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润滑脂在煤矿带式输送机中的应用

点击数:5时间:2015-10-31 09:08:57 来源:百盛机械

摘要:煤矿带式输送机由于滚动轴承承载面积小,单位平均压力大,润滑油膜容易破坏,因此,滚筒与托辊的润滑剂选用与填充量非常重要。

润滑脂

带式输送机是煤矿地面生产系统及井下原煤输送的主要设备,它是靠传动滚筒与输送带之间的摩擦力来传递动力。托辊用来支撑输送带及输送物料,滚筒与托辊是带式输送机中用量最多的重要部件,滚筒及托辊两端各安装一套滚动轴承,所以,轴承的润滑情况直接关系到传动效率、电机的功率消耗、输送机的正常运行等。由于滚动轴承承载面积小,单位平均压力大,润滑油膜容易破坏,因此,滚筒与托辊的润滑剂选用与填充量非常重要。

1 带式输送机工作条件分析及滚动轴承的润滑剂

带式输送机工作地点狭窄、潮湿、煤尘大,并且常受到矸石、煤块和其他机械的冲击,在重载、中低速传动条件下运行,输送机各部件机构紧凑、外壳牢固而沉重,因此,启动、运行时温度较高,且不宜经常打开端盖和拆卸,所以,滚筒和托辊在使用中,注油不方便,需要长期工作不必更换润滑剂,并且润滑部位分散,需要防腐、防尘,在低速、高温、重载、有冲击振动、间歇逆转运动等的条件下运转,零部件的瞬间启动表面温度有的高达100℃以上。润滑油不易维持油膜厚度,选择润滑油作为润滑剂不太实用。

润滑脂与润滑油相比具有不需特殊的供油系统,更容易保持在轴承油腔中,可有效防止污染物、水分、和水汽侵入,保证轴承长期运转而不更换润滑剂,结构简单等优点,特别是其在滚筒和托辊运转时发生稀化形成和润滑油相近的状态,从而起到润滑作用,在滚筒、托辊停止运转时又能回到半固体状态,保持在摩擦面上不流失。所以,对于滚筒与托辊中的滚动轴承的润滑,选择润滑脂是比较理想的润滑剂。带式输送机中,除了减速器等少数部件中的滚动轴承采用润滑油润滑外,绝大多数旋转部件的滚动轴承均采用润滑脂润滑。

2 煤矿机械中常用的润滑脂

钙基润滑脂(俗称黄油)用脂肪酸钙皂稠化中等粘度的矿物油并以水为胶溶剂制成,其特点是抗水性强、廉价,但使用寿命短,需经常补充新脂。因以水为溶剂,所以遇到较高温度便会由于水分蒸发而使润滑脂的结构破坏,产生油皂分离,而在低温下,又会由于水结冰而使钙皂硬化。因此,它既不能用于高温,也不能用于太低的温度,适用于低于60℃的温度环境,滴点在80~100℃之间。适用于煤矿井下环境潮湿,温度不高,中等载荷,且可以经常补充新脂的条件下。

复合钙基脂不含水分,以醋酸钙代替水作为胶溶剂。它的优点是耐高温、抗水性强、胶体安定性和化学安定性好。适用于工作温度-10~150℃范围及潮湿条件下机械设备的润滑。

纳基润滑脂是由脂肪酸与氢氧化钠(烧碱)皂化成纳皂,然后稠化中等粘度的矿物油制成。特点是耐高温和使用时间较长,可用于工作温度-10~120℃和环境干燥的润滑部位。其缺点是抗水性极差,遇水即成乳化液而失去润滑作用,因此,不能用于潮湿、与水接触的润滑部位。

钙纳润滑脂是以动植物油钙纳混合皂稠化中等粘度矿物油而制成,性能介于钙基脂与纳基脂之间。用于工作温度80~100℃的润滑部位,使用中允许与微量水汽或潮气接触。但是,不能用于低温。在煤矿机械中,可用于温度较高的中等载荷和较重载荷的滚筒轴承润滑。

锂基润滑脂是以硬脂酸锂皂稠化中等粘度矿物油,并添加抗氧化剂和胶体稳定改善剂而制成的一种高效润滑脂。滴点高于180℃,具有良好的抗水性、机械安定性、防腐蚀性、化学安定性和低温性,使用寿命长,可使用在潮湿与水接触的机械部件上,适用于-20~120℃范围内的机械设备的滚动轴承,并能长期在120℃左右环境下使用。在煤矿机械中,广泛用于大功率采煤机和输送机的电动滚筒轴承和带式输送机的各种滚筒、托辊轴承的润滑。

二硫化钼锂基润滑脂,在锂基润滑脂中加入适量的胶体二硫化钼粉末,便成为二硫化钼锂基润滑脂,适用于工作温度-20~120℃范围内的矿山机械、起重机械等重载荷的齿轮和轴承的润滑,并能用于有冲击载荷的部件。它的缺点是不可与其他脂类混合,更换时要清理干净。

3 润滑脂的选择

应根据被润滑部件所承受的载荷大小和性质、运转速度、工作温度、环境条件及其他特殊要求来选择润滑脂的品种和牌号。主要从以下几方面选择:

基础油的粘度

润滑脂的润滑性主要取决于基础油的粘度。当轴承温度高、载荷大、低速时,应选用基础油粘度高的润滑脂,反之,则选用低粘度的润滑脂。

针入度

在高温、低速、重载的条件下,选用针入度小的润滑脂,反之,选用针入度大的润滑脂。对于充填式的加注方式选用针入度小(稠度大)的润滑脂;采用集中润滑系统的应选用针入度大(稠度小)润滑脂;采用脂杯或脂枪润滑时,选用针入度居中的润滑脂。

滴点

润滑脂的滴点应高于轴承工作温度的20~30℃。

机械安定性

对于转速不太高的轴承,为了减小摩擦转矩,特别是减小启动转矩,应尽可能选用低粘度的润滑脂。纳基润滑脂的机械安定性比钙基润滑脂的好。

成渠性

滚动轴承在运转中,轴承内多余的润滑脂能保持在保持架上而不流下来的能力,称为润滑脂的成渠性。低速运行的轴承选择一般的成渠性即可,高速运行的轴承应选用成渠性较好的润滑脂。

4 润滑脂的填充量

实践证明,滚动轴承的润滑效果并不与润滑脂的充填量成正比,见图1,如果润滑脂选得合适,并且充填量适中,则轴承启动时的温度按曲线1变化,开始温度升高,达到最高温度后,逐渐降低并保持较低的一个稳定状态。如果轴承及轴承座内充脂量过多,可能会导致轴承的工作温度迅速上升,轴承运转时产生很大的阻力;如果充填量过少,达不到润滑的效果,轴承旋转时金属面就会产生干摩擦,会使轴承温度迅速升高,图中曲线2是不理想的状态,曲线3是不允许的。

图1 滚动轴承的温度曲线

图1 滚动轴承的温度曲线

根据煤矿带式输送机的工作环境,滚筒、托辊装配时,轴承内充脂量应为轴承空隙的2/3~3/4,滚筒轴承座油腔中应充满,托辊密封圈之间的空隙也应该充满,起补充循环作用。

5 结语

由于带式输送机工作环境条件差、维护管理不方便,并且受空间条件限制,使用润滑油对滚筒与托辊进行润滑不现实,而润滑脂具有不流动、不滑落、密封防尘性能好和抗压、防腐蚀等优点,特别是它具有所谓"流变性",适合煤矿中滚筒与托辊的润滑,所以,煤矿用带式输送机中滚筒与托辊的润滑剂选择润滑脂。综合以上几个润滑脂特点,选择锂基润滑脂比较理想。近年来由于综合机械化采掘设备的出现和发展,锂基润滑脂的应用越来越多,其优点逐渐展现出来。根据多年的实践经验,润滑脂选用不当,会引起滚动轴承的过热、磨损等,影响带式输送机正常运行。生产中装配滚筒与托辊时选用2号锂基润滑脂。装配时滚筒与托辊中润滑脂的充填量要适中。

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