开式齿轮自动抹油润滑系统设计

张页川，沈保明，蒲浩清

（长江三峡通航管理局，湖北 宜昌 443002）

引言

齿轮传动作为现代大型机械设备的核心部件，其运行状态关乎设备的安全运行。良好的润滑是保障齿轮传动系统的系统安全运行的重要前提[1]。若缺少良好的润滑，齿轮传动系统之间会造成齿系间干摩擦，轻则加速齿系磨损，导致齿轮异响，重则发生断齿，极易引发安全隐患。当前润滑方式多样，人工涂抹费时费力，间隔时间长易造成欠润滑导致设备磨损。喷射润滑装置会导致润滑介质飞溅，造成浪费且容易污染环境[2-3]。因此，选择合理的润滑方式不仅能保证齿轮传动系统的正常运行，还能延长齿轮的使用寿命[1-2]。

为了提高齿轮润滑的自动化程度且避免喷油润滑带来的系列问题，保证齿轮的润滑效果，本文设计了一种开式齿轮自动抹油系统。

1 开式齿轮自动抹油润滑系统的设计

该装置主要应用在低速重载需要周期性润滑的大型开式齿轮润滑的场合，润滑脂的黏度为0~2号，本设计对应的齿轮参数情况如下，小齿轮与大齿轮啮合，小齿轮为主动轮，大齿轮为从动轮，齿轮模数为50，压力角为20°，该润滑装置通过给小齿轮涂抹所需的润滑油脂，利用大小齿轮传动时的啮合，从而实现对大齿轮齿面的润滑。

1.1 自动抹油装置的组成

自动抹油装置主要由2套油脂刷头、机架、储油罐、润滑油脂推送装置、电机、控制装置及油管等零部件组成[3]。油脂刷头是整套润滑装置的核心部件，其作用为将小齿轮齿面均匀涂抹润滑油脂，确保齿面润滑充足。机架是由钢材焊接而成，主要是保证整套润滑装置的结构稳定。油脂推送装置可实现定量推送储油罐中储存的润滑油脂，确保润滑油脂涂抹定量可控，避免涂抹过程的浪费和污染。电机为润滑油脂推送装置提供动力，控制装置则可实现刷头与小齿轮齿面的贴合，确保齿轮正反转两种情况下的齿面均能正常润滑。

1.2 刷头的设计

润滑油脂刷头由长板、短板、毛刷、刷头体等部分组成。为了保证单次刷油过程中整个齿面充分润滑，刷头长度设计为齿面宽度，刷头内部初步设计为壁厚合适的中空临时储油腔。刷头中间留有一列数量合适的出油孔，出油孔两侧和中间均匀布置三列长度略高于长板的毛刷，确保运行过程中润滑油脂能均匀涂抹至齿面。刷头上下两端各有一个短轴，便于刷头固定在保持架上，保证其工作的稳定性，具体布置方式如图1所示。

1.3 机架的设计

机架的主要作用是保持油刷在刷油过程中的稳定，同时便于系统控制以及安装，其示意图如下页图2所示。弯曲连接杆为带一定厚度的弧形板，用以连接油刷和机架主轴部分，其中连接刷头一侧通过弯曲连杆上的可调紧固件与刷头上的短轴相连，可以调节刷头安装角度，以便刷头带毛刷的一面可以更好地贴合在小齿轮齿面，同时也便于刷头的更换，另一侧安装在主轴上，主轴上留有相应的凹台以及卡簧，弯曲连杆通过紧固件套在主轴的凹台上，当弯曲连杆承受周向力时，会绕主轴产生转动，当外力移除时，弯曲连杆在弹簧力的作用下又会回到最初位置。主轴内外侧部分用四根成一定角度的杆固定在底盘上，内支撑杆内部空间用以安装电机，电机主轴与安装在底盘中心的轴承连接，底盘与底座连接固定，电机运行时带动底盘一起转动，便于将油刷从齿轮齿面靠近或移走，方便工作安装使用。

1.4 供油系统的设计

供油系统主要由柱塞泵，储油箱，电机，油管，单向阀等零部件组成。储油箱用于储存润滑介质，电机给系统提供动力，柱塞泵将润滑油脂传输到刷头的薄壳内腔。在油箱的进出油口管路分别设置单向阀，用于控制油箱内润滑介质的进出，管路等用于输送润滑介质，联通整个系统。

2 系统的工作原理

自动抹油装置的刷头前端是柔性长短板。工作前，刷头长板搭在待润滑的齿面，短板抵在齿前端。工作时，齿轮转动带动刷头随之转动，油脂推送装置将储油罐的油脂经油管和刷头提前预留的油孔流出，长板内侧的毛刷和长板将干油均匀地刮到齿面，待该齿面刷完后，刷头通过安装在主轴上的可调节弹簧回弹后搭至下一齿面，通过齿轮转动涂抹下一齿面，随着啮合齿轮的不断转动，该过程不断重复，直至完成整个齿面干油抹油。齿轮反转时，通过控制装置转动底盘，使原先贴合齿面的刷头离开齿轮转动范围，另一套刷头与齿面贴合，使长板部分搭在待润滑的齿面上，重复上述过程，完成另一齿面的润滑。

3 开式齿轮自动抹油润滑系统的优点

1）自动抹油润滑系统提高了自动化程度，减少了人工，提高了工作效率。

2）只要齿轮转动，自动抹油润滑系统就开始工作，齿轮转速越快，抹油速度也越快，保证了齿轮工作时润滑的稳定性，避免了齿轮干摩擦传动。

3）自动抹油润滑系统利用柱塞泵的特性，调整电机转速可以实现对出油量的精确控制，减少了润滑油脂的浪费，同时避免了对环境造成污染，降低了润滑成本。

4 结论

分析了常见的低速重载开式齿轮润滑方式存在的问题，设计了一种开式齿轮自动润滑系统，提高了润滑系统的自动化程度和工作效率，保证了齿轮传动系统润滑的稳定性，确保了润滑作业时安全性、方便性，同时又降低了施工劳动强度和润滑油脂损耗，减少了润滑过程中对设备以及周围环境的污染。