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釜用減速機(jī)齒輪點(diǎn)蝕影響因素分析及措施

文檔作者：胡剛文檔來源：中石化巴陵石油化工有限公司橡膠部		更新日期： 2026年08月18日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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242
　綜述
減速機(jī)是釜用攪拌的重要組成部分，齒輪是減速機(jī)
的心臟，在減速機(jī)的使用過程中，齒輪損壞是減速機(jī)失
效的主要原因之一，齒輪損壞故障形式有：齒面點(diǎn)蝕、
齒輪折斷、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性流動(dòng)等。在
化工生產(chǎn)中，特別是橡膠生產(chǎn)過程中，釜用攪拌在聚合
反應(yīng)、凝聚反應(yīng)、輔料配置等方面應(yīng)用較多。隨著運(yùn)行
部各裝置的擴(kuò)能改造，聚合釜、凝聚釜、膠液罐等釜類
攪拌器的減速機(jī)設(shè)備也逐漸增多，齒輪損壞故障時(shí)有
發(fā)生，對(duì)裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行存在較大隱患。根據(jù)統(tǒng)
計(jì)2019年一年內(nèi)我公司運(yùn)行部釜類減速機(jī)齒輪損壞的情
況，并針對(duì)損壞情況剖析了故障原因，提出相應(yīng)的改進(jìn)
措施，并在實(shí)施后減少了減速機(jī)齒輪點(diǎn)蝕，延長(zhǎng)了釜用
攪拌減速機(jī)的使用壽命。
一、點(diǎn)蝕原理及機(jī)理
齒輪的齒面點(diǎn)蝕屬于表面疲勞磨損，是指齒輪嚙合
時(shí)，齒輪齒面衰面在變化的接觸應(yīng)力作用下，使材料產(chǎn)
生裂紋和分離出細(xì)小金屬片或金屬顆粒而破壞的結(jié)果。
齒輪齒面點(diǎn)蝕現(xiàn)象如圖1所示，齒輪齒面金屬表層產(chǎn)生片
狀剝落，從而形成麻點(diǎn)及麻坑。當(dāng)齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕以后，
齒輪齒面的承載面積迅速減少，從而使接觸應(yīng)力急劇增
大，不僅加劇了齒面的疲勞破壞，同時(shí)也破壞了齒面嚙
合的準(zhǔn)確性，甚至引起相當(dāng)大的動(dòng)負(fù)荷，最終導(dǎo)致齒輪
齒面的大面積剝落，致使報(bào)廢。
圖1　齒輪點(diǎn)蝕
根據(jù)克拉盞里斯基的磨損疲勞理論，點(diǎn)蝕的機(jī)理
是：由于齒輪齒面材料表面粗糙度的存在，齒輪兩個(gè)齒
面接觸是不連續(xù)的；磨損是由于實(shí)際接觸面的局部變形
和局部應(yīng)力而產(chǎn)生的材料機(jī)械破壞過程；摩擦面某些部
分材料的疲勞破壞將取決于接觸區(qū)所承載的交變載荷。
點(diǎn)蝕過程是由三階段所組成的。一是齒輪面的相互
作用；二是在摩擦力的影響下，齒輪接觸面材料表層性
質(zhì)的變化；三是齒輪材料表面層的破壞和磨損微粒的脫
落。齒輪表面相互作用是這三個(gè)發(fā)展階段中最重要的階
段，同時(shí)必須考慮到相互作用的雙重特性和接觸的不連
續(xù)性。
二、引起點(diǎn)蝕的影響因素
2019年運(yùn)行部各裝置釜類減速機(jī)故障部位及故障狀
況統(tǒng)計(jì)見表1。
表1　釜類減速機(jī)故障統(tǒng)計(jì)
序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào) 狀況
1 SEBS凝聚末釜 H2RV7B 齒面點(diǎn)蝕銹蝕，軸承磨損
2 SEBS加氫釜 H2RV11B 齒面點(diǎn)蝕磨損，軸承磨損
3 SBS凝聚首釜 B2SV05B 軸承及齒面點(diǎn)蝕磨損
4 SBS凝聚首釜 B2SV05B 軸磨損、齒面點(diǎn)蝕
5 SBS凝聚首釜 B2SV05B 齒面點(diǎn)蝕磨損，軸承磨損
6 SIS膠液罐 H3RV11 軸磨損、齒面點(diǎn)蝕
7 SBS凝聚中釜 H2GV07 軸承損壞，軸磨損
8 SIS加氫釜 H2RV11B 輸入軸磨損，軸承磨損
從表1可以看出，齒輪齒面點(diǎn)蝕是減速機(jī)在使用過程
中最常見的故障現(xiàn)象。根據(jù)分析，造成減速機(jī)齒輪點(diǎn)蝕
現(xiàn)象的影響因素有減速機(jī)裝配制造精度、減速機(jī)安裝精
度、減速機(jī)載荷、潤(rùn)滑油等。
1.減速機(jī)精度
影響減速機(jī)精度的因素有兩個(gè)：一是減速機(jī)裝配精
度；二是減速機(jī)制造精度。減速機(jī)的早期點(diǎn)蝕原因之一
是由于減速機(jī)裝配精度低，齒輪接觸不好造成齒輪局部
釜用減速機(jī)齒輪點(diǎn)蝕影響因素分析及措施
胡　剛　　中石化巴陵石油化工有限公司橡膠部
【摘　要】針對(duì)企業(yè)應(yīng)用中釜類攪拌器減速機(jī)齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕的現(xiàn)象，剖析了齒輪發(fā)生點(diǎn)蝕的機(jī)理及發(fā)生過程，對(duì)引
起減速機(jī)齒輪點(diǎn)蝕的影響因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：引起減速機(jī)齒輪點(diǎn)蝕的影響因素主要有減速機(jī)精
度、減速機(jī)安裝精度、減速機(jī)載荷、潤(rùn)滑油油質(zhì)和油溫。采取適當(dāng)增加減速機(jī)的服務(wù)系數(shù)、嚴(yán)格控制設(shè)
備的安裝精度、控制設(shè)備的運(yùn)行載荷、增加減速機(jī)外置冷卻系統(tǒng)、添加抗磨耐壓的添加劑等措施，可有
效減少釜用減速機(jī)齒輪點(diǎn)蝕。
【關(guān)鍵詞】減速機(jī)；齒輪；點(diǎn)蝕；影響因素；改進(jìn)措施
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2022.11.080
243
　綜述
超負(fù)荷而產(chǎn)生的，齒輪的局部載荷過大使實(shí)際接觸應(yīng)力
大大超過了齒輪材料的允許接觸應(yīng)力，部分齒輪達(dá)不到
全齒接觸或僅在齒的一端接觸，甚至是對(duì)角接觸。這是
由于該齒輪副的兩中心線不平行或交叉偏差過大或齒輪
加工時(shí)齒向誤差過大造成的。
在減速機(jī)的制造精度方面，齒輪材料的選擇正確與
否以及使用負(fù)荷的匹配情況，齒輪熱處理硬度的選擇與匹
配，也是影響早期減速機(jī)齒輪產(chǎn)生點(diǎn)蝕的一個(gè)重要原因。
2.減速機(jī)安裝精度
在減速機(jī)安裝時(shí)，對(duì)電機(jī)和減速機(jī)、減速機(jī)和被帶
動(dòng)設(shè)備間未經(jīng)精確的找正，便有可能存在左右兩路傳動(dòng)
的不同步性，均載效果差。在這種情況下，一側(cè)傳動(dòng)齒
輪可能不承受負(fù)荷，而另一側(cè)傳動(dòng)齒輪則超負(fù)荷，這很
容易引起齒輪齒面產(chǎn)生點(diǎn)蝕。表1中，序號(hào)7、序號(hào)8兩臺(tái)
減速機(jī)齒輪的疲勞磨損，損壞的齒輪即是由于減速機(jī)安
裝精度控制不當(dāng)，兩端跳動(dòng)超過0.15mm，造成齒輪齒面
局部接觸負(fù)荷過大而造成的。
3.減速機(jī)載荷
減速機(jī)載荷主要來源有兩個(gè)：
一是被帶動(dòng)設(shè)備載荷較大，對(duì)于釜用攪拌設(shè)備減速
機(jī)的載荷主要來源于攪拌槳葉載荷，釜內(nèi)密度過大或液
位過高造成攪拌載荷增大，造成減速機(jī)載荷過大使得齒
輪產(chǎn)生點(diǎn)蝕；
二是傳動(dòng)軸承振動(dòng)太大而引起載荷增大，由于軸承
與軸承孔配合間隙太大、軸承游隙過大、傳動(dòng)軸承剛度
等原因，引起軸系振動(dòng)，造成齒輪傳遞載荷增大也會(huì)產(chǎn)
生齒面點(diǎn)蝕。表1中，序號(hào)3、序號(hào)4及序號(hào)5攪拌設(shè)備減
速機(jī)所產(chǎn)生的齒面點(diǎn)蝕即是減速機(jī)載荷過大所致。
4.潤(rùn)滑油
潤(rùn)滑油主要用于減少設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件表面間的摩擦，
同時(shí)對(duì)機(jī)器設(shè)備具有冷卻、密封、防腐、絕緣、功率傳
送、清洗雜質(zhì)等作用。潤(rùn)滑是能減少機(jī)械傳動(dòng)中的磨
損、改善零部件工作條件、提高設(shè)備預(yù)期壽命的有效方
法。因此在日常的齒輪維護(hù)中，如何創(chuàng)造減速機(jī)齒輪良好
的潤(rùn)滑條件，采用合理的潤(rùn)滑技術(shù)避免齒輪齒面點(diǎn)蝕、齒
輪磨損等損傷正受到現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員越來越多的重視。
（1）潤(rùn)滑油油質(zhì)的影響
齒輪產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕的首要條件是有微裂紋，然后在
工作運(yùn)行過程中齒輪多次重復(fù)受載，裂紋不斷擴(kuò)展，導(dǎo)
致點(diǎn)蝕。而齒輪材料裂紋的源頭可以是由于機(jī)械加工過
程中產(chǎn)生于材料表面，也可能是由于材料組織不均勻
（存在夾渣、氣孔或硬質(zhì)顆粒等）以及局部剪切應(yīng)力過
大，產(chǎn)生于表層（表面下），齒輪裂紋源反復(fù)受載，裂
紋逐漸被拉開擴(kuò)大，以至延伸到齒輪表面而脫落。
通常情況下，潤(rùn)滑油的黏度對(duì)齒輪點(diǎn)蝕的影響很
大，工作過程中由于接觸壓力產(chǎn)生的高壓油會(huì)以波的形
式以極高的速度進(jìn)入齒輪裂紋，對(duì)齒輪裂紋壁產(chǎn)生強(qiáng)大
的沖擊。一般情況下，潤(rùn)滑油越稀越容易滲透到裂縫中
去，從而造成裂紋的擴(kuò)展，而黏度大的潤(rùn)滑油有緩沖吸
振性強(qiáng)的特點(diǎn)，容易建立承載油膜。因此，提高潤(rùn)滑油
的黏度，可以減緩潤(rùn)滑油對(duì)齒輪的沖擊，減緩裂紋的擴(kuò)
展，增強(qiáng)齒輪的抗點(diǎn)蝕能力。
在生產(chǎn)使用中，釜用減速機(jī)多處于露天裝置，減速
機(jī)上無防水裝置，且運(yùn)行部地處雨水較多區(qū)域，減速機(jī)
因油封、油標(biāo)等密封件失效導(dǎo)致雨水進(jìn)入減速機(jī)油箱，
致使?jié)櫥蛢?nèi)水分含量偏高而乳化。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)減速機(jī)
的維護(hù)，發(fā)現(xiàn)減速機(jī)進(jìn)水主要來源是減速機(jī)輸入端油封
（見圖2）位置，油封經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行磨損壞后，通過減
速機(jī)輸入軸與外界形成連通而進(jìn)水，造成潤(rùn)滑油變質(zhì)。
潤(rùn)滑油乳化后，潤(rùn)滑油的黏度降低，齒輪抗沖擊能力降
低，造成齒輪點(diǎn)蝕。
圖2　減速機(jī)輸入端
（2）添加劑
除了潤(rùn)滑油的黏度外，潤(rùn)滑油的一些成分，如油性
劑、耐壓添加劑，也會(huì)起到降低摩擦，增大邊界油膜的
強(qiáng)度，在一定程度上也可以提高齒輪的抗點(diǎn)蝕能力。但
是在對(duì)添加成分的選擇上也應(yīng)注意，如果潤(rùn)滑油中存有
腐蝕性物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致金屬齒面銹蝕，從而引發(fā)裂紋，如
果潤(rùn)滑油中存在氣泡也會(huì)造成齒輪齒面過早的脫落。因
此，應(yīng)綜合考慮潤(rùn)滑油的黏度、添加劑性能等方面，正
確選用，合理加入，可改善潤(rùn)滑油的物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì)
潤(rùn)滑油賦予新的特殊性能，或加強(qiáng)其原來具有的某種性
能，滿足更高的要求，提高潤(rùn)滑油性能，盡量避免潤(rùn)滑油
對(duì)點(diǎn)蝕造成的負(fù)面影響，達(dá)到提高齒面的抗點(diǎn)蝕能力。
（3）油溫的影響
在潤(rùn)滑系統(tǒng)中，油溫過高也會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油黏度降
低，不利于齒輪齒面間的油膜形成，齒輪嚙合面的潤(rùn)滑
244
　綜述
膜變薄，齒面的抗磨能力降低，齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕。另一方
面，對(duì)潤(rùn)滑油中的添加劑而言，添加劑的溫度越高，相
應(yīng)的化學(xué)活性也就越高，在特定情況下將有利于對(duì)齒輪
提供有效潤(rùn)滑。因此，對(duì)于油溫的控制，應(yīng)在合適的范
圍，保證齒輪潤(rùn)滑，減少齒輪點(diǎn)蝕的形成。
三、減少點(diǎn)蝕的措施
1.在項(xiàng)目建設(shè)過程進(jìn)行釜用攪拌器減速機(jī)訂貨或者
申報(bào)時(shí)，可適當(dāng)提高減速機(jī)的服務(wù)系數(shù)，對(duì)減速機(jī)齒輪
材料的選擇正確與否以及使用負(fù)荷的匹配情況，熱處理
硬度的選擇與匹配進(jìn)行前期充分的技術(shù)交流，要求提高
齒輪裝配精度，保證齒輪的接觸精度，從而減少齒輪的
點(diǎn)蝕。
2.攪拌器減速機(jī)在安裝時(shí)，對(duì)電機(jī)和減速機(jī)、減速
機(jī)和被帶動(dòng)設(shè)備間進(jìn)行精確的找正，使兩端跳動(dòng)不超過
0.1mm，保證減速機(jī)安裝精度。
3.對(duì)于釜用攪拌減速機(jī)，合理控制噴膠量，控制釜
內(nèi)密度，穩(wěn)定釜內(nèi)液位，減少載荷及降低交變載荷的變
化率，從而減少齒輪點(diǎn)蝕。減速機(jī)出現(xiàn)軸承損壞、振動(dòng)
較大時(shí)，及時(shí)更換減速機(jī)，并對(duì)更換下的減速機(jī)修復(fù)軸
承及軸承與軸承座間間隙來減少由于振動(dòng)帶來的減速機(jī)
載荷增大，以此延長(zhǎng)齒輪使用壽命。
4.對(duì)釜用攪拌減速機(jī)選擇合適的潤(rùn)滑油，油質(zhì)出現(xiàn)
問題時(shí)及時(shí)更換，并找出使減速機(jī)油變質(zhì)的原因，預(yù)防
減速機(jī)油再次出現(xiàn)變質(zhì)。在保證油箱密封牢靠的情況
下，可以將減速機(jī)內(nèi)置內(nèi)冷管改為外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)
（如圖3），并在管線上增加過濾器，減少內(nèi)冷管破損造
成的潤(rùn)滑油變質(zhì)對(duì)減速機(jī)齒輪的損壞而需要更換整臺(tái)減
速機(jī)，并且增加過濾器，減少潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)，保證潤(rùn)
滑油的質(zhì)量。
圖3　外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)減速機(jī)
釜用減速機(jī)使用循環(huán)水進(jìn)行冷卻，循環(huán)水中的鈣化
物會(huì)在內(nèi)冷管內(nèi)沉積造成內(nèi)冷管換熱效果差，甚至堵塞
造成潤(rùn)滑油油溫過高，因此，應(yīng)該定期對(duì)減速機(jī)內(nèi)冷管
進(jìn)行化學(xué)清洗，保證內(nèi)冷管的撤熱效果，減少潤(rùn)滑油溫
度過高對(duì)減速機(jī)齒輪壽命的影響。減速機(jī)在選擇合適的
潤(rùn)滑油后可適當(dāng)按照比例混合一些抗磨耐壓的添加劑，
以此來增強(qiáng)減速機(jī)齒輪的潤(rùn)滑效果，減少減速機(jī)齒輪的
點(diǎn)蝕。
四、結(jié)論
減速機(jī)齒輪發(fā)生點(diǎn)蝕的影響因素較多，不僅與減速
機(jī)自身的制造精度、材料、硬度配比有關(guān)，還和減速機(jī)
的安裝精度、載荷分布和潤(rùn)滑油的使用有著密切的關(guān)
系。采取適當(dāng)提高減速機(jī)的服務(wù)系數(shù)、嚴(yán)格控制設(shè)備的
安裝精度、控制設(shè)備的運(yùn)行載荷、增加減速機(jī)外置冷卻
系統(tǒng)、添加抗磨耐壓的添加劑等措施，可一定程度減少
釜用減速機(jī)齒輪點(diǎn)蝕現(xiàn)象，延長(zhǎng)減速機(jī)的使用壽命。
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作者簡(jiǎn)介：胡剛（1989—），男，漢族，湖北黃岡人，
工學(xué)學(xué)士學(xué)位，湖南省岳陽(yáng)市云溪區(qū)中石化巴陵石油化工
有限公司橡膠部，設(shè)備科長(zhǎng)，工程師。

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