2021-03-12 11:03
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齒輪傳動潤滑油簡稱齒輪油,它主要用來潤滑各種機械齒輪傳動裝置。齒輪油與內(nèi)燃機潤滑油一樣,也由礦油型(或合成型)基礎油和相應添加劑所組成。齒輪油可分為車輛齒輪油與工業(yè)齒輪油兩大類。且聽統(tǒng)一潤滑油慢慢道來。
齒輪油簡介
車輛齒輪油主要用于汽車、工程機械的變速裝置、轉(zhuǎn)向機、前后驅(qū)動橋的齒輪箱、萬向節(jié)滾針軸承等機件,還可用于坦克、艦船等相應負荷及工作條件的齒輪傳動部件上。
工業(yè)齒輪油主要用于各種負荷條件下的開式、半開式、閉式及蝸輪蝸桿傳動裝置。
一齒輪油的工作條件及其作用
各種機械傳動機構中的齒輪,據(jù)其軸線相互位置關系的不同,可分為平行軸傳動、相交軸傳動和交錯軸傳動。
每類傳動中按齒輪和齒的形狀不同又有不同的傳動方式,如平行軸傳動的直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、人字齒圓柱齒輪;相交軸傳動的有直齒錐齒輪、斜齒錐齒輪、螺旋錐齒輪;交錯軸傳動的有雙曲線齒輪、蝸輪蝸桿、螺旋傳動。
1、齒輪傳動特點及齒輪油工作條件
(1)齒輪傳動效率高,一般圓柱齒輪傳動效率可達98%,與軸承相比,齒輪的當量曲線半徑小,油楔條件差。
(2)齒輪傳動齒與齒間是線接觸,因此,接觸面積小,單位接觸壓力高。一般汽車齒輪單位接觸壓力可達2000-3000MPa,而雙曲線齒輪更高,可達3000一4000MPa。
(3)齒輪傳動不僅有線接觸,還有滑動接觸,特別是雙曲線齒輪,輪齒間其有較高的相對滑動速度,一般可達8m/s左右。這在高速大負荷條件下,會使油膜變薄甚至局部破裂,導致摩擦與磨損加劇,甚至引起擦傷和咬合。
(4)齒輪油的工作溫度一般較內(nèi)燃機油低,在很大程度上隨環(huán)境溫度變化而變化,車輛齒輪油油溫一般不高于100℃?,F(xiàn)代轎車采用雙曲線齒輪,因其軸線偏置量較大,在車速高時會使齒輪輪面問的相對滑動速度很高,使油溫達到160℃一180℃。
2、齒輪油在齒輪傳動中的作用
(1)降低齒輪及其它運動部件的磨損,延長齒輪壽命。
(2)降低摩擦,減少功率損失。
(3)分散熱量,起一定的冷卻作用。
(4)防止腐蝕和生銹。
(5)降低工作噪聲、減少振動及齒輪間的沖擊作用。
(6)沖洗污物,特別是沖去齒面間污物,減輕磨損。
二齒輪油的性質(zhì)
由于齒輪油的使用目的不同,使用條件差別也很大,對其使用性能有如下要求:
1、良好的油性及極壓抗磨性
油性是指齒輪油能有效地使?jié)櫥湍の接谶\動著的潤滑面之間,具有降低摩擦作用的性質(zhì)。
抗磨性是指油品保持于運動部件間的油膜,能有效防止金屬間直接相接觸的能力。在齒輪油中加入一些帶有極性分子的活性物質(zhì)可以提高其油性,這些油性劑的極性端和金屬表面的氧化物會發(fā)生吸附作用,形成牢固的油性膜,油性劑的極性端也可能與金屬表面的氧化物形成金屬皂型的潤滑膜,加強齒輪油的潤滑作用,防止齒面直接接觸,降低摩擦,從而減小磨損。
有些齒輪傳動,經(jīng)常在苛刻的極壓潤滑條件下工作,其承受的壓力、滑動速度和局部溫度都很高,這就要求在齒輪油中加入極壓添加劑。極壓添加劑一般是具有化學活性的硫磷型或硫磷氯鋅型油溶性化合物,這些添加劑在高溫極壓條件下和齒面金屬形成鐵的氯、硫、磷化合物或復合物,形成一種高熔點的無機膜,這種極壓膜具有耐極壓的性能,同時也有耐沖擊負荷的作用,可以有效地防止在高負荷條件下的齒面擦傷及咬合。
2、良好的粘溫特性
各種潤滑油的粘度隨溫度升高而降低,下降的比例越小,則其粘溫性能越好。特別是汽車及工程機械齒輪油工作溫度變化范圍很大,因此,希望齒輪油的粘度隨溫度的變化越小越好。如齒輪油的粘溫特性不好,則啟動時粘度太大,不易啟動,而運轉(zhuǎn)達到溫度高限時粘度又太小。
齒輪油的粘度也是重要的使用性能之一,粘度對油膜的形成影響很大。一般而言,高粘度齒輪油可有效防止齒輪及軸承損傷,可減少機械運轉(zhuǎn)噪聲及減少漏油;低粘度油在提高機械運轉(zhuǎn)效率加強冷卻及清洗作用和油的傳送方面具有優(yōu)點。
為了減少燃料消耗,國外推行了發(fā)動機油、齒輪油的低粘度化。低粘度齒輪油的優(yōu)點是齒輪齒的攪拌阻力小,并且有較好的低溫流動性,在低溫條件下能確保潤滑。近年來國內(nèi)也生產(chǎn)了一些低粘度的齒輪油,為了改普其潤滑性能而加入了一些多效添加劑,這對減少動力損失是十分有利的。當然,在其體使用時,要加強對齒輪箱體的密封,以防止齒輪油漏損。
3、良好的低溫流動性
車輛齒輪油要求在低溫下也能保持必要的流動性,如果齒輪油在低溫條件下有蠟析出,粘度急劇上升,就不能確保有效的潤滑,低溫啟動扭矩增大,使得燃料消耗增多。
試驗表明,齒輪油的低溫表觀粘度,對車輛起步時潤滑可靠性有重要影響。車輛起步后,后橋(前橋)齒輪油被激濺到橋殼上部后流入主動錐齒輪前軸承,若這段時問太長,軸承便有可能因缺油而被燒壞。所以,要求車輛齒輪油使用時低溫表觀粘度不大于1.5X100000mPa?s。車輛齒輪油規(guī)格中標出了表觀粘度為1.5X100000mpa?s時的溫度,它決定了齒輪油適用的最低氣溫,是選用齒輪油的重要依據(jù)之一。為使齒輪油能夠適應冬季低溫條件下的使用要求,齒輪油中要加入傾點降低劑,以改善其低溫流動性。
4、良好的熱氧化安定性
齒輪油在苛刻的工作條件下,在空氣、水分和金屬催化作用下,氧化速度加快,粘度增大,產(chǎn)生不溶物及腐蝕性物質(zhì)以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì),性質(zhì)劣化并易乳化及產(chǎn)生泡沫,使換油周期縮短。為延緩齒輪油的氧化,一般在油中加入酚型、胺型或硫化型抗氧化添加劑。
5、良好的防銹防腐蝕性
防銹性是指齒輪油保護齒輪不受銹蝕,從而保證齒輪的使用性能和延長使用壽命。齒輪在運轉(zhuǎn)過程中,空氣中的水分在齒輪箱中凝結成水,因此要求齒輪油應具有良好的防銹性。為了提高齒輪油的防銹性,一般加有磺酸鹽或脂肪酸鹽等防銹添加劑。加有極壓添加劑的齒輪油,因極壓添加劑中含有硫化物,硫?qū)︺~極易產(chǎn)生腐蝕,因此,在齒輪油中要加入防腐蝕添加劑,它能在金屬表面形成保護膜,防止腐蝕性物質(zhì)侵蝕金屬。
6、良好的抗泡性
齒輪油要求具有良好的抗泡性,以保證在操作條件下,在齒輪劇烈的攪拌過程中產(chǎn)生的泡沫少并易于消失。
齒輪油使用中溫度超高的原因
以閉式齒輪箱齒輪潤滑為例,若不考慮機械本身的因素,溫度超高的原因可能是:
1.新齒輪機構,沒有磨合好,出現(xiàn)磨料磨損,引起齒面溫度升高,此時應加強過濾,磨合后換油。
2.負荷大,油膜破裂,出現(xiàn)磨損等失效傾向,引起齒面溫度升高,此時應根據(jù)載荷情況正確選油,提高粘度等級或選用極壓型齒輪油。
3.油位過高或粘度過大,增加了攪拌熱,散熱困難,油溫與齒面溫度同步上升。此時應降低油位,選擇適用的低牌號油。
導致工業(yè)齒輪油變質(zhì)的原因
內(nèi)部原因是基礎油的安定性有一定限度,隨儲存、使用時間的推移發(fā)生變質(zhì);為改善油品綜合性能加入的各種添加劑在使用中逐步消耗發(fā)生變質(zhì)。一般來說,這種變質(zhì)是很緩慢的,往往需要2年或更長的時間。
外部原因是在儲運、使用過程中水分、塵土、金屬粉末等污染物的混入引起油的變質(zhì)。
工業(yè)齒輪油的選用
我國工業(yè)齒輪油分哪幾種?目前有那些粘度等級?
我國工業(yè)齒輪油分為閉式齒輪油和開式齒輪油兩種,其中閉式齒輪油又有:抗氧防銹齒輪油、中負荷工業(yè)齒輪油、重負荷工業(yè)齒輪油、蝸輪蝸桿油四種。其中,中、重負荷工業(yè)齒輪油按40℃運動粘度中心值分為68、100、150、220、320、460、680七個粘度等級(牌號)。而開式齒輪油通常是按照100℃運動粘度中心值分為150、220、320等級別。
工業(yè)齒輪油一般選用原則
(1)根據(jù)齒面接觸應力選擇齒輪油的類型。
(2)根據(jù)齒輪線速度選擇齒輪油粘度。速度高的選用低粘度油。速度低的選用高粘度油。
?。?)注意使用溫度。油溫高,油粘度應大,夏天用粘度高的油,冬天用粘度低的油。
(4)注意齒輪潤滑和軸承潤滑是否同一系統(tǒng),是滾動軸承還是滑動軸承?;瑒虞S承要求潤滑油的粘度較低。
一般來說,正齒輪、斜齒輪、錐齒輪及低速輕負荷螺旋齒輪可選用CKB抗氧防銹型工業(yè)齒輪油。CKC中負荷齒輪油用于齒面應力在343-1079MPa并帶有沖擊負荷的齒輪。CKD重負荷齒輪油用于齒面應力大于1079MPa的齒輪.
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