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電梯傳動(dòng)潤滑油使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2013-11-07

李智
（甘肅省石油化工設(shè)計(jì)院，蘭州　730030）
　　摘　要：介紹了國內(nèi)電梯傳動(dòng)系統(tǒng)的主要類型及潤滑油的使用情況，分析了我國在該領(lǐng)域今后的發(fā)展趨勢。
　　關(guān)健詞：電梯；傳動(dòng)；潤滑油
　　前言
　　近幾年，我國城市化進(jìn)程明顯加快，一座座高層建筑如雨后春筍般在大江南北拔地而起，而電梯作為高層建筑中不可缺少的運(yùn)輸設(shè)備，在人們的日常生活中正發(fā)揮著越來越重要的作用。在此形勢下，我國電梯制造業(yè)也獲得了長足的發(fā)展，目前已有制造廠家200多家，年產(chǎn)量近3.0×104臺(tái)，保有量約3.0×105臺(tái)，成為僅次于日本、美國之后的第三大電梯生產(chǎn)國。同時(shí)，國內(nèi)電梯在機(jī)械設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制系統(tǒng)等方面已達(dá)到或接近水平，電梯的安全性、舒適性有了很大提高。
　　然而，與電梯行業(yè)發(fā)展形勢不相適應(yīng)的是，電梯傳動(dòng)系統(tǒng)潤滑油的選用還存在許多問題，行業(yè)內(nèi)部未能形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，市場上提供的油品也良莠不齊，已落后于曳引機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這必然會(huì)影響到電梯的使用壽命及安全性。
　　1　國內(nèi)電梯傳動(dòng)系統(tǒng)主要類型
　　Z常見的電梯傳動(dòng)系統(tǒng)是電機(jī)輸入動(dòng)力，經(jīng)過曳引傳動(dòng)傳輸?shù)睫I箱，使之產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)。電梯傳動(dòng)系統(tǒng)按傳動(dòng)方式可分為有齒傳動(dòng)和無齒傳動(dòng)，其中有齒傳動(dòng)由于工藝成熟，控制簡單而大量被采用，是目前國內(nèi)Z常見的電梯傳動(dòng)方式，約占98%以上；無齒傳動(dòng)對電機(jī)的要求較高，制造費(fèi)用大，在高速電梯中使用較多，目前市場上較難見到。常見電梯傳動(dòng)系統(tǒng)類型及所用潤滑油見表1。
表1 電梯傳動(dòng)類型及使用的潤滑油
　　我國目前90%以上的電梯采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，其他傳動(dòng)類型，如行星無機(jī)房電梯、液壓電梯以及無齒傳動(dòng)電梯近幾年也有了較大的發(fā)展，顯示出一定的生命力。
　　2　電梯傳動(dòng)潤滑油的性能要求
　　對于有齒傳動(dòng)電梯而言，其曳引機(jī)潤滑油的作用在于減少蝸輪蝸桿副或其他齒輪摩擦副在傳動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量，起到散熱作用，保證齒輪充分潤滑，減少摩擦，達(dá)到提高傳動(dòng)效果和承載力的目的。
　　現(xiàn)代有齒傳動(dòng)曳引機(jī)的齒輪箱結(jié)構(gòu)緊湊，加油量較少（約5-10kg），載荷變化大，電梯的運(yùn)行又無規(guī)律，因此要求潤滑油不僅要具有優(yōu)良的極壓抗磨性，還應(yīng)具有運(yùn)行和啟動(dòng)瞬間在齒輪表面建立起有足夠強(qiáng)度油膜的能力?？偟膩碚f，對電梯傳動(dòng)潤滑油的性能要求主要有以下幾點(diǎn)：
　?、賰?yōu)良的粘溫性能和低溫性能，保證在齒輪箱溫度變化時(shí)，能充分潤滑蝸輪蝸桿副，并能清潔齒面；
　?、趦?yōu)良的極壓抗磨性，較高的載荷系數(shù)（C＞30kg/cm2）；
　?、哿己玫挠托裕Σ料禂?shù)小，油膜強(qiáng)度大；
　?、軅鲃?dòng)效率高，使用壽命長；
　?、輧?yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，對銅部件無腐蝕。
　　對于無齒傳動(dòng)電梯，由于去掉了減速系統(tǒng)（即齒輪箱），曳引輪直接安裝在曳引軸上，通過大量的磁極對數(shù)和頻率控制元件實(shí)現(xiàn)低頻而獲得所要求的轉(zhuǎn)速，因而對潤滑油的需求量極少，僅使用少量潤滑脂或牽引油。
　　液壓電梯使用有一定清潔度要求的抗磨液壓油，除要求油品具有適宜的粘度、優(yōu)良的粘溫特性以及抗磨性外，還要求對液壓系統(tǒng)元件無腐蝕、不阻塞、散熱特性好等優(yōu)點(diǎn)。另外由于液壓電梯的油箱一般位于地面以下，泄漏不可避免，因此，要求液壓油有較好的可生物降解性，以免污染環(huán)境。
　　3　國內(nèi)電梯傳動(dòng)潤滑油使用現(xiàn)狀
　　20世紀(jì)80年代初，由于受國內(nèi)油品技術(shù)的限制，電梯行業(yè)的整體用油水平不高，大量普通齒輪油、機(jī)械油、氣缸油 甚至軋鋼機(jī)油都被使用在蝸輪蝸桿副曳引機(jī)中。隨著電梯技術(shù)的發(fā)展，曳引機(jī)齒輪箱結(jié)構(gòu)日趨緊湊，梯速不斷提高，載荷也越來越大，這些油品 已明顯不能滿足新的潤滑要求，由此也出現(xiàn)了一些曳引機(jī)蝸輪蝸桿副磨損，甚至發(fā)生膠合、抱桿等事故。到80年代中，國內(nèi)研制成功了L-CDE普通蝸輪蝸桿油及L-CDE/P極壓型蝸輪蝸桿油。當(dāng)時(shí)這2種油品的研制是為了滿足冶金系統(tǒng)引進(jìn)的大型軋機(jī)壓下系統(tǒng)蝸輪蝸桿副的潤滑。
　　由于蝸輪蝸桿油的研制成功，在一定程度上滿足了冶金系統(tǒng)的用油需要，也緩解了電梯曳引機(jī)潤滑油緊缺的矛盾，因此被電梯行業(yè)大量采用。但是，由于蝸輪蝸桿油研制的目的在于解決大型軋機(jī)壓下系統(tǒng)的潤滑，并未充分考慮到電梯曳引機(jī)的實(shí)際工況以及材質(zhì)、載荷參數(shù)等因素，因此在使用中暴露出一些不適應(yīng)于電梯曳引機(jī)的問題，如腐蝕、傳動(dòng)效率低、承載能力不足等。為了改變這一狀況，蘭州煉油化工總廠在極壓蝸輪蝸桿油的基礎(chǔ)上研制出了電梯專用油，并于1986年通過了機(jī)械工業(yè)部鄭州機(jī)械研究所研制的ZDT200A型曳引機(jī)臺(tái)架評定，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為Q/LZJS2010。該電梯專用油是在蝸輪蝸桿油的基礎(chǔ)上經(jīng)過改性，并配以添加劑調(diào)合而成，具有較好的油性，承載能力大于30kg/cm2，比一般礦物油提高傳動(dòng)效率4%以上。由于嚴(yán)格控制了硫、磷等元素含量，Z大限度地減少了對銅部件蝸輪的腐蝕，可使曳引機(jī)蝸輪蝸桿壽命大大延長，質(zhì)量達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。該產(chǎn)品在國內(nèi)的使用正在逐步推廣。
　　近幾年國內(nèi)新型蝸輪蝸桿副的研究工作也取得了一定進(jìn)展，有的已經(jīng)成功地應(yīng)用到電梯曳引機(jī)中。例如有人提出采用圓孤圓柱蝸輪蝸桿減速器可提高承載能力50%-100%，效率提高10%-15%，這項(xiàng)技術(shù)已獲得國家專利，并已應(yīng)用到一些電梯及扶梯的生產(chǎn)中。但總的來看，由于電梯行業(yè)至今還沒有制訂出有關(guān)電梯專用油的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，該行業(yè)不少制造、保養(yǎng)單位仍在使用不規(guī)范的油品，使一些電梯的隱患仍然存在。在蝸輪蝸桿電梯專用油的應(yīng)用方面，與國外仍有一定差距。
　　其他有齒傳動(dòng)類型，如正齒輪、行星齒輪、正齒傘齒輪、諧波傳動(dòng)和擺線齒輪的齒輪箱可使用L-CKD重負(fù)荷工業(yè)齒輪油，國內(nèi)可完全自供，油品質(zhì)量與國外同類油品相當(dāng)。
　　液壓電梯目前常用的傳動(dòng)介質(zhì)是抗磨液壓油，即L-HM油，油品質(zhì)量水平與國外產(chǎn)品相當(dāng)，可實(shí)現(xiàn)用油國產(chǎn)化。
　　4　發(fā)展趨勢分析
　　從國內(nèi)目前潤滑油生產(chǎn)情況來看，已基本具備了提供高質(zhì)量油品、滿足電梯行業(yè)高速發(fā)展的配套能力；也初步具備了與國外同類產(chǎn)品競爭的技術(shù)基礎(chǔ)。目前，一是電梯行業(yè)急需規(guī)范用油標(biāo)準(zhǔn)；二是電梯行業(yè)與油品行業(yè)需要加強(qiáng)技術(shù)合作和交流。這樣，國內(nèi)電梯用油才會(huì)有更快的發(fā)展。
　　從電梯傳動(dòng)潤滑油目前的發(fā)展走向看，國外電梯曳引機(jī)用油已完成了從礦物型向合成型的轉(zhuǎn)化。合成型電梯油由通過化學(xué)方法合成的高分子化合物作為基礎(chǔ)油，再配以專用添加劑調(diào)和而成，除含有碳、氫元素外，還含有氧、硅等其他元素，具有 一些礦物油型基礎(chǔ)油所達(dá)不到的優(yōu)良性質(zhì)，因此它對于改善電梯潤滑性能具有極大幫助。其產(chǎn)品有Shell的Tivela oil以及Mobil的Clygoyle系列等。合成型電梯油較礦物油型電梯油有以下優(yōu)點(diǎn)：
　?、倩瘜W(xué)穩(wěn)定性好，油性強(qiáng)，電梯在高速或低速運(yùn)行時(shí)能在齒面保持流體動(dòng)力潤滑，防止齒面磨損；
　　②具有好的高溫性能和熱氧化安定性，允許在較高溫度下使用；
　?、蹆?yōu)良的粘溫性能及低溫性能，粘度指數(shù)高，傾點(diǎn)更低，適用于嚴(yán)寒地區(qū)及溫度變化較大地區(qū)使用；
　?、茌^低的牽引系數(shù)，減少蝸輪蝸桿相對滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量，防止齒輪過熱。
　　合成型電梯傳動(dòng)潤滑油在高速運(yùn)行的電梯中具有無可比擬的優(yōu)勢。隨著我國基礎(chǔ)油生產(chǎn)水平的提高，這類合成型電梯潤滑油在我國的研制開發(fā)會(huì)有較大的發(fā)展。在液壓電梯傳動(dòng)潤滑油方面，高水基、生物可降解和純水傳動(dòng)技術(shù)是研究發(fā)展的方向，目前這些技術(shù)在國外雖然有一定的發(fā)展，但應(yīng)用場合有限，還沒有被大量引入液壓電梯工業(yè)中。有一些公司作了有益的探索性工作，取得了一些經(jīng)驗(yàn)，如瑞士的Beringer公司和德國的Leistritz公司等已開始試驗(yàn)性的應(yīng)用。國內(nèi)目前在浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開始進(jìn)行純水傳動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用研究。相信不久的將來，會(huì)有大量可降解液壓油以及高水基，甚至純水被應(yīng)用到液壓電梯的傳動(dòng)系統(tǒng)中，以替代目前使用的液壓油。
　　5　結(jié)語
　　對電梯傳動(dòng)潤滑油的研制和開發(fā)將隨著高層建筑及電梯的發(fā)展，日益凸顯其重要性，其開發(fā)前景有賴于各行業(yè)間緊密的技術(shù)合作。隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展，相信電梯專用潤滑油的開發(fā)和應(yīng)用會(huì)有良好的前景。
來源：《石油商技》第19卷第6期 2001年12月