摘要：球磨机在水泥、磷肥、磁性材料、新型墙体材料、电力等行业有着广泛的应用，是主要的粉磨机械设备。在球磨机中，大齿轮是关键零件之一，其外形较大，加工制作与安装的难度都很大。当前许多企业的球磨机大齿轮都表现出寿命较短的情况，最短的使用寿命甚至不足4年。因此，对球磨机大齿轮磨损寿命进行改善十分重要，一方面是确保生产系统稳定运行，延长维修周期，另一方面是节省成本，以免停机造成经济损失。
关键词：球磨机大齿轮；磨损寿命；措施
前言
伴随着我国的工业大发展，球磨机在企业生产的设备是重要的设备之一。然而大多数的球磨机大齿轮寿命都不会很长，大概使用寿命在六年到十年之间。造成球磨机大齿轮寿命降低的最主要的原因就是齿轮的磨损问题。在球磨机运行过程中大齿轮的磨损会有很大的影响因素，我们在设备安装过程中就要针对大齿轮进行细致，科学的安装，每一步安装都要按照相应的规范来进行，对大齿轮的密封性能要给予足够的保障，对于球磨机大齿轮的运行维护以及保养我们要按照设备使用说明书进行操作，同时要最大程度上保障球磨机的运行周边环境，降低周边环境的粉尘含有率，同时对于齿轮的用油问题也要给予足够的重视，合理的选择润滑油。根据现场的使用情况以及经验来分析，球磨机齿轮在运行过程中磨损量越大，齿轮的使用寿命越低。因此为了有效的保障球磨机的使用寿命，我们就要从大齿轮的使用寿命进行详细的分析，认真分析大齿轮在运行过程中的磨损问题，分析引起齿轮磨损的原因，并且根据实际的磨损情况来找出符合实际的处理对策，进行有效的维修。同时人们在日常维护过程中也要对球磨机的大齿轮进行必要的定期维护，保障大齿轮在运行过程中减少磨损情况的出现，提升大齿轮的使用寿命，进而达到提升球磨机运行寿命的目的。
1球磨机运行特点
1.1球磨机结构
球磨机的齿轮传动形式为半开式，小齿轮位于大齿轮的左侧或右下侧，依靠传动轴固定在传动座上。齿轮副对应的安装角约为20°。大齿轮有两种基本结构，分别为整体式与对开式，而排列方式主要分为直齿、斜齿与人字齿。为有效防止粉尘，以及避免润滑油外溅，齿轮副需要设有相对完整的防护罩。
1.2球磨机运行工况
从整体上看，球磨机运行切实存在一些问题，如负荷过大、速度相对较慢、存在冲击负荷等，而且在正常运行时，球磨机还会进入一定量的灰尘，对传动等造成不同程度的影响。
2球磨机大齿轮磨损原因分析
关于球磨机在运行过程中出现齿轮磨损的问题，主要的影响因素有三个。第一个是齿轮的润滑出现了一定的问题；第二个是球磨机齿轮的密封性能出现了问题；第三个是球磨机齿轮的硬度出现了问题。文章主要就是针对这三个问题进行详细的阐述以及分析。
2.1球磨机大齿轮的润滑选取使用问题
在球磨机齿轮运行过程中，润滑是齿轮正常运行的重要因素和手段，因此在选择润滑油以及相应的润滑方式的过程中要格外重视。具有良好润滑的齿轮不仅仅能够有效地降低运行噪音，同时还能够减少齿轮运行过程中的磨损问题。但是在实际的球磨机运行过程中由于很多原因的存在，球磨机的齿轮润滑在选择过程中没有受到足够的重视。在选择齿轮润滑过程中并没有详细的了解每一种润滑油的性能区别以及作用区别。最为关键的很多时候润滑油的选择并没有按照球磨机运行要求的润滑油进行选择，同时再加上齿轮润滑方式的不正确，就非常容易导致齿轮在运行过程中出现问题，一旦齿轮的润滑粘度不足，没有让齿轮在运行过程中形成适当的油膜，就会导致齿轮运行过程中的磨损问题。有的企业甚至选择废机油来替代齿轮润滑油，里面的杂质很可能导致齿轮运行过程中的磨损严重。因此为了有效的减少球磨机齿轮运行过程中的磨损问题，我们要合理科学的选择润滑油，同时要注意润滑方式的选择。
1.2球磨机齿轮的密封性能出现问题
在球磨机设备的传动齿轮中，一般的设计要求齿轮尺寸都会有一定的余量，保障安装调试使用。目前我国大多是的球磨机传动齿轮的加工方式都是端面加压加工，这种工艺加工必然有其优点，但是有一个非常明显的缺陷就是对于齿轮的密封性能不能够有效的保障。在球磨机运行一段时间之后，齿轮的端面会出现毛毡挤压问题，随着运行的进一步延长，毛毡会逐渐的失去应用的弹性，这样就会大致毛毡失效，出现齿轮运行过程中的磨损问题。同时由于毛毡的失效，会导致毛毡处出现一定的缝隙，一旦球磨机的运行环境粉尘较多，就会导致粉尘进入球磨机齿轮运行部位，造成齿轮润滑效果不够，出现磨损问题。同时由于密封性能不足，会导致齿轮出现干摩擦现象，这样就会严重的影响齿轮的运行，导致齿轮磨损加剧。齿轮密封性能的不足不仅仅影响了齿轮的使用寿命，同时对于设备的整体维修也有严重的影响。
1.3球磨机大齿轮的材质硬度导致齿轮出现磨损问题
关于齿轮的硬度已经做出了明确的规定。规定要求，大齿轮的硬度在HB300的硬度以上，小齿轮的硬度在HRC45硬度以上。但是大多数时候，在齿轮制作加工过程中，齿轮的硬度并没有达到相应的标准要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时很多时候为了有效的减少齿轮的检修时间，消除内应力的加工工艺也会被取消，这样就对齿轮的硬度要求造成了很大的折扣，让齿轮出现硬度不足，出现运行磨损问题。
3延长球磨机大齿轮磨损寿命的有效措施
3.1优化设计和制造
3.1.1提升加工制造精度
当前我国球磨机大齿轮加工制造精度通常为级9—9—8DC，而齿面粗糙度大多在3.2m左右，若有效提升加工制造精度，同时降低齿面的粗糙度，这样不仅可以提升啮合准确度，还能对润滑进行改善，大幅提升膜厚比。
3.1.2使用新型材料
积极使用新型材料，保证齿面硬度国内球磨机大齿轮主要使用ZG45材料，已经有几十年的持续时间，这种材料无法进行淬火，标准规定尺寸在100mm的材料，其正火硬度应保持在HB160-217，但实际情况中极难超出HB170，和表面硬度为HRC45-50的小齿轮进行组合传动，会减少使用寿命。若使用大硬度材料，则成本差距并不大，可有效提高接触强度与耐磨性。此外，在齿轮生产完成之后，可以在其表面进行硬化处理和时效处理消除内应力，提高齿面的硬度，提高齿轮的耐磨性。
3.1.3提高重迭系数
重迭系数为渐开线齿轮传动过程中的关键参数，重迭系数越大代表接触齿轮数量越多，运行越平稳，齿轮荷载相对较小，而且油膜厚度也会有所增加，有效提升了齿轮自身的承载水平。在中心距保持不变的情况下，减小齿轮模数可起到增加重迭系数的作用。
从球磨机自身角度讲，提高重迭系数最为有效的措施为使用斜齿圆柱齿轮进行传动。
3.1.4准确调整滑动系数
磨损的起源主要为滑动，滑动系数是衡量传动的主要参数指标，可运用滑动系数对实际磨损量进行评估，对齿轮进行设计的过程中，应注意滑动系数不能超出许用值，并尽量使两个齿轮的滑动系数保持一致。
在实际工作中，可运用角变位等措施对滑动系数实施调整，减小相对滑动时的速度，进而有效提升齿面抗磨性能。
3.2完善安装和检修
3.2.1确保啮合精度
安装与检修过程中，应按照规范的流程执行，确保各种齿轮啮合精度。若不满足技术需求，需要对其进行调整知道满足需求。安装过程中，需对工作挠度变形进行充分考虑，算出出料侧标高差异，同时，确保正常运转情况下的啮合精度，以有效防止偏载问题。
3.2.2合理装配
小齿轮在到达使用期限以后需要及时更换，以免由于啮合间隙超标出现冲击负荷。在对小齿轮进行装配
时，应尽量使用压入法，以免热装时使小齿轮出现退火等问题。此外，如果齿轮可以由人工进行打磨处理，则在条件允许的情况下应实施喷丸处理，以此达到降低粗糙度的目的。
3.2.3大齿轮的修复利用
大齿轮在到达磨损期限以后，可根据磨损的情况进行修复再利用，通过修复再利用可节省一定备材费用，间接的延长了使用寿命。针对常规的齿轮而言，可运用大变位修复法，而变位较大的齿轮可使用大压力角修复法。
3.3加强润滑和密封
3.3.1选择最佳的润滑方式
由于润滑油以及相应的润滑方式对于球磨机齿轮的正常运行有很大的影响，因此在选择润滑油以及润滑方式的过程中要格外重视。确保润滑质量的前提，为选择最佳的润滑方式，实践表明，使用齿轮油喷射方式是最佳的选择。在选取齿轮油的过程中，应注意齿轮的负荷，还要通过膜厚比的计算检验齿轮润滑有效性。在明确运行参数等情况下，选择粘度与粘压系数相对较大的润滑油能有效提升膜厚比。合理调整喷射齿轮油时间间隔及喷射时间，保证齿轮齿圈都啮合时的都能有一定的油膜，实践表明，喷射时间间隔为30min为宜，喷射点及喷射量根据球磨机负荷及球磨机大小确定。
3.3.2改善齿轮进砂
保证齿轮的密封性，是提升润滑性能的重要举措，想要从根本上延长齿轮使用寿命，必须处理好进砂问题，改善齿轮罩的基本结构，并假设相应的挡砂结构，使齿轮整体具有较高的密封性。另外，还要对衬板螺栓结构进行改进，进而从根源上避免进砂。
3.4做好使用和维护
3.4.1使用前应实施良好跑合
跑合是提升齿轮副耐磨性的关键举措，齿轮在运行的前期会产生较大程度的磨损现象。通过良好跑合，能对齿轮表面状态进行改善，缩减峰尖高度，使粗糙度得到明显的降低，无需太大的油膜厚度即能防止发生金属接触，促使齿轮在极短的时间内进入正常的润滑阶段。
3.4.2强化日常维护
操作人员需要严格按照规范进行操作，操作维护人员要在实际工作中加强巡检，如定期检查喷射系统的稳
定性、齿轮啮合面的温度等。为了延长系统的使用寿命，对于大齿轮，每一到两年用有机溶剂完全清洗系统，确保系统畅通灵活，适时清除残留在齿面的积垢。
4结语
总而言之，对球磨机大齿轮造成磨损的原因是十分复杂的，在具体工作中，应采取合理的措施延长大齿轮使用寿命。针对正在运行的球磨机，应结合实际情况，找出潜在的各种问题，在保证安装与检修质量的基础上，切实做好润滑方式的选取，提高密封性能，并对养护进行强化，确保球磨机的大齿轮使用寿命达到最佳状态。
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[4]陈保国.球磨机齿轮磨损及对策[J].科技传播，2013.
论文作者:苏宇文
论文发表刊物:《探索科学》2016年9期
论文发表时间:2017/5/8
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