修復滿載運作中的大型開式齒輪設備
摘要:
就大型開式齒輪設備的齒面修復工作而言,修復潤滑比機械處理更具優(yōu)勢。即使是面對嚴重損壞的開式齒輪設備,修復潤滑仍能大大改善其運行狀況,從而可以推遲數(shù)年后再進行設備更換。除此之外,修復潤滑還能延長開式齒輪設備零部件的工作壽命,并使修復運作中的開式齒輪設備成為可能。
對于經營者來說,這就意味著開式齒輪設備能夠維持運作、繼續(xù)生產,不會因設備停機而產生損失。由于修復潤滑的流程復雜,建議在實施前咨詢專家。
過去,大型開式齒輪設備的齒面如果發(fā)生損壞,只能通過機械處理的方法進行修復,且修復費用昂貴。就開式齒輪設備的主流工作壽命與運作方式而言,上述修復方法無法得到令人滿意的高質量齒面。相反,生產損失與修復齒面所需的人力成本造成的費用卻相當高。如今,修復潤滑劑已廣泛應用于修復齒面損壞。經修復潤滑劑修復的齒面表面不但能恢復使用,并且其工作性能有所改善。此外,修復潤滑可以避免被修復表面再次破裂或產生新的齒面損壞。
與機械處理的修復方法相比,修復潤滑的關鍵優(yōu)勢在于開式齒輪設備可以維持正常運作,而在高載工況下甚至還能提升修復潤滑的效果。較之機械處理所需的數(shù)天停機時間,修復潤滑過程中那幾次用于操控與記錄的短暫停機可以忽略不計。
準則與成效
修復潤滑劑中含有高活性、高功效的特制化合物,能夠磨損掉所接觸到的材料。該化合物使金屬表面易受機械、化學或腐蝕磨損。因此,少量修復潤滑劑能夠在短時間內恰到好處地去除齒面材料--根據(jù)客戶的修復要求與技術可行性而定。
嚙合點處的表面材料經均勻磨損后被去除。然而,這種通過磨損材料達到的修復能力會受限于淬火后的齒面表面層厚度*,但對于表面層本身的影響卻很小。通過調整每個應用周期中潤滑劑的用量、應用持續(xù)時間與反應時間或整個修復過程所花費的時間,可以控制表面磨損量以及由此帶來的損傷性修復。采用控制磨損量的方式能夠使包括全部齒寬與齒高在內的齒面形狀變得平整,以匹配嚙合齒輪。
有了這項技術,能夠非常容易地修復刮痕、擦痕或刻痕,塑性材料發(fā)生的形變也能在一定程度上得到修復。當發(fā)生點蝕時,通過消除過載部位的材料可以防止損傷擴大或形成新點蝕,并使齒面上的載荷分布更均勻,從而減小了載荷峰值、增強了滾軋耐久性。
對于磨機設備,修復潤滑能在相對更短的時間內完成。與旋窯設備相比,磨機設備的轉速更快,齒接觸也更頻繁。另外,更快的滑動速度也會加快修復進程。根據(jù)損傷情況,磨機設備的修復潤滑需要一至二個工作日。而旋窯設備由于轉速更低、齒接觸更少,因此所需的修復潤滑劑用量更大,故修復潤滑需要二至三個工作日。
修復潤滑的局限性
控制磨損量的修復方式會受到損壞程度與損壞類型的限制。根據(jù)設備的基底材料,能夠達到百分之幾至十分之幾毫米的磨損量。通常,修復潤滑"僅僅"去除百分之幾毫米的磨損量,但已足以顯著改善運作狀況。
對于齒頂與齒側的毛刺、節(jié)圓上的凸起部分、齒根處的磨損、銳利的邊緣處以及較深的點蝕,不建議使用修復潤滑。上述類型的損傷必須通過銑(端銑刀、球面刀)或磨(修復材料磨損臺階的切割砂輪或齒面處理用的研磨片)等機械加工的方法修復。
操作人員該怎么做
首先,需要注意的是:處于保修期內的大型開式齒輪設備若需進行修復潤滑,必須獲得制造商與經營者的許可。
在進行修復潤滑的準備工作時,辨別并消除造成損壞的原因至關重要。根據(jù)齒面損壞的類型與程度,修復潤滑之前可能先要做機械處理(磨或銑)。
為了清楚地記錄下修復潤滑前后不同的齒面狀況及嚙合系數(shù),需要拍攝照片或對一些具有代表性的齒面使用硅膠取模。另外,隨時記錄同一個齒面的變化情況也很重要,這樣做能讓操作人員了解齒面的實際狀況及其變化過程。
修復潤滑會受到工況影響,故雖然修復潤滑過程中能基本持續(xù)設備運作不中斷,但是服務工程師仍需短暫停機以檢測情況。盡管存在損傷,進行修復潤滑前也應確保嚙合率至少達到0.6,否則需要對開式齒輪設備進行調整。
當潤滑系統(tǒng)使用磨合潤滑劑"不間斷運作"時,使用與氣壓系統(tǒng)相連接的手動噴油設備(例如Klübermatic LB)噴涂修復潤滑劑。
手動噴油設備能將大量修復潤滑劑噴涂在小齒輪軸承齒面和輪齒齒圈上,以保證潤滑劑均勻分布在整個工作齒面上。之后,材料磨損的過程就開始了。
完成以上步驟后,還需用少量修復潤滑劑修正齒面高度和邊緣齒形。
效果評估
以下是評估修復潤滑成效的幾個方法:
1.使用頻閃觀測儀目測正在轉動的開式齒輪設備(僅適用于磨機設備)
2.使用紅外線溫度計測量齒寬附近區(qū)域的溫度分布
3.測量小齒輪軸承的振動狀況(僅適用于磨機設備)
4.在頻閃觀測儀的照射下按固定間隔拍攝齒面照片
所有測量值記錄入數(shù)據(jù)庫
如有需要,可使用少量潤滑劑對齒面上仍存在輕微材料凸起處進行微調。專家很容易就能找到這些明亮的金屬凸起處。如果不存在這樣的區(qū)域,只需將修復潤滑劑均勻噴涂在整個齒面上即可。
當整個齒寬及其附近區(qū)域的溫度曲線趨于平穩(wěn),表示修復潤滑已完成。這意味著嚙合率應該已經達到0.8以上,表面粗糙部分、輕微刮傷處、劃痕、擦痕及較小的塑性變形都已消除,且不會再出現(xiàn)劇烈震動。
修復完成后,建議再使用一段時間磨合潤滑劑,以幫助消除修復過程中產生的輕微表面粗糙。
總而言之…
鑒于修復過程的復雜性及無意中造成損傷的危險性,修復潤滑只能由受過培訓且經驗豐富的服務工程師進行。然而,如果操作得當,修復潤滑是替代機械處理的最佳方案。就修復事宜而言,修復潤滑應當是首選。
由于修復潤滑可以在滿載下進行,大型開式齒輪設備的運營者可以避免停機所帶來的巨大損失。另外,齒面表面的修復潤滑劑還能提高開式齒輪的工作性能并防止產生新的齒面損傷,從而可以推遲數(shù)年后再更換設備。
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圖片子標題:
1 - 在修復損傷的過程中使齒面更平滑
圖中文字:
測量部位
1.刮傷后的齒面
2.使用磨合潤滑劑運行250小時后的效果
3.使用修復潤滑劑運行20小時后的效果
2 - 使用手動噴油設備噴涂修復潤滑劑
3 - 通過修復潤滑解決損傷困擾:從下圖中可以清晰地看到修復潤滑劑起到的效果
修復潤滑前的齒面
修復潤滑后的齒面
* 對于淬硬深度(Rht)在2毫米左右的滲碳硬化材料以及表面硬化材料(感應淬火的Rht值在10毫米以內,火焰淬火的Rht值在2-4毫米左右),采用修復潤滑技術是最好的選擇。對于滲氮層厚度(白層+擴散層)在1.5毫米左右的氮化硬化材料,不適合使用含特殊化合物的修復潤滑劑,因為它會破壞極薄的白層(5-30微米),而材料的硬度完全取決于白層的厚度。
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