Применение воздухонагнетателей низкого давления в централизованных системах смазки

УДК 625.22

А.И. Пучков

ст. преподаватель, кафедра автомобилей и автомобильного хозяйства, Национальный горный университет, г. Днепропетровск

В.Г. Сансиев

канд. техн. наук, доцент, кафедра промышленной энергетики, ФГБОУ ВПО «Новгородский государственный университет»

ПРИМЕНЕНИЕ ВОЗДУХОНАГНЕТАТЕЛЕЙ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ В ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМАХ СМАЗКИ

Аннотация. Предложена конструкция форсунки для смазки открытых зубчатых передач с использованием воздухонагнетателя низкого давления. Испытания форсунки показали ее высокую эффективность при смазке привода рудоразмольной мельницы.

Ключевые слова: зубчатая передача, система смазки, форсунка, воздухонагнетатель, износ.

A.I. Puchkov, National Mining University, Ukraine

V.G. Sansiev, Novgorod State University

APPLICATION OF LOW PRESSURE BLOWERS IN CENTRAL LUBRICATION SYSTEMS

Abstract. Proposed design of the injector for the lubrication of open gears, using low pressure airsuper-charger. Tests showed its high efficiency nozzles for lubricating the ore mill drive.

Keywords: gear, lubrication system, nozzle, blower, wear.

Открытые зубчатые передачи не защищены от попадания загрязняющих веществ и часто работают в условиях недостаточной смазки или вообще без смазки. Наиболее характерной причиной отказа передачи является износ поверхности зубьев из-за интенсивного трения при недостаточной подаче смазки, приводящей к уменьшению размеров зубьев. Зачастую это и приводит к излому зубьев.

Привод рудоразмольной мельницы имеет открытую зубчатую передачу, состоящую из зубчатого венца и приводной шестерни. Такой привод прост в изготовлении и эксплуатации, а при обеспечении достаточной надежности - экономически оправдан. Срок службы венца в идеале должен быть равен сроку службы мельницы. Считается, что наибольший допустимый износ зубчатой пары не должен превышать 20% [1], однако на практике обычно величина износа достигает 30%.

Основной причиной абразивного износа привода мельниц является попадание в смазку цеховой пыли и рудной пульпы. Кроме того, зубчатые передачи имеют период приработки, после чего нагрузка равномерно распределяется по длине зуба. Однако вследствие того, что срок службы приводной шестерни значительно меньше срока службы зубчатого венца, шестерни в процессе эксплуатации мельницы меняются чаще. Поэтому имеет место многократная приработка.

Опыт эксплуатации мельниц показывает, что интенсивность и характер износа зубчатой пары определяется типом смазки, состоянием смазки в зоне контактирующих поверхностей и способом ее подачи.

Из множества систем смазки и смазочных материалов, применяемых для открытых зубчатых передач, в настоящее время наиболее предпочтительными являются автоматизированные централизованные системы смазки (АЦСС), использующие консистентные смазки. АЦСС обеспечивают гарантированное распыление заданного количества смазки в зону зацепления в заданное время и централизованный контроль ее подачи [2, 3]. Эффективность способа подачи смазки оценивается по расходу смазочного материала, коэффициенту полезного использова-

ния смазочного материала, качеству нанесения смазочного материала, износу зубьев открытой зубчатой передачи и др.

АЦСС обычно содержит насос с рабочим давлением до 350 бар; распределитель подачи нормированного количества смазки в пары трения; программируемый блок управления, обеспечивающий в автоматическом режиме контроль параметров смазки и режим ее подачи; систему подачи сжатого воздуха через форсунки распыления смазки; соединительную и трубопроводную арматуру, отличительной особенностью которой является применение трубопроводов малого диаметра и монтаж элементов АЦСС без сварки, а также блок подготовки сжатого воздуха давлением 3...6 бар. Сжатый воздух производится компрессором или отбирается из централизованной пневмосети.

В этой работе показано, что при отсутствии централизованной пневмосети вместо компрессора возможно применение низконапорного воздухонагнетателя. Такая система не требует применения блока подготовки сжатого воздуха.

Схема подачи смазки, приведенная на рисунке 1, состоит из сопла подачи густой смазки 1, воздуховода 2, имеющего в зоне выхода смазки из сопла завихрители в виде установленных под углом к оси воздуховода пластин 3. В качестве нагнетателя использован вентилятор ВР-88 с создаваемым давлением 1,2 кПа.

„ _ Л _ Рисунок 2 - Пятно

Рисунок 1 - Схема подачи густой смазки

с применением низконапорного

воздухонагнетателя

При выдавливании консистентной смазки из сопла в область смешивания, консистентная смазка под действием аэродинамических сил, обусловленных относительным движением фаз, теряет устойчивость, распыляется на капли и увлекается закрученным потоком воздуха в зону смазки. Скорость потока воздуха на выходе из форсунки составляет 28-30 м/с. Размеры пятна покрытия смазки и расстояние до смазываемой поверхности определялись экспериментально. Установлено, что при расстоянии от сопла до смазываемой поверхности 200 мм диаметр пятна покрытия составляет около 120 мм (рис. 2).

Система смазки с низконапорным нагнетателем на базе оборудования компании LINCOLN Gmbh была испытана на мельнице МШЦ 4,5х6 м цеха измельчения Центрального горно-обогатительного комбината (ЦГОК, г. Кривой Рог) для смазки ведущей шестерни. Оценка качества смазки производилась путем измерения величины износа зубьев шестерни. До внедрения АЦСС смазка зубчатой передачи осуществлялась периодически вручную, а срок службы вал-шестерни составлял около 12 месяцев. Схема измеряемых

размеров приведена на рисунке 3.

Износ определялся методом измерения длины хорд зуба шестерни на трех окружностях, имеющих диаметры на 20 мм, 40 мм и 60 мм меньше диаметра окружности вершин зубьев шестерни. Измерялись длины девяти хорд на одном зубе. Измерения выполнялись на трех отмеченных зубьях шестерни при планово-предупредительных ремонтах с помощью штангензубомера.

Рисунок 3 - Схема измерения длин хорд зубьев шестерни

Система смазки АЦСС была установлена через 5 месяцев после начала эксплуатации вал-шестерни. Результаты замеров износа одного из зубьев шестерни приведены на рисунке 4. На графике отмечены номера измеряемых длин хорд. Таким образом, первое измерение величины износа через 5 месяцев эксплуатации соответствует моменту времени установки АЦСС.

1 : 4 — | \ 7 \

"Л"'

.....;

.—г, г —

и.-"

V ~ / „..¿^ /1 1

5 10

Время эксплуатации, мес.

Рисунок 4 - Результаты замера износа зуба шестерни

Результаты измерений длин хорд отмеченных зубьев определили, что средняя величина износа составила: в первые 5 месяцев до установки АЦСС - 0,45 мм/мес, а после установки АЦСС - 0,07 мм/мес. При предельной (30%) величине износа толщины зуба у вершины на 6,0 мм, срок эксплуатации с АЦСС составит 85 месяцев.

В результате проведенных испытаний установлено следующее:

1. Срок службы вал-шестерни с АЦСС на мельнице МШЦ 4.5х6 № 92 ЦГОКа увеличится предположительно в 7 раз; расход пластичного смазочного материала составил 160200 г/сутки; АЦСС устойчива, безопасна и надежна в работе; АЦСС обеспечивает необходимый

автоматический режим работы (периодичность подачи смазки - до 2 мин/час), надежную работу на пластичных смазках Haftchmierstoff OGO и Malleus GL 95, отсутствие затруднений у персонала при заправке емкости насоса смазочным материалом и настройке режима смазки.

2. АЦСС мельницы МШЦ 4,5х6 № 92 не требует для работы сжатого воздуха.

3. АЦСС пластичной смазки позволяет экономить: электроэнергию - до 4%; затраты при производстве продукции - до 2%; расход смазочного материала - от 40 до 200%; затраты на обслуживание и ремонт - до 35%; стоимость машинного времени - до 4%.

Список литературы:

1. Виноградов Б.В. Пределы применимости привода рудоразмольных мельниц с зубчатыми передачами / Б.В. Виноградов, А.А. Кокамбо А.А. // Техника и технология обогащения руд. - М.: Недра, 1975. - С. 54-64.

2. Госман А.И. Централизованные системы смазки для дробильно-измельчительного оборудования // Горная промышленность. - 2004. - № 4. - С. 2-4.

3. Зябрев В.А. Мониторинг системы централизованной автоматизированной подачи консистентной смазки на рабочие поверхности зубьев открытой зубчатой передачи привода мельницы МШЦ 4,5X6,0 № 92 ЦГОКа / В.А. Зябрев, А.И. Пучков, Ю.А. Пучков // Вестник Национального горного университета. - 2010. - № 1. - С. 73-75.