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釜用減速機齒輪點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	點擊數(shù)：
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242
　綜述
減速機是釜用攪拌的重要組成部分，齒輪是減速機
的心臟，在減速機的使用過程中，齒輪損壞是減速機失
效的主要原因之一，齒輪損壞故障形式有：齒面點蝕、
齒輪折斷、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性流動等。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。隨著運行
部各裝置的擴能改造，聚合釜、凝聚釜、膠液罐等釜類
攪拌器的減速機設(shè)備也逐漸增多，齒輪損壞故障時有
發(fā)生，對裝置長周期穩(wěn)定運行存在較大隱患。根據(jù)統(tǒng)
計2019年一年內(nèi)我公司運行部釜類減速機齒輪損壞的情
況，并針對損壞情況剖析了故障原因，提出相應(yīng)的改進
措施，并在實施后減少了減速機齒輪點蝕，延長了釜用
攪拌減速機的使用壽命。
一、點蝕原理及機理
齒輪的齒面點蝕屬于表面疲勞磨損，是指齒輪嚙合
時，齒輪齒面衰面在變化的接觸應(yīng)力作用下，使材料產(chǎn)
生裂紋和分離出細小金屬片或金屬顆粒而破壞的結(jié)果。
齒輪齒面點蝕現(xiàn)象如圖1所示，齒輪齒面金屬表層產(chǎn)生片
狀剝落，從而形成麻點及麻坑。當齒輪出現(xiàn)點蝕以后，
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，同時也破壞了齒面嚙
合的準確性，甚至引起相當大的動負荷，最終導(dǎo)致齒輪
齒面的大面積剝落，致使報廢。
圖1　齒輪點蝕
根據(jù)克拉盞里斯基的磨損疲勞理論，點蝕的機理
是：由于齒輪齒面材料表面粗糙度的存在，齒輪兩個齒
面接觸是不連續(xù)的；磨損是由于實際接觸面的局部變形
和局部應(yīng)力而產(chǎn)生的材料機械破壞過程；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發(fā)展階段中最重要的階
段，同時必須考慮到相互作用的雙重特性和接觸的不連
續(xù)性。
二、引起點蝕的影響因素
2019年運行部各裝置釜類減速機故障部位及故障狀
況統(tǒng)計見表1。
表1　釜類減速機故障統(tǒng)計
序號 設(shè)備名稱 型號 狀況
1 SEBS凝聚末釜 H2RV7B 齒面點蝕銹蝕，軸承磨損
2 SEBS加氫釜 H2RV11B 齒面點蝕磨損，軸承磨損
3 SBS凝聚首釜 B2SV05B 軸承及齒面點蝕磨損
4 SBS凝聚首釜 B2SV05B 軸磨損、齒面點蝕
5 SBS凝聚首釜 B2SV05B 齒面點蝕磨損，軸承磨損
6 SIS膠液罐 H3RV11 軸磨損、齒面點蝕
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，齒輪齒面點蝕是減速機在使用過程
中最常見的故障現(xiàn)象。根據(jù)分析，造成減速機齒輪點蝕
現(xiàn)象的影響因素有減速機裝配制造精度、減速機安裝精
度、減速機載荷、潤滑油等。
1.減速機精度
影響減速機精度的因素有兩個：一是減速機裝配精
度；二是減速機制造精度。減速機的早期點蝕原因之一
是由于減速機裝配精度低，齒輪接觸不好造成齒輪局部
釜用減速機齒輪點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】針對企業(yè)應(yīng)用中釜類攪拌器減速機齒輪出現(xiàn)點蝕的現(xiàn)象，剖析了齒輪發(fā)生點蝕的機理及發(fā)生過程，對引
起減速機齒輪點蝕的影響因素進行了分析。結(jié)果表明：引起減速機齒輪點蝕的影響因素主要有減速機精
度、減速機安裝精度、減速機載荷、潤滑油油質(zhì)和油溫。采取適當增加減速機的服務(wù)系數(shù)、嚴格控制設(shè)
備的安裝精度、控制設(shè)備的運行載荷、增加減速機外置冷卻系統(tǒng)、添加抗磨耐壓的添加劑等措施，可有
效減少釜用減速機齒輪點蝕。
【關(guān)鍵詞】減速機；齒輪；點蝕；影響因素；改進措施
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2022.11.080
243
　綜述
超負荷而產(chǎn)生的，齒輪的局部載荷過大使實際接觸應(yīng)力
大大超過了齒輪材料的允許接觸應(yīng)力，部分齒輪達不到
全齒接觸或僅在齒的一端接觸，甚至是對角接觸。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
加工時齒向誤差過大造成的。
在減速機的制造精度方面，齒輪材料的選擇正確與
否以及使用負荷的匹配情況，齒輪熱處理硬度的選擇與匹
配，也是影響早期減速機齒輪產(chǎn)生點蝕的一個重要原因。
2.減速機安裝精度
在減速機安裝時，對電機和減速機、減速機和被帶
動設(shè)備間未經(jīng)精確的找正，便有可能存在左右兩路傳動
的不同步性，均載效果差。在這種情況下，一側(cè)傳動齒
輪可能不承受負荷，而另一側(cè)傳動齒輪則超負荷，這很
容易引起齒輪齒面產(chǎn)生點蝕。表1中，序號7、序號8兩臺
減速機齒輪的疲勞磨損，損壞的齒輪即是由于減速機安
裝精度控制不當，兩端跳動超過0.15mm，造成齒輪齒面
局部接觸負荷過大而造成的。
3.減速機載荷
減速機載荷主要來源有兩個：
一是被帶動設(shè)備載荷較大，對于釜用攪拌設(shè)備減速
機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，造成減速機載荷過大使得齒
輪產(chǎn)生點蝕；
二是傳動軸承振動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、傳動軸承剛度
等原因，引起軸系振動，造成齒輪傳遞載荷增大也會產(chǎn)
生齒面點蝕。表1中，序號3、序號4及序號5攪拌設(shè)備減
速機所產(chǎn)生的齒面點蝕即是減速機載荷過大所致。
4.潤滑油
潤滑油主要用于減少設(shè)備運動部件表面間的摩擦，
同時對機器設(shè)備具有冷卻、密封、防腐、絕緣、功率傳
送、清洗雜質(zhì)等作用。潤滑是能減少機械傳動中的磨
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中，如何創(chuàng)造減速機齒輪良好
的潤滑條件，采用合理的潤滑技術(shù)避免齒輪齒面點蝕、齒
輪磨損等損傷正受到現(xiàn)場技術(shù)人員越來越多的重視。
（1）潤滑油油質(zhì)的影響
齒輪產(chǎn)生齒面點蝕的首要條件是有微裂紋，然后在
工作運行過程中齒輪多次重復(fù)受載，裂紋不斷擴展，導(dǎo)
致點蝕。而齒輪材料裂紋的源頭可以是由于機械加工過
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
紋逐漸被拉開擴大，以至延伸到齒輪表面而脫落。
通常情況下，潤滑油的黏度對齒輪點蝕的影響很
大，工作過程中由于接觸壓力產(chǎn)生的高壓油會以波的形
式以極高的速度進入齒輪裂紋，對齒輪裂紋壁產(chǎn)生強大
的沖擊。一般情況下，潤滑油越稀越容易滲透到裂縫中
去，從而造成裂紋的擴展，而黏度大的潤滑油有緩沖吸
振性強的特點，容易建立承載油膜。因此，提高潤滑油
的黏度，可以減緩潤滑油對齒輪的沖擊，減緩裂紋的擴
展，增強齒輪的抗點蝕能力。
在生產(chǎn)使用中，釜用減速機多處于露天裝置，減速
機上無防水裝置，且運行部地處雨水較多區(qū)域，減速機
因油封、油標等密封件失效導(dǎo)致雨水進入減速機油箱，
致使?jié)櫥蛢?nèi)水分含量偏高而乳化。通過對現(xiàn)場減速機
的維護，發(fā)現(xiàn)減速機進水主要來源是減速機輸入端油封
（見圖2）位置，油封經(jīng)過長時間運行磨損壞后，通過減
速機輸入軸與外界形成連通而進水，造成潤滑油變質(zhì)。
潤滑油乳化后，潤滑油的黏度降低，齒輪抗沖擊能力降
低，造成齒輪點蝕。
圖2　減速機輸入端
（2）添加劑
除了潤滑油的黏度外，潤滑油的一些成分，如油性
劑、耐壓添加劑，也會起到降低摩擦，增大邊界油膜的
強度，在一定程度上也可以提高齒輪的抗點蝕能力。但
是在對添加成分的選擇上也應(yīng)注意，如果潤滑油中存有
腐蝕性物質(zhì)，會導(dǎo)致金屬齒面銹蝕，從而引發(fā)裂紋，如
果潤滑油中存在氣泡也會造成齒輪齒面過早的脫落。因
此，應(yīng)綜合考慮潤滑油的黏度、添加劑性能等方面，正
確選用，合理加入，可改善潤滑油的物理化學(xué)性質(zhì)，對
潤滑油賦予新的特殊性能，或加強其原來具有的某種性
能，滿足更高的要求，提高潤滑油性能，盡量避免潤滑油
對點蝕造成的負面影響，達到提高齒面的抗點蝕能力。
（3）油溫的影響
在潤滑系統(tǒng)中，油溫過高也會導(dǎo)致潤滑油黏度降
低，不利于齒輪齒面間的油膜形成，齒輪嚙合面的潤滑
244
　綜述
膜變薄，齒面的抗磨能力降低，齒輪出現(xiàn)點蝕。另一方
面，對潤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齒輪
提供有效潤滑。因此，對于油溫的控制，應(yīng)在合適的范
圍，保證齒輪潤滑，減少齒輪點蝕的形成。
三、減少點蝕的措施
1.在項目建設(shè)過程進行釜用攪拌器減速機訂貨或者
申報時，可適當提高減速機的服務(wù)系數(shù)，對減速機齒輪
材料的選擇正確與否以及使用負荷的匹配情況，熱處理
硬度的選擇與匹配進行前期充分的技術(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
點蝕。
2.攪拌器減速機在安裝時，對電機和減速機、減速
機和被帶動設(shè)備間進行精確的找正，使兩端跳動不超過
0.1mm，保證減速機安裝精度。
3.對于釜用攪拌減速機，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，從而減少齒輪點蝕。減速機出現(xiàn)軸承損壞、振動
較大時，及時更換減速機，并對更換下的減速機修復(fù)軸
承及軸承與軸承座間間隙來減少由于振動帶來的減速機
載荷增大，以此延長齒輪使用壽命。
4.對釜用攪拌減速機選擇合適的潤滑油，油質(zhì)出現(xiàn)
問題時及時更換，并找出使減速機油變質(zhì)的原因，預(yù)防
減速機油再次出現(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
成的潤滑油變質(zhì)對減速機齒輪的損壞而需要更換整臺減
速機，并且增加過濾器，減少潤滑油中的雜質(zhì)，保證潤
滑油的質(zhì)量。
圖3　外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)減速機
釜用減速機使用循環(huán)水進行冷卻，循環(huán)水中的鈣化
物會在內(nèi)冷管內(nèi)沉積造成內(nèi)冷管換熱效果差，甚至堵塞
造成潤滑油油溫過高，因此，應(yīng)該定期對減速機內(nèi)冷管
進行化學(xué)清洗，保證內(nèi)冷管的撤熱效果，減少潤滑油溫
度過高對減速機齒輪壽命的影響。減速機在選擇合適的
潤滑油后可適當按照比例混合一些抗磨耐壓的添加劑，
以此來增強減速機齒輪的潤滑效果，減少減速機齒輪的
點蝕。
四、結(jié)論
減速機齒輪發(fā)生點蝕的影響因素較多，不僅與減速
機自身的制造精度、材料、硬度配比有關(guān)，還和減速機
的安裝精度、載荷分布和潤滑油的使用有著密切的關(guān)
系。采取適當提高減速機的服務(wù)系數(shù)、嚴格控制設(shè)備的
安裝精度、控制設(shè)備的運行載荷、增加減速機外置冷卻
系統(tǒng)、添加抗磨耐壓的添加劑等措施，可一定程度減少
釜用減速機齒輪點蝕現(xiàn)象，延長減速機的使用壽命。
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作者簡介：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，工程師。

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