立磨減速機潤滑系統(tǒng)中高壓分流方式分析
2025-12-04
肖鵬高，李鄭凱，金會濤
（洛陽礦山機械工程設(shè)計研究院有限責任公司）
引言
立磨減速機裝置用于把主電機的扭矩傳給立磨磨盤，使磨盤作中速旋轉(zhuǎn)，同時將磨盤的載荷傳給與減速機輸出軸相聯(lián)結(jié)的法蘭盤，再通過法蘭下部的推力軸承傳給減速機箱體，最后傳入地下。立磨減速機潤滑系統(tǒng)的功能是向減速機的推力軸承提供定量高壓油，起靜壓支承作用；以及向減速機內(nèi)的齒輪和軸承提供低壓油，起潤滑、冷卻和沖洗作用。本文介紹了立磨減速機潤滑系統(tǒng)中常用的三種高壓分流方式，并對三種分流方式進行了對比分析。
01 立磨減速機潤滑系統(tǒng)工作原理
立磨減速機潤滑系統(tǒng)由高壓供油系統(tǒng)和低壓供油系統(tǒng)組成，原理見圖1。
圖1 立磨減速機潤滑系統(tǒng)原理
(1)低壓供油系統(tǒng)。減速機電機開啟前，先開啟低壓泵電機2，低壓泵1從減速機箱體吸油，經(jīng)單向閥4—過濾器6—冷卻器7—流量計8后，一部分油液經(jīng)減壓閥9向高壓系統(tǒng)供油；其余油液流向滑動軸承油池和齒輪箱各軸承、齒輪潤滑點作潤滑和冷卻用，同時對系統(tǒng)油液進行清潔過濾。
(2)高壓供油系統(tǒng)。低壓油流穩(wěn)定后，再開啟高壓泵電機12，4個高壓泵11從低壓系統(tǒng)吸油，每個高壓油泵輸出的油液經(jīng)分流裝置13分流后輸岀同流量的4路高壓油，向減速機的16個推力軸承輸送，使止推壓力板浮起，在平面推力軸承與止推壓力板之間形成一定厚度的油膜，以避免出現(xiàn)混合摩擦而損壞軸承。高壓油流穩(wěn)定后，即可開啟減速機電機，轉(zhuǎn)動減速機。
02 常用的高壓分流方式
2.1 采用液壓同步馬達的分流裝置
液壓同步馬達是將若干個結(jié)構(gòu)和排量相同的液壓馬達機械串聯(lián)在一起形成的同步分流器。在理論上，如果每一聯(lián)馬達的內(nèi)泄漏量為零，則進出每一聯(lián)的油液體積流量相同叫從而實現(xiàn)流量同步。采用液壓同步馬達的分流裝置如圖2所示。高壓油泵輸出的油液經(jīng)液壓同步馬達分流后輸出同流量的4路高壓油，液壓同步馬達的4個出油口處均自帶溢流閥，防止因其中一路高壓油路壓力超高而損壞設(shè)備，影響其他油路的正常供油。
圖2 采用液壓同步馬達的分流裝置
采用液壓同步馬達的分流裝置一般選用齒輪式同步馬達，其流量分配精度主要取決于馬達的加工精度，誤差可達1%～3%。立磨減速機一般選用ISO VG320重負荷工業(yè)齒輪油，液壓同步馬達在高粘度、高轉(zhuǎn)速的工作場合下，往往會產(chǎn)生比較大的噪聲和振動，對現(xiàn)場環(huán)境造成噪聲污染，影響出油口壓力傳感器的輸出信號及使用壽命。采用液壓同步馬達的分流裝置在設(shè)計中需要考慮減振和降噪，設(shè)計中可采取在液壓同步馬達底座上安裝減振墊，將液壓同步馬達進出油口管路設(shè)計成軟管等方案。
2.2 采用調(diào)速閥的分流裝置
調(diào)速閥是一種由節(jié)流閥和減壓閥串聯(lián)組成的流量控制閥。該閥用于調(diào)節(jié)流量，使之基本恒定，不受壓力和溫度的影響。采用調(diào)速閥的分流裝置見圖3。高壓油泵輸出的油液分成4路高壓油，在每一路高壓油上均配置一個調(diào)速閥，根據(jù)每一路高壓油流量需求及調(diào)速閥的流量特性曲線將4路調(diào)速閥都調(diào)整成同樣的開度，即可實現(xiàn)流量同步。在高壓油泵出油口處設(shè)置一個溢流閥用于限定系統(tǒng)最高壓力。
圖3 采用調(diào)速閥的分流裝置
調(diào)速閥中的節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)通過的流量，減壓閥則自動補償負載變化的影響，使節(jié)流閥前后的壓差為定值，消除了負載變化對流量的影響叫在工作過程中高壓油經(jīng)過節(jié)流閥和減壓閥時會存在節(jié)流損失和壓差損失，產(chǎn)生無效的熱能，因此采用調(diào)速閥的分流裝置效率相對較低，在負載較低時更加明顯。
調(diào)速閥中的節(jié)流閥前后壓差與減壓閥彈簧力成正比，在實際工作中，彈簧壓縮量存在一定變化量，因此節(jié)流閥前后壓力差及流量都不是絕對恒定，其流量調(diào)節(jié)誤差在5%以內(nèi)，調(diào)節(jié)精度比液壓同步馬達低一些。其優(yōu)點是成本較低，備件采購比較方便。
2.3 直接采用多壓力輸出口柱塞泵
多壓力輸出口柱塞泵可以在一個泵體上配置兩個或多個相互獨立的壓力輸出口(多個相同或不同流量)，根據(jù)設(shè)計的不同，可以實現(xiàn)每個柱塞單獨輸出或多個柱塞組成一個輸出口，同流量輸出口的柱塞泵流量調(diào)節(jié)誤差可達2%以內(nèi)。多壓力輸出口柱塞泵能在不同負載條件下分別輸出獨立的油路，既不需要增加分流裝置，又不會因為高壓油路負載不同而相互影響。直接采用多壓力輸出口柱塞泵的原理見圖4。一個泵體上配置4個流量相同的壓力輸出口，不需要另外配置分流裝置即可實現(xiàn)流量同步，只需要在每一路高壓油上配置一個溢流閥和一個壓力傳感器即可。
圖4 直接采用多壓力輸出口油泵
和上面兩種分流方式相比，直接采用多壓力輸出口柱塞泵的流量分配精度更高，潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和使用效果上來看，采用多壓力輸出口柱塞泵是最優(yōu)選擇，但是其結(jié)構(gòu)精密，價格昂貴，目前只有國外少數(shù)廠家能生產(chǎn)，采購的經(jīng)濟成本和時間成本最高。
03 高壓分流方式對比分析
從價格，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，流量調(diào)試，分流精度幾個方面對三種方式的優(yōu)缺點進行對比分析，見表1。
表1 高壓分流方式對比
結(jié)合現(xiàn)場使用效果來看，采用液壓同步馬達的分流裝置價格適中，無需調(diào)試即可實現(xiàn)分流，分流精度完全滿足使用需求，是性價比最優(yōu)方案。用戶招標以及生產(chǎn)廠家設(shè)計時可以優(yōu)先考慮此方案。
來源：《水泥工程》2022(5)
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