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齿轮润滑

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2016/5/19     浏览次数:    
1.齿轮失效主要形式及润滑对齿轮失效的影响
       齿轮失效的主要形式有断齿、磨损、点蚀、胶合。
       工作中的齿轮副发生失效,与所传递的运动和动力的性状直接关系。润滑是研究齿轮相对运动、相互作用的表面科学所不可缺少的内容。例如,在负荷不大的情况下,齿轮副的表面粗糙度与润滑油膜厚度成为一对矛盾。为保证流体动力膜或弹流膜的形成,可以要求更光滑的齿面,使凸起高度小于油膜厚度,也可以要求更厚的油膜将稍大的凸起掩盖,二者都可达到将摩擦齿面隔开的目的。这后一种办法就是通过选用合适粘度的润滑油实现的。在负荷变大的情况下,流体动力膜及弹流膜在压力下不能保持住而发生破裂,使齿面凸峰相碰。在齿轮制造中采用先进技术是减轻这种碰撞的必要条件,但不是充分条件。只有当同时采用先进的润滑技术,选用可与齿面形成边界润滑膜的齿轮油时,控制齿轮失效才成为可能。
由此可见,合理润滑可以避免、减轻和延缓齿轮失效。
 
2.齿轮润滑选油原则是什么
  (1)根据应用的特殊性确定类别,如开式齿轮油、闭式齿轮油、蜗轮蜗杆油等
  (2)根据齿面接触应力确定档次,如抗氧防锈齿轮油、重负荷工业齿轮油等
  (3)根据齿轮线速度、使用温度等因素确定粘度,如220、320等牌号
 
3.什么是稠化型油?稠化型工业齿轮油的使用前景如何?       
       稠化型油通过加入聚合物(又称稠化剂)达到提高油品粘度的目的。这种油品属于非牛顿液体,在较长时间较大剪应力下,聚合物分子可能被剪切(机械降解)而出现永久粘度损失。
       我们知道,聚合物的分子量越大,键能越低,越容易在剪应力下被剪断。因此,只要选择分子量较小、结合键较强的聚合物作为稠化剂,是可以减少和避免粘度损失的。聚合物除具有稠化能力外,还可以改变油品的粘温性。在高温下,由于分子的舒展,增加了对润滑油的流动阻力,使其粘度下降幅度减小,这对高温下齿轮润滑是有利的。
我国已参照英国有关标准制定了含聚合物润滑油剪切安定性测定法(SH/T 0200-92),凡是通过剪切安定性试验和实机应用验证的稠化型工业齿轮油,均有良好的使用前景。
 
4.蜗轮蜗杆传动装置是如何发展得?蜗轮蜗杆油有何重要作用?
       蜗轮蜗杆传动装置时齿轮传动的类型之一,用以传动空间交错的两轴之间的动力和运动。由于其结构紧凑、传动速比大、噪音小、蜗轮输出转矩大等特点而得到广泛应用。
       影响蜗轮蜗杆副承载能力、传动效率和使用寿命的因素,除设计水平、制造装配精度、材料、热处理质量外,还有一个重要因素:润滑。理想的润滑对蜗轮蜗杆传动有着举足轻重的影响。它可以减小摩擦,降低磨损,提高蜗轮蜗杆副传动效率及使用寿命。
 
5.蜗轮蜗杆装置中,为什么不能使用L-CKB、L-CKC、L-CKD油?
       蜗轮蜗杆装置中有铜部件,因此蜗轮蜗杆油与其他齿轮油的最大差别,是不能以化学活性高的含硫极压剂为主剂,而采用中等活性的油性剂为主剂,即使在极压型蜗轮蜗杆油配方中,也要小心平衡极压剂和油性剂的协同作用。因为,含硫极压剂在边界润滑条件下与铁反应生成硫化铁膜,其熔点高,有较好的抗烧结性能,有效地防止齿面损伤。但含硫极压剂与铜生成的硫化亚铜膜,韧性差,很容易从基体上磨掉,导致磨损增加,摩擦系数增大。所以,蜗轮蜗杆产品标准中对硫含量加以限定:L-CKE油的硫含量不大于1.05%,L-CKE/P油的硫含量不大于1.25%。由此可见,蜗轮蜗杆油不能用其他等级的极压工业齿轮油代用,否则将加速腐蚀磨损,降低蜗轮蜗杆装置的承载能力和使用寿命。
       但是也不能在重负荷工况条件下的蜗轮蜗杆装置中使用轻负荷工业齿轮油(L-CKB)甚至机械油,这些油品中尽管没有含硫极压剂对铜蜗轮的腐蚀磨损,极压性能差的油品同样使润滑失效。这样的例子很多,如:
       某厂从日本引进的1号牵伸机蜗轮减速机,随机蜗轮蜗杆油用完,先后采用70号、100号机械油润滑,齿面磨损严重,并发生胶合现象,后改为极压齿轮油润滑,发现齿面腐蚀磨损严重,亦发生胶合,最后选用L-CKE/P320蜗轮蜗杆油,使用情况良好,提高了蜗轮副传动效率,降低磨损及能耗,减少停机时间和维修费用,提高生产效率。
       某车队,在Q20牵引车上,原用渣油型齿轮油,经常引起严重的早期磨损,减速箱中有沥青状沉淀物,1200h左右就要更换蜗轮副,后改用重负荷工业齿轮油,油品对蜗轮的腐蚀磨损较严重,传动效率低,3600h内必须更换蜗轮副(严重超载的车辆2400h就需要更换)。现改用极压型蜗轮蜗杆油,传动效率高,温升低,噪音小,延长了减速箱使用寿命和运转率,取得了较好的经济效益和社会效益。
 
6.为什么开式齿轮油不能用闭式齿轮油代替?
       多年来,在水泥、冶金、矿山等行业中,开式齿轮装置普遍应用在大型旋转设备上,如干燥机、磨碎机、矿山电铲等,但对其设备的润滑却认识不足,导致事故时有发生。我国已制定普通开式齿轮油产品规格,极压型开式齿轮油(L-CKJ)也有产品问世,用户可以根据需要选用。曾有人用闭式工业齿轮油代替开式齿轮油使用,结果不仅漏油,造成润滑失效,而且严重飞溅,污染环境,浪费较大,不能长期使用。究其原因,从开式齿轮油的粘度分类可见,其100℃运动粘度最小为68mm2/s(±10%),最大达到320mm2/s(±10%),而闭式工业齿轮油以40℃运动粘度分类,目前的最高牌号(680)的100℃运动粘度仍小于68 mm2/s,所以,开式齿轮油最重要的特性:良好的粘附能力和内聚性,是闭式齿轮油远远及不上的。
 
7.油品的乳化与哪些因素有关?如何防止工业齿轮油的乳化?
       油和水是互不相溶的两种液体,但在一定条件下,会形成稳定或不稳定的乳化液在与水的接触中,油品乳化与否及乳化程度主要由油的组成成分及水的纯度、所含成分的性质决定,也与油-水体系的温度及振动情况有关。
       以通常发生在油品中的乳化为例,当油或水中存在着某些既有亲油基又有亲水基的表面活性物质(如羧酸衍生物)时,它们会在温度及浓度适宜时,缔合在一起,形成致密的单分子层,将水包在其中。大量的缔合体均匀地分散在油中,就形成了油包水型乳化液。有此可见,控制油-水中表面活性物质的存在,破坏将水包在其中的表面活性物质致密的单分子层,是防止和抵抗两相共存体系乳化的根本途径。
       以深度精制的基础油料调制工业齿轮油,对提高成品油抗乳化性能有重要意义,但工业齿轮油中含有各种功能的添加剂(表面活性剂),不可避免会影响油对水的分离能力。因而油品研制和生产人员在油中添加一定比例、具有特殊性状的破乳剂抑制这种影响,以保证油品具有良好的抗乳化性。
       控制混入油中的水量及水质对防止油品乳化的作用不可忽视。在工业齿轮油使用过程中,要绝对避免轧制液混入油中,因为轧制液本身是乳化液,可以认为是油品乳化的促进剂。大型齿轮装置集中润滑系统采用延长在用油的沉降时间、对循环用油过滤、离心分离等也是防止油品乳化的有效手段。
 
8.工业齿轮油在储存保管过程中注意哪些事项?
  (1)齿轮油为酸性液体,不能用储存过碱性物质(如内燃机润滑油)的容器盛放,否则会使齿轮油中添加剂分解,并产生沉淀。
  (2)齿轮油不宜在高温(40℃以上)环境下储存,齿轮油中极压剂等添加剂为极性物质,遇热易分解,使油品老化,使用性能降低。
  (3)储存容器不宜进水,极压剂水解后可生成水溶性酸等物质,降低极压性能。
  (4)齿轮油不宜长期(两年以上)储存,否则油品的各项性能(极压抗磨、防腐防锈、抗泡等)均有不同程度的下降。
 
9.如何确定换油期和换油指标?
       换油期和换油指标的确定是个较复杂的问题,它与齿轮磨合情况、齿轮的载荷、齿轮油的种类和质量、润滑部位在机械中的重要性等均有关。
       一般来说,用油量较少的齿轮箱可根据实践经验定期换油。如AGMA规定正常情况下6个月换油。不与水直接接触的引进减速机使用说明书规定4000-5000h换油,因运转条件不同也有短至2000h、长至8000h的。这些规定一般都有相当大的保险系数。
       用油多、消耗量大的大型齿轮装置集中润滑系统,由于定期补油,常根据油品变质情况按质换油。工业齿轮油使用中主要根据腐蚀、锈蚀、沉淀、油泥、粘度变化和污染程度等情况,决定是否更换新油。为了定期进行质量监控,我国制订了CKC工业齿轮油的换油指标SH/T0586-94(2003年确定),见下表。当有一项指标达到换油指标时,应更换新油。但尚未制订统一的CKD工业齿轮油的换油指标,在实际使用中需不断积累经验数据,适时检查、补油或换油。
                                                                          
项目 换油指标 试验方法
外观1) 异常 目测
运动粘度变化率(40℃),%                  超过 +15或-20 GB/T 265
水分,%                                                  大于 0.5 GB/T 260
机械杂质,%                                 等于或大于 0.5 GB/T 511
铜片腐蚀(100℃,3h),级        等于或大于 3b GB/T 5096
梯姆肯OK值,N                            等于或小于 133.4 GB/T 11144

注1)当油品在使用过程中,若发现抗泡性能变差时,可根据使用情况向油品中补加抗泡沫添加剂。
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
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