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电梯传动润滑油使用现状及发展趋势

2013-11-07

李智
（甘肃省石油化工设计院，兰州　730030）

　　摘　要：介绍了国内电梯传动系统的主要类型及润滑油的使用情况，分析了我国在该领域今后的发展趋势。
　　关健词：电梯；传动；润滑油
　　前言
　　近几年，我国城市化进程明显加快，一座座高层建筑如雨后春笋般在大江南北拔地而起，而电梯作为高层建筑中不可缺少的运输设备，在人们的日常生活中正发挥着越来越重要的作用。在此形势下，我国电梯制造业也获得了长足的发展，目前已有制造厂家200多家，年产量近3.0×10⁴台，保有量约3.0×10⁵台，成为仅次于日本、美国之后的第三大电梯生产国。同时，国内电梯在机械设计、运行控制系统等方面已达到或接近水平，电梯的安全性、舒适性有了很大提高。
　　然而，与电梯行业发展形势不相适应的是，电梯传动系统润滑油的选用还存在许多问题，行业内部未能形成统一标准，市场上提供的油品也良莠不齐，已落后于曳引机技术的发展，这必然会影响到电梯的使用寿命及安全性。
　　1　国内电梯传动系统主要类型
　　Z常见的电梯传动系统是电机输入动力，经过曳引传动传输到轿箱，使之产生直线运动。电梯传动系统按传动方式可分为有齿传动和无齿传动，其中有齿传动由于工艺成熟，控制简单而大量被采用，是目前国内Z常见的电梯传动方式，约占98%以上；无齿传动对电机的要求较高，制造费用大，在高速电梯中使用较多，目前市场上较难见到。常见电梯传动系统类型及所用润滑油见表1。

表1 电梯传动类型及使用的润滑油

　　我国目前90%以上的电梯采用蜗轮蜗杆传动，其他传动类型，如行星无机房电梯、液压电梯以及无齿传动电梯近几年也有了较大的发展，显示出一定的生命力。
　　2　电梯传动润滑油的性能要求
　　对于有齿传动电梯而言，其曳引机润滑油的作用在于减少蜗轮蜗杆副或其他齿轮摩擦副在传动过程中产生的热量，起到散热作用，保证齿轮充分润滑，减少摩擦，达到提高传动效果和承载力的目的。
　　现代有齿传动曳引机的齿轮箱结构紧凑，加油量较少（约5-10kg），载荷变化大，电梯的运行又无规律，因此要求润滑油不仅要具有优良的极压抗磨性，还应具有运行和启动瞬间在齿轮表面建立起有足够强度油膜的能力。总的来说，对电梯传动润滑油的性能要求主要有以下几点：
　　①优良的粘温性能和低温性能，保证在齿轮箱温度变化时，能充分润滑蜗轮蜗杆副，并能清洁齿面；
　　②优良的极压抗磨性，较高的载荷系数（C＞30kg/cm²）；
　　③良好的油性，摩擦系数小，油膜强度大；
　　④传动效率高，使用寿命长；
　　⑤优良的化学稳定性，对铜部件无腐蚀。
　　对于无齿传动电梯，由于去掉了减速系统（即齿轮箱），曳引轮直接安装在曳引轴上，通过大量的磁极对数和频率控制元件实现低频而获得所要求的转速，因而对润滑油的需求量极少，仅使用少量润滑脂或牵引油。
　　液压电梯使用有一定清洁度要求的抗磨液压油，除要求油品具有适宜的粘度、优良的粘温特性以及抗磨性外，还要求对液压系统元件无腐蚀、不阻塞、散热特性好等优点。另外由于液压电梯的油箱一般位于地面以下，泄漏不可避免，因此，要求液压油有较好的可生物降解性，以免污染环境。
　　3　国内电梯传动润滑油使用现状
　　20世纪80年代初，由于受国内油品技术的限制，电梯行业的整体用油水平不高，大量普通齿轮油、机械油、气缸油甚至轧钢机油都被使用在蜗轮蜗杆副曳引机中。随着电梯技术的发展，曳引机齿轮箱结构日趋紧凑，梯速不断提高，载荷也越来越大，这些油品已明显不能满足新的润滑要求，由此也出现了一些曳引机蜗轮蜗杆副磨损，甚至发生胶合、抱杆等事故。到80年代中，国内研制成功了L-CDE普通蜗轮蜗杆油及L-CDE/P极压型蜗轮蜗杆油。当时这2种油品的研制是为了满足冶金系统引进的大型轧机压下系统蜗轮蜗杆副的润滑。
　　由于蜗轮蜗杆油的研制成功，在一定程度上满足了冶金系统的用油需要，也缓解了电梯曳引机润滑油紧缺的矛盾，因此被电梯行业大量采用。但是，由于蜗轮蜗杆油研制的目的在于解决大型轧机压下系统的润滑，并未充分考虑到电梯曳引机的实际工况以及材质、载荷参数等因素，因此在使用中暴露出一些不适应于电梯曳引机的问题，如腐蚀、传动效率低、承载能力不足等。为了改变这一状况，兰州炼油化工总厂在极压蜗轮蜗杆油的基础上研制出了电梯专用油，并于1986年通过了机械工业部郑州机械研究所研制的ZDT200A型曳引机台架评定，执行标准为Q/LZJS2010。该电梯专用油是在蜗轮蜗杆油的基础上经过改性，并配以添加剂调合而成，具有较好的油性，承载能力大于30kg/cm²，比一般矿物油提高传动效率4%以上。由于严格控制了硫、磷等元素含量，Z大限度地减少了对铜部件蜗轮的腐蚀，可使曳引机蜗轮蜗杆寿命大大延长，质量达到国外同类产品水平。该产品在国内的使用正在逐步推广。
　　近几年国内新型蜗轮蜗杆副的研究工作也取得了一定进展，有的已经成功地应用到电梯曳引机中。例如有人提出采用圆孤圆柱蜗轮蜗杆减速器可提高承载能力50%-100%，效率提高10%-15%，这项技术已获得国家专利，并已应用到一些电梯及扶梯的生产中。但总的来看，由于电梯行业至今还没有制订出有关电梯专用油的标准和规范，该行业不少制造、保养单位仍在使用不规范的油品，使一些电梯的隐患仍然存在。在蜗轮蜗杆电梯专用油的应用方面，与国外仍有一定差距。
　　其他有齿传动类型，如正齿轮、行星齿轮、正齿伞齿轮、谐波传动和摆线齿轮的齿轮箱可使用L-CKD重负荷工业齿轮油，国内可完全自供，油品质量与国外同类油品相当。
　　液压电梯目前常用的传动介质是抗磨液压油，即L-HM油，油品质量水平与国外产品相当，可实现用油国产化。
　　4　发展趋势分析
　　从国内目前润滑油生产情况来看，已基本具备了提供高质量油品、满足电梯行业高速发展的配套能力；也初步具备了与国外同类产品竞争的技术基础。目前，一是电梯行业急需规范用油标准；二是电梯行业与油品行业需要加强技术合作和交流。这样，国内电梯用油才会有更快的发展。
　　从电梯传动润滑油目前的发展走向看，国外电梯曳引机用油已完成了从矿物型向合成型的转化。合成型电梯油由通过化学方法合成的高分子化合物作为基础油，再配以专用添加剂调和而成，除含有碳、氢元素外，还含有氧、硅等其他元素，具有一些矿物油型基础油所达不到的优良性质，因此它对于改善电梯润滑性能具有极大帮助。其产品有Shell的Tivela oil以及Mobil的Clygoyle系列等。合成型电梯油较矿物油型电梯油有以下优点：
　　①化学稳定性好，油性强，电梯在高速或低速运行时能在齿面保持流体动力润滑，防止齿面磨损；
　　②具有好的高温性能和热氧化安定性，允许在较高温度下使用；
　　③优良的粘温性能及低温性能，粘度指数高，倾点更低，适用于严寒地区及温度变化较大地区使用；
　　④较低的牵引系数，减少蜗轮蜗杆相对滑动时产生的热量，防止齿轮过热。
　　合成型电梯传动润滑油在高速运行的电梯中具有无可比拟的优势。随着我国基础油生产水平的提高，这类合成型电梯润滑油在我国的研制开发会有较大的发展。在液压电梯传动润滑油方面，高水基、生物可降解和纯水传动技术是研究发展的方向，目前这些技术在国外虽然有一定的发展，但应用场合有限，还没有被大量引入液压电梯工业中。有一些公司作了有益的探索性工作，取得了一些经验，如瑞士的Beringer公司和德国的Leistritz公司等已开始试验性的应用。国内目前在浙江大学流体传动及控制国家重点实验室开始进行纯水传动技术的基础研究和工程应用研究。相信不久的将来，会有大量可降解液压油以及高水基，甚至纯水被应用到液压电梯的传动系统中，以替代目前使用的液压油。
　　5　结语
　　对电梯传动润滑油的研制和开发将随着高层建筑及电梯的发展，日益凸显其重要性，其开发前景有赖于各行业间紧密的技术合作。随着我国经济的持续健康发展，相信电梯专用润滑油的开发和应用会有良好的前景。

来源：《石油商技》第19卷第6期 2001年12月

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