齒輪箱潤滑油產(chǎn)生泡沫原因分析及應(yīng)采取的措施

摘 要：文章針對(duì)陽城國際發(fā)電有限責(zé)任公司一期6*350MW機(jī)組配置的美國福斯特惠勒的D-10-D鋼球磨煤機(jī)齒輪箱潤滑油起泡沫原因進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)合公司鋼球磨煤機(jī)的維護(hù)，提出了防止磨煤機(jī)齒輪油產(chǎn)生泡沫的方法。

關(guān)鍵詞：齒輪；潤滑；泡沫；抗泡；污染

陽城電廠鋼球磨煤機(jī)采用美國福斯特惠勒的D-10-D鋼球磨，設(shè)計(jì)為雙進(jìn)雙出一次冷風(fēng)正壓直吹式系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組配有4臺(tái)磨煤機(jī)，全廠共安裝24臺(tái)磨煤機(jī)。該磨煤機(jī)的主要特點(diǎn)是：設(shè)備少，投資小，出力穩(wěn)定，低負(fù)荷時(shí)也能保證煤粉細(xì)度；系統(tǒng)有較大的儲(chǔ)備能力，負(fù)荷響應(yīng)速度快。該D-10-D鋼球磨煤機(jī)齒輪箱為美國費(fèi)城齒輪公司制造，齒輪減速箱推介使用美孚MOBIL SHC 629進(jìn)行潤滑，容量136升。

從2000年12月#1機(jī)組投運(yùn)至今，陽城電廠的磨煤機(jī)齒輪箱多次發(fā)生潤滑油起泡，潤滑異常情況，為提高設(shè)備的健康狀況，這里對(duì)齒輪潤滑油的產(chǎn)生泡沫原因進(jìn)行分析，并提出了幾點(diǎn)磨煤機(jī)在日常定檢、運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)采取的防范措施。

1 潤滑油產(chǎn)生泡沫對(duì)設(shè)備造成的危害

潤滑油的壓縮性大，油泵效率下降，使供油不正?；蚴构┯拖到y(tǒng)發(fā)生氣阻。從面造成摩擦部位斷油，產(chǎn)生磨損或燒結(jié)。

使?jié)櫥蛷暮粑缀妥⒂凸苤邪l(fā)生溢流或在油液面指示器中顯示假的液面，致使供油量不足。

潤滑油和空氣的接觸面積變大，促使油品加速氧化變質(zhì)，縮短使用壽命。

向容器內(nèi)充入的潤滑油減少，使泡沫消失的時(shí)間延長。若在油壓機(jī)內(nèi)使用，會(huì)使液壓系統(tǒng)壓力不穩(wěn)，冷卻能力下降，影響功率及速度泡沫產(chǎn)生，潤滑油表面張力下降，設(shè)備極壓接觸面形不成油膜，齒輪表面點(diǎn)蝕，嚴(yán)重的潤滑不良可造成斷裂。

2 潤滑油泡沫性質(zhì)及測(cè)定方法

泡沫位于油表面。定義為大量空氣存于油中在油表面形成含油量少的結(jié)構(gòu)。泡沫通常是表面現(xiàn)象。大多情況下在泡沫下面有足夠的油潤滑工作元件。如果在油位器底部可看見清晰油層，大多設(shè)備商是可接受的。如果清晰油可見，而且設(shè)備商也不擔(dān)心，試著找引起泡沫的機(jī)械原因。但不要加入抗泡劑。

使用的潤滑油應(yīng)該有良好的空氣釋放值和抗泡性。潤滑油空氣釋放值是鑒定潤滑油的分離霧沫空氣的能力。測(cè)定方法是將試樣加熱到25℃、50℃和75℃，通過對(duì)試樣油品吹入過量的壓縮空氣（通氣7min），使試樣油激烈攪動(dòng)，空氣在試樣中形成小氣泡（霧沫空氣）。停氣后試樣油中霧沫空氣休積減至0.2%的時(shí)間，該時(shí)間即為空氣釋放值。時(shí)間越短，表示該潤滑油的空氣釋放值越好。將200ML油樣放入100ML量筒內(nèi)，按24℃、93℃、24℃三個(gè)溫度順序進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)程序通空氣5MIN（94ML/MIN），空氣通過氣體擴(kuò)散后產(chǎn)生大量泡沫，記錄油面上的泡沫體積，稱為泡沫傾向。停止通氣后，泡沫不斷破滅，停止通氣10min后殘留的泡沫體積稱為泡沫穩(wěn)定性，泡沫傾向/泡沫穩(wěn)定性的體積越小，則表示該油品的抗泡性越好。因此，對(duì)使用中的潤滑油進(jìn)行泡沫性質(zhì)測(cè)定，可以判斷出是否因潤滑油質(zhì)量變化而引起產(chǎn)生大量泡沫的主要原因。

3 潤滑油產(chǎn)生泡沫的原因

油箱設(shè)計(jì)不合理，油污染油質(zhì)下降進(jìn)入空氣——在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)過程中，將空氣帶進(jìn)油中面產(chǎn)生泡沫。進(jìn)入空氣是少量空氣以極小的泡泡分布在整個(gè)油箱中。進(jìn)入空氣與泡沫的處理不同，通常是完全分離的問題。它比泡沫更嚴(yán)重，會(huì)引起：泵穴蝕，油氧化等。進(jìn)入空氣與溶解空氣不同。通常油中含8-12%的溶解空氣

在工業(yè)齒輪油、發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油、液壓油及導(dǎo)軌油等各種油品中，含有種不同性質(zhì)的添加劑，這些添加劑多數(shù)是極化性化合物，具有表面活性作用，促使油品產(chǎn)生氣泡。

潤滑油在使用過程中，由于氧化、分解而生成的一些膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及油泥殘?jiān)榷寄艽偈蛊鹋菰龆?。由于油品在使用過程中老化變質(zhì)，致使油品的表面張力下降，也會(huì)促使泡沫的產(chǎn)生。

4 在使用過程中如何防止?jié)櫥彤a(chǎn)生泡沫

抗泡方法：物理-機(jī)械抗泡和化學(xué)抗泡

抗泡濟(jì)物質(zhì)特性：（1）抗泡劑不能溶于潤滑油中；（2）抗泡劑能均勻地分散在潤滑油中；（3）抗泡劑表面張力比潤滑油要小。

4.1 物理-機(jī)械抗泡

（1）消除雜質(zhì)。塵土、煤粉是磨煤機(jī)潤齒輪箱潤滑油氣泡失控的罪魁。不僅是塵土本身，鈣也會(huì)吸附抗泡劑。查濾器及呼吸器是否有顆粒。在多塵的地方安裝過濾器。排氣口向下以免集塵尤其在塵土多的情況下。除去或減少導(dǎo)致潤滑油產(chǎn)生泡沫的物質(zhì)。在裝油或換油之前應(yīng)該對(duì)整個(gè)潤滑系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真的清洗，尤其是要把清洗用的金屬清洗劑的殘留物清除干凈。（2）控制油箱空氣進(jìn)入量。避免大量空氣進(jìn)入油箱，進(jìn)入的空氣釋放到油箱，系統(tǒng)中的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)、擠壓會(huì)產(chǎn)生氣泡。若油箱通風(fēng)不良齒輪攪動(dòng)產(chǎn)生的氣泡無法消除。相反，若油箱存在壓力，當(dāng)流體進(jìn)入油箱后，壓力被釋放，表面一定的正壓會(huì)阻止溶解空氣釋放。首先消除進(jìn)入空氣源，若不可能或氣泡太多無法釋放，試著讓流體沿著斜面流動(dòng)，有足夠的時(shí)間暴露在空氣中。確保油箱接地?；驍U(kuò)大油箱面積，或換成合成油。（3）油面過高或過低。正確的油位很關(guān)鍵。油位高，運(yùn)動(dòng)件會(huì)帶入空氣。油位低會(huì)將氣泡帶到液面。應(yīng)采取的措施是定期觀察油標(biāo)，保證油位，防止急劇的溫度變化。在滾動(dòng)軸承中，通用規(guī)則是油位在最底端珠子或滾柱的一半。太高容易起泡。（4）油箱設(shè)計(jì)維護(hù)。注重油箱設(shè)計(jì)對(duì)抗泡性的影響，濾氣堵是進(jìn)入空氣的一個(gè)原因。如果沒有明顯的污染，氣泡會(huì)堵住濾器，濾器拆除會(huì)消失。注意硅藻土類濾芯也會(huì)引起空氣進(jìn)入。應(yīng)采取的措施是確保濾器正確安裝，定期檢查濾器或呼吸器是否破損、堵塞和過濾不足，并進(jìn)行定清洗更換。改變吸入口沖下，減少顆粒進(jìn)入?；臼潜ＷC汽泡有足夠的時(shí)間在表面積以利于釋放。（5）油溫變化。環(huán)境和設(shè)備的運(yùn)行方式是造成潤滑油溫度急劇變化的主要原因。系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況增加冷卻裝置以控制油溫，防止急劇的溫度變化造成油質(zhì)下降泡沫產(chǎn)生。

4.2 化學(xué)抗泡——添加抗泡劑

新系統(tǒng)，泡沫不消失。猛力搖動(dòng)塞住的缸子看泡沫或進(jìn)入的空氣能否在半小時(shí)內(nèi)消失，若不能，取樣送試驗(yàn)室看是否有污染尤其是硅，皂，清洗劑。硅的來源包括抗泡劑添加過多：含硅密封及降解硅密封。以及涂有硅密封的接頭。顆粒和滑脂會(huì)形成穩(wěn)定的泡沫。在清洗劑存在時(shí)抗泡劑可能會(huì)失去作用。如EXXON系統(tǒng)清洗劑。高的機(jī)械減切會(huì)形成極小的泡泡難以升到表面。某些抗泡劑會(huì)吸附到裸露的金屬表面，從油中分離出來。

應(yīng)采取的措施：排除硅污染。檢查滑脂或密封的可能污染。分析是否有清洗劑污染。消除污染源然后排空，清洗，再添加。徹底沖洗接頭。為方便安裝零件可使用硅油或稠油涂在表面而不使用滑脂。檢查高壓泵吸入端是否泄漏。查看油箱液體流動(dòng)設(shè)計(jì)造成氣泡反復(fù)循環(huán)或沒有足夠的時(shí)間分離，并按本條建議相應(yīng)處理。改變油品粘度或使用合成油也許會(huì)有幫助。如果問題來自抗泡劑消耗，應(yīng)先確認(rèn)沒有其他原因。應(yīng)小心添加抗泡劑。

5 可能污染

（1）過多抗泡劑在平靜的系統(tǒng)中硅抗泡劑濃度為2-3PPM時(shí)易引起空氣進(jìn)入。試驗(yàn)證明在攪動(dòng)系統(tǒng)中80PPM是可接受的。曾有傳聞在攪動(dòng)系統(tǒng)中濃度超過200PPM時(shí)仍表現(xiàn)良好。應(yīng)采取的措施：了解維護(hù)情況。通知操作人員長期添加抗泡劑的危害。（2）顆粒。顆粒就象產(chǎn)生氣泡的種子?？古輨┮矔?huì)吸附到表面降低作用。SPARTAN EP保持清潔添加劑在更換別的油品后會(huì)產(chǎn)生氣泡。它會(huì)溶解遺留的氧化產(chǎn)物，塵土及顆粒。

應(yīng)采取的措施：通過過濾氣泡會(huì)恢復(fù)到正常水平。

從以上潤滑油泡沫產(chǎn)生原因可以看出，在日常工作中，我們可以采取調(diào)整油箱容積保持合理油量油位，做好定檢工作疏通呼吸器控制油箱空氣進(jìn)入量消除泡沫釋放壓力，加強(qiáng)過濾清除油內(nèi)雜質(zhì)提高潤滑油品質(zhì)等措施，結(jié)合化學(xué)抗泡方法添加適試量抗泡劑可有效避免和消除齒輪箱潤滑油泡沫產(chǎn)生，以及更換潤滑油等。

參考文獻(xiàn)

[1]美國福斯特惠勒.D-10-D磨煤機(jī)的安裝[Z].

[2]汪德濤.潤滑油技術(shù)手冊(cè)[Z].廣州機(jī)床研究所.