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摘要：本文针对我公司750万吨选矿厂使用的φ5.03×6.4型湿式溢流型球磨机，分析论述了小齿轮磨损较快，出现点蚀、胶合、塑性变形，齿面节线处可见点蚀引起的金属剥落的原因，提出了通过有效的润滑防止早期点蚀的发生、抑制或缓解点蚀的发展。使用专用磨合润滑剂降低齿面粗糙度，有效防止早期点蚀的出现。
关键词：球磨机；小齿轮磨损；润滑改进
一、问题的提出
安徽开发矿业公司750万吨选矿厂磨矿系统中，采用七台球磨机均为中信重工机械股份有限公司生产的φ5.03×6.4型湿式溢流型球磨机，该球磨机由TM2600-30/2860的同步电动机、D46VC1200型气动离合器、小齿轮、大齿轮、筒体组成。设备运行一年左右时间，球磨机小齿轮节线处可见长300mm、宽30mm的点蚀引起的金属剥落点蚀，齿顶可见长200mm、宽40mm的塑性变形，齿面温度分布不均。尤其是4#球磨机小齿轮齿面擦伤严重，左侧出现一处断齿事故，造成选矿车间停产12小时以上。如何解决球磨机小齿轮磨损较快，延长球磨机小齿轮使用寿命，减少对选矿生产的影响，是一个急需解决的问题。针对上述问题对球磨机小齿轮润滑方法改进进行探讨。
二、小齿轮的磨损
（一）小齿轮磨损现状的检查。安徽开发矿业公司选矿厂，使用的中信重工5.03×6.4溢流型球磨机，小齿轮为斜齿轮齿数21齿，大齿轮292齿，模数25。筒体工作转速14.4r/min，小齿轮转速200r/min。齿轮辐润滑系统采用喷洒润滑，油脂使用南京贝奇尔L-OGBM000型号润滑油，每小时喷油360克，每间隔1500秒对小齿轮喷油一周，符合少喷勤喷的原则。
5.03×6.4溢流型球磨机在2011年开始调试试运行，2012年开始正式投产至今，按规定小齿轮的正常使用寿命在6年（运行35040-52560h）以上，球磨机小齿轮年磨损量应在原齿弦厚（以节园处为准）的2%以下。我公司使用的5.03×6.4溢流型球磨机小齿轮在规定范围内应为正常磨损，应取得良好润滑状态，粗糙的机加工痕迹逐渐消失，两接触齿面的凹凸不平逐渐被磨去，齿面粗糙度大为降低，在两齿面会有金属移失因此产生光滑的齿面。然而该球磨机在检查齿轮磨损状况时发现小齿轮磨损较快，齿面存在不同程度的擦伤、胶合、以及塑性变形。
结合宏观检查方法采用红外测温仪在球磨机正常运转状态，对小齿轮齿宽方向五点均布温度进行测量，与近期检查记录比较验证小齿轮齿面磨损、受力的变化趋势。
以1#球磨机小齿轮的齿面温度五点均布曲线为例。可以看出小齿轮齿面温度分布异常，左侧温度明显过高。现场检查1#球磨机小齿轮齿面磨损较快，齿面节线处可见点蚀引起的金属剥落。
结合小齿轮齿面温度统计数据，正确分析小齿轮运转状态下，齿轮表面的润滑状态、稳定状况。为我们了解小齿轮齿面磨损的变化趋势，分析球磨机小齿轮齿面磨损较快产生的原因及采取措施起着重要的作用。
（二）存在问题。1#球磨机小齿轮齿面磨损较快，齿面节线处可见点蚀引起的金属剥落。小齿轮温度分布异常，左侧温度明显过高。
2#球磨机小齿轮齿面严重磨损，齿顶擦伤严重，节线处可见点蚀引起的金属剥落，小齿齿面塑性变形严重。
7#球磨机小齿轮齿面磨损较快，节线处可见塑性变形，以及点蚀引起的金属剥落。
（三）分析产生的原因及采取措施。根据对球磨机小齿轮磨损情况的宏观检查及齿面温度测量。分析球磨机小齿轮齿面整体磨损严重的主要原因是润滑油基础粘度较低，在开式齿轮齿面上不能形成有效润滑油膜，起不到对齿面的润滑保护作用，齿面金属直接接触，导致齿面磨损严重，小齿轮两端出现“台阶”，齿面擦伤、胶合、点蚀。
利用计划检修时间尽快检查，石墨基润滑剂中的石墨固体添加剂在喷洒系统的沉淀，清理管路防止造成堵塞，及时清理齿轮罩内的油脂，避免小齿轮带到废油参与润滑。
采取基本措施选用较高粘度的润滑油，高粘度的润滑油能够在齿面形成有效油膜，降低齿面磨损，有效缓解齿面损伤的再次扩散。
三、断齿
（一）小齿轮齿面载荷集中。4#球磨机小齿轮发现断齿，断齿位于齿轮左侧，约50mm齿宽。齿面存在载荷集中，小齿轮齿面擦伤严重，齿面节线处有塑性变形。对小齿轮轴承轴向、垂直、水平三个方向的振动检测，振动值未超出允许范围。小齿轮齿面温差为50C，在允许范围。高温区域在齿面中间偏左，齿面左侧明显载荷集中。应尽快停机清理齿面，检查是否有其它断齿裂痕存在。
（二）调整小齿轮轴系与大齿轮的平行关系。将球磨机小齿轮轴系两端联轴器脱开，吊起小齿轮装置认真清理轴承座底面。按预定位置清理轴承座底面接触位置，特别注意清理出轴承座预定调整方向的位置，保证轴承座调整方向的底面平整光滑。重新放入小齿轮装置，将球磨机小齿轮装置轴承座与底板用螺栓预固定。在小齿轮齿面上涂红漆，盘动小齿轮使其与大齿轮啮合，调整球磨机齿轮副的接触率，沿齿长不低于50%，沿齿高不低于40%，接触斑点应趋于中部，大小齿轮的齿侧间隙要调整到1.40—2.05mm之间。
（三）调整齿轮辐齿顶间隙。重新找正后的齿轮辐齿顶间隙应取0.25 M（M为齿轮的模数）。回装检修后的小齿轮，应尽量靠近大小齿轮齿根处的磨损台阶位置安装，不能做到时可适当将齿顶间隙留大，但最大不要超过0.45 M（M为齿轮的模数）。否则应采取凿去或打磨掉齿面磨损台阶的处理措施，如果处理上有一定的困难应考虑更换小齿轮。
四、改进齿轮辐润滑状态修复小齿轮的磨损面
（一）采用修复润滑技术修复磨损齿面。就我公司小齿轮齿面修复工作而言，修复润滑比机械处理更为合理。使用专用修复润滑剂在具备足够润滑性能的同时，利用修复润滑剂内含高活性、高功效的特制化合物，该化合物具备对金属表面施予化学腐蚀和机械磨损功能，快速消除齿轮表面上参与啮合的接触高点。能够在短时间内恰到好处地去除齿面部分金属材料，同时清除有发展趋势细微裂纹。啮合点处的表面材料经均匀磨损后被去除，但对于表面层本身的影响却很小。
采用这项技术，能够非常容易地修复刮痕、擦痕或刻痕，塑性材料发生的形变也能在一定程度上得到修复。采用修复润滑技术修复磨损齿面，可在球磨机正常运转的情况下，使用手动喷油设备，人工将修复润滑剂均匀地喷涂在齿轮表面。
（二）改善润滑条件。目前我公司φ5.03×6.4型湿式溢流型球磨机齿轮副润滑采用喷洒润滑系统使用含有固体添加剂的润滑油，经一年多的使用实践证明小齿轮齿面磨损较快，齿面节线处有明显塑性变形。小齿轮周围废油堆积严重，含有杂质铁屑堆积油会被重新带回齿轮副参与润滑给齿面带来伤害。
分析认为采用不含固体添加剂的润滑油会改善齿轮辐的润滑状态，选用粘度适中有利于均匀喷洒，能承载重负荷、振动负荷的开式齿轮的润滑剂。有针对选用符合现有喷油系统工作能力，适用现有油过滤器功能，有利于废油排放，更便于现场管理的润滑剂。在有效地延长现用开式齿轮的使用寿命的同时还可以做到低用量。
五、结束语
球磨机是矿山选矿系统中的重要设备，球磨机齿轮辐投入运行后发生小齿轮磨损较快，齿面载荷集中，疲劳裂纹出现，若不及时采取针对性措施，将导致齿面上点蚀坑数量上升和尺寸增大，缩短小齿轮使用寿命。通过对球磨机小齿轮损伤情况的分析和总结，提出防治措施，延长小齿轮使用寿命。提高设备利用率。
关键词：球磨机；小齿轮磨损；润滑改进
一、问题的提出
安徽开发矿业公司750万吨选矿厂磨矿系统中，采用七台球磨机均为中信重工机械股份有限公司生产的φ5.03×6.4型湿式溢流型球磨机，该球磨机由TM2600-30/2860的同步电动机、D46VC1200型气动离合器、小齿轮、大齿轮、筒体组成。设备运行一年左右时间，球磨机小齿轮节线处可见长300mm、宽30mm的点蚀引起的金属剥落点蚀，齿顶可见长200mm、宽40mm的塑性变形，齿面温度分布不均。尤其是4#球磨机小齿轮齿面擦伤严重，左侧出现一处断齿事故，造成选矿车间停产12小时以上。如何解决球磨机小齿轮磨损较快，延长球磨机小齿轮使用寿命，减少对选矿生产的影响，是一个急需解决的问题。针对上述问题对球磨机小齿轮润滑方法改进进行探讨。
二、小齿轮的磨损
（一）小齿轮磨损现状的检查。安徽开发矿业公司选矿厂，使用的中信重工5.03×6.4溢流型球磨机，小齿轮为斜齿轮齿数21齿，大齿轮292齿，模数25。筒体工作转速14.4r/min，小齿轮转速200r/min。齿轮辐润滑系统采用喷洒润滑，油脂使用南京贝奇尔L-OGBM000型号润滑油，每小时喷油360克，每间隔1500秒对小齿轮喷油一周，符合少喷勤喷的原则。
5.03×6.4溢流型球磨机在2011年开始调试试运行，2012年开始正式投产至今，按规定小齿轮的正常使用寿命在6年（运行35040-52560h）以上，球磨机小齿轮年磨损量应在原齿弦厚（以节园处为准）的2%以下。我公司使用的5.03×6.4溢流型球磨机小齿轮在规定范围内应为正常磨损，应取得良好润滑状态，粗糙的机加工痕迹逐渐消失，两接触齿面的凹凸不平逐渐被磨去，齿面粗糙度大为降低，在两齿面会有金属移失因此产生光滑的齿面。然而该球磨机在检查齿轮磨损状况时发现小齿轮磨损较快，齿面存在不同程度的擦伤、胶合、以及塑性变形。
结合宏观检查方法采用红外测温仪在球磨机正常运转状态，对小齿轮齿宽方向五点均布温度进行测量，与近期检查记录比较验证小齿轮齿面磨损、受力的变化趋势。
以1#球磨机小齿轮的齿面温度五点均布曲线为例。可以看出小齿轮齿面温度分布异常，左侧温度明显过高。现场检查1#球磨机小齿轮齿面磨损较快，齿面节线处可见点蚀引起的金属剥落。
结合小齿轮齿面温度统计数据，正确分析小齿轮运转状态下，齿轮表面的润滑状态、稳定状况。为我们了解小齿轮齿面磨损的变化趋势，分析球磨机小齿轮齿面磨损较快产生的原因及采取措施起着重要的作用。
（二）存在问题。1#球磨机小齿轮齿面磨损较快，齿面节线处可见点蚀引起的金属剥落。小齿轮温度分布异常，左侧温度明显过高。
2#球磨机小齿轮齿面严重磨损，齿顶擦伤严重，节线处可见点蚀引起的金属剥落，小齿齿面塑性变形严重。
7#球磨机小齿轮齿面磨损较快，节线处可见塑性变形，以及点蚀引起的金属剥落。
（三）分析产生的原因及采取措施。根据对球磨机小齿轮磨损情况的宏观检查及齿面温度测量。分析球磨机小齿轮齿面整体磨损严重的主要原因是润滑油基础粘度较低，在开式齿轮齿面上不能形成有效润滑油膜，起不到对齿面的润滑保护作用，齿面金属直接接触，导致齿面磨损严重，小齿轮两端出现“台阶”，齿面擦伤、胶合、点蚀。
利用计划检修时间尽快检查，石墨基润滑剂中的石墨固体添加剂在喷洒系统的沉淀，清理管路防止造成堵塞，及时清理齿轮罩内的油脂，避免小齿轮带到废油参与润滑。
采取基本措施选用较高粘度的润滑油，高粘度的润滑油能够在齿面形成有效油膜，降低齿面磨损，有效缓解齿面损伤的再次扩散。
三、断齿
（一）小齿轮齿面载荷集中。4#球磨机小齿轮发现断齿，断齿位于齿轮左侧，约50mm齿宽。齿面存在载荷集中，小齿轮齿面擦伤严重，齿面节线处有塑性变形。对小齿轮轴承轴向、垂直、水平三个方向的振动检测，振动值未超出允许范围。小齿轮齿面温差为50C，在允许范围。高温区域在齿面中间偏左，齿面左侧明显载荷集中。应尽快停机清理齿面，检查是否有其它断齿裂痕存在。
（二）调整小齿轮轴系与大齿轮的平行关系。将球磨机小齿轮轴系两端联轴器脱开，吊起小齿轮装置认真清理轴承座底面。按预定位置清理轴承座底面接触位置，特别注意清理出轴承座预定调整方向的位置，保证轴承座调整方向的底面平整光滑。重新放入小齿轮装置，将球磨机小齿轮装置轴承座与底板用螺栓预固定。在小齿轮齿面上涂红漆，盘动小齿轮使其与大齿轮啮合，调整球磨机齿轮副的接触率，沿齿长不低于50%，沿齿高不低于40%，接触斑点应趋于中部，大小齿轮的齿侧间隙要调整到1.40—2.05mm之间。
（三）调整齿轮辐齿顶间隙。重新找正后的齿轮辐齿顶间隙应取0.25 M（M为齿轮的模数）。回装检修后的小齿轮，应尽量靠近大小齿轮齿根处的磨损台阶位置安装，不能做到时可适当将齿顶间隙留大，但最大不要超过0.45 M（M为齿轮的模数）。否则应采取凿去或打磨掉齿面磨损台阶的处理措施，如果处理上有一定的困难应考虑更换小齿轮。
四、改进齿轮辐润滑状态修复小齿轮的磨损面
（一）采用修复润滑技术修复磨损齿面。就我公司小齿轮齿面修复工作而言，修复润滑比机械处理更为合理。使用专用修复润滑剂在具备足够润滑性能的同时，利用修复润滑剂内含高活性、高功效的特制化合物，该化合物具备对金属表面施予化学腐蚀和机械磨损功能，快速消除齿轮表面上参与啮合的接触高点。能够在短时间内恰到好处地去除齿面部分金属材料，同时清除有发展趋势细微裂纹。啮合点处的表面材料经均匀磨损后被去除，但对于表面层本身的影响却很小。
采用这项技术，能够非常容易地修复刮痕、擦痕或刻痕，塑性材料发生的形变也能在一定程度上得到修复。采用修复润滑技术修复磨损齿面，可在球磨机正常运转的情况下，使用手动喷油设备，人工将修复润滑剂均匀地喷涂在齿轮表面。
（二）改善润滑条件。目前我公司φ5.03×6.4型湿式溢流型球磨机齿轮副润滑采用喷洒润滑系统使用含有固体添加剂的润滑油，经一年多的使用实践证明小齿轮齿面磨损较快，齿面节线处有明显塑性变形。小齿轮周围废油堆积严重，含有杂质铁屑堆积油会被重新带回齿轮副参与润滑给齿面带来伤害。
分析认为采用不含固体添加剂的润滑油会改善齿轮辐的润滑状态，选用粘度适中有利于均匀喷洒，能承载重负荷、振动负荷的开式齿轮的润滑剂。有针对选用符合现有喷油系统工作能力，适用现有油过滤器功能，有利于废油排放，更便于现场管理的润滑剂。在有效地延长现用开式齿轮的使用寿命的同时还可以做到低用量。
五、结束语
球磨机是矿山选矿系统中的重要设备，球磨机齿轮辐投入运行后发生小齿轮磨损较快，齿面载荷集中，疲劳裂纹出现，若不及时采取针对性措施，将导致齿面上点蚀坑数量上升和尺寸增大，缩短小齿轮使用寿命。通过对球磨机小齿轮损伤情况的分析和总结，提出防治措施，延长小齿轮使用寿命。提高设备利用率。