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《太原理工大学》 2011年
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半流体润滑脂在矿用减速器上的应用研究

李新东  
【摘要】:随着我国煤炭工业的发展,综合机械化采煤方式得到了越来越广泛应用。采煤机、矿用刮板输送机、转载机、带式输送机和提升机等的装机功率越来越大,相应配套的减速器也就不断地加大。然而这些减速器大多数处在煤尘、水、石、泥、沙等恶劣工作环境中,加上又长时间处于高速重载下工作,其密封部位极易遭到破坏,导致漏油的事故频频发生。另一方面,井下空间小,散热条件差,导致长时间重负荷工作的减速器润滑油温度比较高,润滑油很快会因高温变质而失效。因此减速器在漏油、少油、高温的情况下工作时,其润滑部位的润滑条件很快变差,出现齿面胶合、轴承过度磨损等现象。这些机械化设备是煤矿高产高效的重要保证,如何保障这些设备的正常运行和有效开机率也就得到人们越来越多的重视。 本文通过分析矿用齿轮减速器的润滑机理与失效机理,给出了矿用齿轮减速器主要失效形式和主要影响因素。根据目前矿用齿轮减速器出现的问题,分析了常用的矿用减速器润滑介质已不能满足现代矿用减速设备在高温、高速、重载工况下使用要求的性能,主要体现在润滑介质的耐高温性差、极压性低、粘附性与成膜性弱、几乎不具有高温自密封性等。针对这些问题,提出使用半流体润滑脂来代替矿用减速器常用的润滑油—N320中负荷工业齿轮油,通过仿真研究和工业性试验充分证明了其独特的、优良的性能,满足了现代矿用齿轮减速器的使用要求。 齿轮箱的发热是其失效的主要原因之一。以三级圆锥-圆柱齿轮减速器的第三级齿轮副作为研究对象,分析了润滑介质在模型中的流场分布和齿轮箱温度场所需的边界条件。通过体积相分布图、温度云图、速度云图和的第三级齿轮副作为研究对象,分析了润滑介质在模型中的流场分布和齿轮箱温度场所需的边界条件。通过体积相分布图、温度云图、速度云图和线速度点图来分析两种润滑介质分别在粘附性、耐高温性、成膜性和高温自密封性等方面的性能。半流体润滑脂的性能均优于N320中负荷工业齿轮油。在耐高温性能上,比较啮合点处的平均温度,N320中负荷工业齿轮油比半流体润滑脂高约60℃;在高温自密封性能上,半流体润滑脂能自动补偿轴与密封圈之间、密封面或焊缝之间0.5mm以下的间隙,不泄漏、不污染。而N320中负荷工业齿轮油对于0.3mm以下轴与密封圈之间、密封面或焊缝之间的缝隙也不能补偿。同时发现减速器输入轴转速在2000r/min以下时,齿轮箱热平衡温度变化较平稳;超过此转速时齿轮箱热平衡温度急剧上升,极易造成润滑脂的失效变质。齿轮的浸油深度大于1.5倍齿高时,齿轮副啮合处的温度超过齿轮箱的最高温度值,极易造成齿面磨损、胶合等后果。 最后,为了对半流体润滑脂的实用性做进一步的考察,本课题进行了工业性试验研究,并同N320中负荷工业齿轮油的现场应用情况进行对比,证明了半流体润滑脂具有更加良好的耐高温性、高温自密封性、粘附性和成膜性;工业性试验也为半流体润滑脂在矿用减速器上的进一步推广应用及本课题的进一步研究做了示范性应用案例。论文的研究对类似润滑系统的研究有重要的参考价值,同时为煤矿如何正确选用和应用润滑介质具有一定的实际指导意义。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD40

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