸承易進(jìn)泥礦造成壽命短”等原因，創(chuàng)新提出了減速機(jī)、滾筒、托輥等高效潤滑管理方法，實(shí)現(xiàn)了礦山皮帶機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)、高效、無故障和長壽命的運(yùn)行管理，為峨口鐵礦實(shí)現(xiàn)高效無人值守皮帶機(jī)運(yùn)行管理，提供了設(shè)備必要條件。

2 減速機(jī)齒輪與軸承的潤滑方式

礦山皮帶機(jī)的潤滑工作是峨口鐵礦對礦山皮帶機(jī)的維護(hù)、保養(yǎng)的一項(xiàng)十分重要的工作。潤滑就是在摩擦工作表面之間加入一種物質(zhì)，使機(jī)件表面不發(fā)生直接接觸，從而降低摩擦阻力，減少磨損，延長機(jī)件的使用壽命。液體潤滑劑還能帶走摩擦所產(chǎn)生的熱量，降低工作表面溫度。此外，礦山皮帶機(jī)潤滑還有防腐防銹、冷卻、緩沖吸震、清除污物、減少噪聲、阻止粉塵沙粒進(jìn)入摩擦表面等作用。

2.1 齒輪飛濺潤滑

礦山皮帶機(jī)一般采用齒輪飛濺潤滑管理，就是通過齒輪傳動，把潤滑油帶起飛濺到各個齒輪工作表面，使齒輪工作表面始終保持一層潤滑油膜，因此潤滑油必須有較高的黏度和較好的油性。礦山皮帶機(jī)所設(shè)計(jì)配用的功率＜250 kW驅(qū)動中、小型減速機(jī)大多采用HL68#機(jī)械油潤滑，功率＞250 kW驅(qū)動大型減速機(jī)大多采用美孚629#潤滑油潤滑。為了減少齒輪傳動的阻力和油的溫升，減速機(jī)飛濺潤滑是減速機(jī)中間軸上的大齒輪浸入油中，浸入深度為1～2個齒高為宜。齒輪圓周速度高的還應(yīng)該淺些，但應(yīng)≥10 mm；齒輪圓周速度＜0.55～0.85 m/s時允許浸入深些，可達(dá)到1/6的齒輪半經(jīng)；齒輪圓周速度更低的(＜0.55 m/s)，允許浸入更深，可達(dá)到1/3的齒輪半徑。潤滑圓錐齒輪傳動時，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個寬度。齒輪減速機(jī)潤滑油不宜太多，因?yàn)闈櫥吞鄷黾育X輪傳動的阻力，還會增加減速箱接合面及高低速軸處泄漏的可能性，也會增加減速機(jī)潤滑油的溫升。而潤滑油的溫升會加速油的氧化和降低潤滑性能；同時齒輪減速機(jī)潤滑油不宜太少，因?yàn)闈櫥吞伲环矫嫫鸩坏饺鏉櫥X輪軸承的作用，齒輪工作表面也不會始終保持潤滑油膜；另一方面會加速齒輪和軸承的磨損，這種潤滑管理方法不可取。

2.2 運(yùn)行中的潤滑狀況

（1）由于礦山皮帶機(jī)減速機(jī)用的大多數(shù)為滾動軸承，當(dāng)減速機(jī)齒輪的圓周速度在＜3.5 m/s時，由于齒輪飛濺的油量不能滿足軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，所以最好采用刮油潤滑，或根據(jù)軸承轉(zhuǎn)動座圈速度的大小選用脂潤滑或滴油潤滑。這在礦山皮帶機(jī)減速機(jī)潤滑管理軸承中應(yīng)用較少。

（2）當(dāng)減速機(jī)齒輪的圓周速度在＞3.5 m/s時，可采用齒輪飛濺潤滑齒輪和軸承，就是把齒輪飛濺到箱蓋上的油匯集到箱體剖分面上的油溝中，然后流進(jìn)軸承進(jìn)行潤滑管理。飛濺潤滑管理最簡單，在礦山皮帶機(jī)潤滑管理軸承中應(yīng)用最為廣泛和普及。

（3）生產(chǎn)工人要經(jīng)常檢查減速箱上面的油面指示器，判斷潤滑油是否達(dá)到油標(biāo)要求，缺油要及時補(bǔ)加，以保證減速機(jī)齒輪和軸承全面潤滑。檢修工人每半年應(yīng)當(dāng)打開減速箱視孔蓋，檢查齒輪嚙合、磨損和潤滑管理情況，及時調(diào)整齒輪嚙合間隙，改善齒輪潤滑條件，及時調(diào)整軸承徑向、軸向間隙，使減速機(jī)齒輪和軸承潤滑良好、維護(hù)及時。

2.3 滑動軸承潤滑管理

滑動軸承結(jié)構(gòu)分為軸承座、軸承蓋、軸瓦等。軸瓦有整體圓筒式和剖分式2種。為了良好的潤滑，軸瓦上開有油溝，用來貯存潤滑油。這種滾筒軸承在重載荷、低轉(zhuǎn)速應(yīng)用最為廣泛和普及。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、便于更換、承載能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是摩擦損失嚴(yán)重、耗銅量大、傳遞效率低、維護(hù)量大?；瑒虞S承由于軸與軸瓦的接觸面積大，潤滑不良時轉(zhuǎn)動產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦力，甚至發(fā)熱，導(dǎo)致銅瓦燒壞?；瑒虞S承的潤滑管理可根據(jù)潤滑管理經(jīng)驗(yàn)系數(shù)R選定：R＝（P×V），式中P＝F/d×B為平均壓強(qiáng)、單位N/mm2；d和B為軸頸的直徑和有效寬度，單位mm；F為軸承徑向載荷，單位N；V為軸頸的線速度，單位m/s。

當(dāng)R＞38時，集中壓力連續(xù)潤滑管理，如采用潤滑油站，用68#機(jī)械潤滑油或美孚629#潤滑油進(jìn)行潤滑管理。

當(dāng)18＜R≤38時，采用油連續(xù)潤滑，如油環(huán)或飛濺潤滑，采用68#機(jī)械潤滑油或美孚629#潤滑油進(jìn)行潤滑管理。

當(dāng)3＜R≤18時，用油連續(xù)潤滑管理，如采用針閥式油杯，用68#機(jī)械潤滑油進(jìn)行潤滑管理。

當(dāng)R≤3時，用脂間歇潤滑管理，如采用旋蓋式油杯，用2#，3#極壓鋰基脂或2#，3#鈣基潤滑脂進(jìn)行潤滑管理。

因礦山皮帶機(jī)的滾筒滑動軸承潤滑系數(shù)H很小，故常采用旋蓋式油杯間歇潤滑管理。這種裝置是最廣泛的脂潤滑裝置。上面有一個旋轉(zhuǎn)的螺紋蓋，潤滑脂貯存在杯體里，油杯下端與軸瓦油溝相連，擰動油杯蓋，便可將潤滑脂壓入軸瓦油溝內(nèi)。使軸與軸瓦之間形成一層油膜，以減少軸與軸瓦的直接接觸，達(dá)到減少磨損。所以生產(chǎn)工人一定要定時定量加油，一般是每周加油1次，加油量為5～10 ml，使用的是2#，3#極壓鋰基脂或2#或3#鈣基潤滑脂。發(fā)現(xiàn)軸瓦發(fā)熱，根據(jù)發(fā)熱程度要采取不斷給油或停機(jī)檢查，以保證潤滑油膜存在，達(dá)到潤滑良好。

2.4 滾動軸承潤滑管理

滾動軸承潤滑主要是為了降低摩擦阻力和減輕磨損。其結(jié)構(gòu)由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成，由于滾動軸承是點(diǎn)與點(diǎn)或線的滾動摩擦，其摩擦面積小，磨損小。其優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力小，效率高，內(nèi)部間隙小，精度高，潤滑簡單，耗油量少。滾動軸承的潤滑管理可根據(jù)潤滑管理經(jīng)驗(yàn)系數(shù)H來選擇：H＝D·n，式中D為軸承平均直徑，mm；n為軸承的轉(zhuǎn)速，r/min。

（1）當(dāng)H＞6.5×10 mm·（r/min）時，為高速軸承，采用噴油或油霧潤滑。

（2）當(dāng)3.5×10＜H≤6.5×10 mm·（r/min）時，為中速軸承，采用飛濺潤滑軸承。如礦山皮帶機(jī)減速機(jī)軸承多采用齒輪飛濺潤滑軸承。（3）當(dāng)H＜3.5×10mm·（r/min）時，為低速軸承采用脂潤滑，而且能承受大載荷，結(jié)構(gòu)簡單、易于密封。潤滑脂的裝填量一般為1/3～1/2的軸承空間，不能超過軸承空間的1/2，裝脂過多由于摩擦引起發(fā)熱；裝脂過少，起不到良好的潤滑效果，兩種情況都能影響軸承的正常工作。如礦山皮帶機(jī)滾筒上的滾動軸承和托輥滾動軸承都屬于低速軸承，應(yīng)采用脂潤滑，一般是每個月用油槍注油1次，注油量根據(jù)軸承的大小而定，或半年清洗換油1次，可使用2#～4#鈣基潤滑脂，或用2#，3#極壓鋰基脂進(jìn)行潤滑。

2.5 托輥軸承的潤滑管理

托輥軸承潤滑目的是為了減少托輥轉(zhuǎn)動的阻力，減少托輥和橡膠帶的磨損，延長托輥的使用壽命，減少托輥維修成本和維修次數(shù)。托輥軸承大多數(shù)為滾動軸承，每條膠帶機(jī)由幾百甚至幾萬個托輥支承著，因此只有延長托輥的使用壽命，才能降低皮帶機(jī)維修成本，提高勞動生產(chǎn)率，降低工人的勞動強(qiáng)度。而托輥軸承的潤滑方法跟上文所述的低速滾動軸承潤滑方式相似，在此不作闡述。

3 按質(zhì)換油

3.1 定期采取油樣

專職點(diǎn)檢員或?qū)I(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)每年從減速機(jī)中采取油樣，利用鐵譜議與計(jì)算機(jī)輔助處理進(jìn)行油樣中磨損顆粒分析，來決定減速機(jī)是否換油，這就是“按質(zhì)換油”，而不是“按需換油”或按照使用周期換油，造成潤滑油不必要的浪費(fèi)。礦山皮帶機(jī)減速機(jī)油液分析監(jiān)測技術(shù)是通過分析被監(jiān)測減速機(jī)的在用潤滑油的性能變化和攜帶的磨損微粒及其污染物的情況，獲得皮帶機(jī)減速機(jī)的潤滑和磨損狀態(tài)信息，評價減速機(jī)的技術(shù)狀態(tài)和預(yù)測故障，并確定故障原因、類型以及采用的維修管理策略。油液狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在油液污染物分析監(jiān)測，磨粒分析監(jiān)測與潤滑油品質(zhì)監(jiān)測的方法及其分析監(jiān)測系統(tǒng)（或儀器設(shè)備）的技術(shù)水平上。峨口鐵礦油樣磨粒分析結(jié)果表明，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的減速機(jī)應(yīng)每3年更換1次潤滑油。否則，由于潤滑油中磨粒磨損，使某些重要零部件出現(xiàn)早期失效，如齒輪點(diǎn)蝕、脫落、軸承磨損等設(shè)備故障。

3.2 選用方法

比較好的方法是，根據(jù)潤滑油報廢標(biāo)準(zhǔn)（換油指標(biāo)）和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的換油周期，在減速機(jī)使用周期接近推薦換油周期時，取潤滑油進(jìn)行快速分析（如斑點(diǎn)試驗(yàn)、爆裂試驗(yàn)和外觀、氣味檢查等），如果潤滑油質(zhì)量很好，可適當(dāng)延長換油期。如果此3項(xiàng)快速分析試驗(yàn)結(jié)果不好，特別是斑點(diǎn)試驗(yàn)不合格、外觀和氣味變化大，應(yīng)提前換新油。潤滑油在使用一段時間后，由于機(jī)械雜質(zhì)的污染和來自外界的灰塵，運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件磨損下來的金屬顆粒以及零件受侵蝕而形成的金屬鹽會使?jié)櫥妥冑|(zhì)。潤滑油變質(zhì)后呈深黑色，泡沫多并會出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，用手指捏摩，無黏稠感，發(fā)澀或有異味，滴在白試紙上呈深褐色，無黃色浸潤區(qū)或黑點(diǎn)很多。若不及時更換會加速皮帶機(jī)減速機(jī)零部件的磨損，影響使用壽命，甚至發(fā)生安全事故。

4 結(jié)語

通過現(xiàn)場實(shí)踐應(yīng)用表明，皮帶機(jī)潤滑管理經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用，不僅能提高皮帶機(jī)使用壽命和管理水平，延長皮帶機(jī)關(guān)鍵部件的維修周期和皮帶機(jī)減速機(jī)、滾筒、托輥等軸承的使用壽命，大幅降低皮帶機(jī)減速機(jī)、滾筒及托輥消耗費(fèi)用，還能最大限度地保證皮帶機(jī)運(yùn)行安全。面對低迷的鋼鐵市場和嚴(yán)峻的礦山形勢，通過對皮帶機(jī)潤滑管理進(jìn)行研究與實(shí)踐，不僅能降低皮帶機(jī)的運(yùn)行成本，解決礦山皮帶機(jī)“潤滑不良，造成減速機(jī)、滾筒、托輥故障多，磨損快，軸承易進(jìn)泥礦造成壽命短”等技術(shù)難題，還創(chuàng)新提出了減速機(jī)、滾筒、托輥等高效潤滑管理方法，實(shí)現(xiàn)了礦山皮帶機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)、高效、無故障和長壽命的運(yùn)行管理，為峨口鐵礦實(shí)現(xiàn)高效無人值守皮帶機(jī)運(yùn)行管理提供了必要條件。

〔編輯 王永洲〕

TD44

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.01