提升机减速机高温原因分析及整改措施研究

娄岩文

（山东东华水泥有限公司淄博万华分公司，山东 淄博 255000）

水泥粉磨站辊压机熟料提升机减速机夏季油温高，处于高温报警状态，增加了故障风险。提升机传动方式为双驱动模式，即2 台减速机同时带动提升机运转，减速机分东西两侧摆放，电机功率160kW，高速轴转速1500rpm，低速轴转速15.05rpm，油浴润滑，在用油CKD320 齿轮油，加油量230L。提升辊压机出口熟料，安装于38m 高空、露天，常年受环境温度、熟料高温影响，尤其是夏季高温阳光直射及高温熟料辐射传导热量，减速机无冷却水降温。进入5月份处于高温运行状态，进入6～8月份处于高温报警状态，只能靠轴流风机降温，减速机高速Ⅰ-Ⅱ道轴承每年有2～3 个月温度超过80℃，油温有2～3 个月超过70℃，安全运行受到极大考验。冬季处于水泥销售淡季可对减速机进行检修及换油，夏季减速机轴承处于高温状态、故障频发，一直是困扰企业的难题。经过对轴承故障、齿面胶合、润滑用油进行综合分析，发现轴承、齿轮故障均与润滑有关，轴承故障出现前，油温长期处于高温状态，对轴承、齿面磨损加剧，最终引发故障发生。针对减速机高温问题制定解决措施，整改后消除了减速机高温和故障隐患。

1 轴承与齿轮故障

1.1 轴承与齿轮故障

2020年5月2 日，巡检人员日常巡检时发现东侧减速机Ⅱ道轴承声音异常、振动大，测量轴承端盖温度86℃，维修人员打开减速机观察口发现Ⅱ轴轴承已损坏，滚柱烧结，如图1 所示。在线更换轴承，但是更换轴承后减速机异音未消失。2020年5月7 日，在例行检查西侧减速机过程中，打开减速机箱体发现Ⅱ道轴轴承也损坏1 盘。对东台减速机再次开盖检查齿轮、轴承，发现减速机Ⅱ轴齿轮齿面宽度有长22mm 胶合、烧结痕迹，Ⅲ道轴齿面与Ⅱ轴齿面啮合处有轻微胶合，如图2 所示，检查其他齿面均有不同程度点蚀，麻点疲劳剥落，非工作面点状锈蚀。

图1 轴承滚柱烧结

图2 齿面烧结

1.2 轴承更换

领取轴承检查外观完好、无锈蚀，测量出厂游隙，符合标准。停机对东西减速机胶合、烧结的轴承和齿轮进行更换，轴承放入油池加热油温至100℃取出装配，安装后又对轴承安装游隙进行测量，符合要求，减速机检修更换轴承和齿轮投运后，噪音、振动虽已消除，但是油温没有降下来，从6月4 日开始出现持续高温，7月2 日14:00 时，Ⅱ道轴轴承端盖温度86℃，轴承内部实际温度86℃+15℃=101℃，夜间轴承温度72℃。点检记录如表1。

表1

从表1 中温度记录数据看，夏季减速机及油温非常高，润滑和散热效果较差，油膜厚度降低，直接影响减速机使用寿命，甚至造成设备故障和事故。

1.3 在线用油取样检测分析

7月2 日，对在用油取样检测分析：粘度为165cst，机杂0.05%，水分500ppm，酸值0.25mgKOH/g，元素分析Fe55ppm，Cu18ppm，Ca32ppm，Si23ppm。 粘 度 由320cst降为165cst，可能原因长期高温运行，齿轮剪切，油膜破裂；酸值由0.55～0.6 降为0.25mgKOH/g，说明油中添加剂消耗殆尽，抗氧性降低，引起非工作齿面锈蚀；油中Fe 含量55ppm，来源于齿面和轴承磨损的可能性较大；Cu 含量18ppm，主要来源于轴承铜保持架磨损，对轴承的危害较大，造成轴承滚柱与保持架配合间隙加大，运行中振动、噪音异常。

2 轴承与齿轮磨损原因分析

2.1 环境温度和熟料高温

夏季进场熟料温度120～150℃，虽经入库倒运散热，由辊压机破碎后，进入提升机温度仍达80～100℃，造成设备温度高，由提升机主轴传递到减速机低速轴温度升高。破碎后的粉料进入提升机料仓，因销轴与轴套、粉料混合于料仓内部，微分渗透到链条两侧的销轴和轴套引起磨损，提升机负荷加大，经过调取DCS 数据监控对比分析，重新更换提升机料斗到夏季运行，运行电流变化幅度达10～15A。减速机为露天、高空安装，环境温度高，减速机润滑方式油浴润滑，没有冷却系统。夏季受到日晒吸热，环境温度高达50～55℃，箱体温度高于80℃，通过轴流风机冷却降温，降温效果不良。

2.2 滚动轴承失效与游隙分析

停机检查发现轴承内圈、外圈有磨损痕迹，2～3 个滚柱有不同程度烧结。轴承安装时内圈与主轴属于过盈配合，长期工作在高温环境下，外圈受热膨胀缩小，测量轴承端盖温度86℃，轴承内部实际温度与端盖相差15℃，轴承实际温度101℃，在100℃时内圈热膨胀致使轴承游隙缩小，造成轴承发热胶合、烧结，抱死，使轴承提前失效。Ⅱ道轴轴承滚柱烧结塌架主轴下沉导致Ⅱ轴齿面与Ⅲ轴齿顶啮合异常破坏油膜而烧结啮合齿面。

2.3 减速机用油分析

用油CKD320 重负荷闭式齿轮油，矿物级。倾点-8℃，四球机烧结负荷245kg，适合工作温度65℃以下，如高于70℃，氧化速度加快，油品寿命降低，需频繁换油，方能保持减速机轴承、齿轮安全运行。夏季油温长期保持在80℃左右，氧化速度快，Ⅱ道轴承处转速1400～1450rpm，油膜强度、四球机烧结负荷大大降低，引起轴承异常磨损寿命降低，严重时引起轴承滚柱烧结。轴承磨损、胶合发出了与原有频率不同的异常声音和振动异常，又会引起温度再次升高，直至轴承胶合、抱死。CKD320 齿轮油是在油温40℃下运动粘度是320cst，油膜厚度良好，但是随着油温的逐渐升高，油品老化速度加快，油膜强度和润滑性能越来越低，当温度达到80℃时，粘度还有48.2cst，油膜强度还有15%，油膜无法形成，滚柱与内外圈、保持架直接接触，造成摩擦热更高，轴承严重磨损，引起轴承振动、声音异常。轴承振动和声音异常根本原因来自于润滑不良，油品老化变质，润滑性能降低，换油不及时引起轴承磨损、胶合、烧结。由此推断，润滑不良是轴承磨损故障高的主要原因，设备短时间内频繁停机清洗换油，影响到设备安全运行，所以CKD320 齿轮油不适合该减速机润滑需求。

3 减速机润滑整改措施

3.1 提升减速机润滑油品质

选用适合高温、重载荷的合成齿轮油，抵抗重载荷的同时耐高温。根据考察、调研，选用适合减速机高温的合成齿轮油 BESLUX GEARSINT 320，粘度320cst，粘度指数184，工作温度-30～120℃，倾点-40℃，四球机烧结负荷315kg。合成齿轮油 BESLUX GEARSINT 320 与CKD320 技术性能对比，应用BESLUX GEARSINT 320 更适合减速机润滑用油，有效的保护齿面和轴承润滑，夏季减速机油温可降低8～10℃，按换油周期5年计算，轴承寿命8～10年，齿轮寿命10年。

3.2 在用油检测与油品净化

设定6 个月对在用油粘度、机杂、水分、酸值进行监测分析，使之符合要求。因减速机处在高空、露天，天气干燥，空中粉尘大，极易通过通气孔进入减速机油箱，雨雪天气及冬夏季温差大油箱内部产生冷凝水，增加油中水分含量。在减速机侧增加一套油品净化系统，对减速机油箱定时过滤净化油中污染、磨损颗粒和水分，保持油中机杂0.02%以下，水分300ppm。

3.3 润滑技术升级实施效果

2020年7月6 日对上述两台提升机减速机用油更换为BESLUX GEARSINT 320 合成油，润滑系统改造后，选取7～10月各部轴承端盖和油温点检记录分析，夏季轴承温度和油温普遍降低10℃。减速机运行良好，轴承无振动，噪音明显降低。换油后轴承各部和油温情况如表2。

表2

减速机润滑改造后效果非常明显，完全达到了预期的目的，设备运转平稳，无异音，检查齿面油膜良好，油液清亮，未发现有异常情况。

4 结语

通过提高提升机减速机的润滑油品质，提升润滑管理，减速机油温降低；提升油品清洁度，故障消除；充分验证了机械设备故障的源头是润滑不良造成的，润滑做好了，轴承、齿轮间摩擦系数就会降低，设备运转正常，寿命增加，才能更好地为生产服务。