齿轮油

齿轮传动是机械中最主要的一种传动方式，在现在话机械设备中应用极广。现代化的机器正朝着高载荷的方向发展，对齿轮油的承载能力和使用条件提出了更苛刻的要求，要充分发挥齿轮的承载能力，减少齿轮失效的可能，延长齿轮寿命，提高齿轮的传动效率，润滑是非常重要的环节。一、齿轮传动的类型与润滑特点二、齿轮油的性能要求三、齿轮油的分类四、齿轮油的主要品种五、齿轮油的应用主要内容一、齿轮传动的类型与润滑特点1、齿轮传动的类型根据齿轮的轴线的相互位置可分为：平行轴传动、相交轴传动和交错轴传动三类。每类传动中还包括几种传动方式，如下图：齿轮传动的类型直齿圆柱形齿轮：两齿轮轴线平行，该种传动是最普遍的齿轮传动形式。传动中以滚动为主，但在高速时易出现振动和噪音。斜齿圆柱齿轮：两齿轮轴线平行，齿向与轴线倾斜一角度，较直齿圆柱齿轮传递的功率大，而且平稳，但有轴向力。人字形圆柱齿轮：齿轮轴线平行，传动较平稳，无轴向力，可传递大功率。直齿锥齿轮：两齿轮轴线相交，齿轮啮合时以滚动为主，在高速时易出现振动和噪音。斜齿锥齿轮：比直齿锥齿轮传动稍平稳。双曲线锥齿轮：两锥齿轮的轴线相交，齿向仍为弧线，齿轮的弯曲强度和接触强度都较高，并且传动较平稳，因此，使用于大功率传动。由于该齿轮用于汽车后桥传动可降低车身重心，故常用于告诉轿车及越野车。但双曲线齿轮在啮合中滑动速度大，且接触应力大，所以润滑条件苛刻，对润滑油有较高的要求。涡轮蜗杆：涡轮与蜗杆轴线相互交叉，传动比一般较大，在啮合过程中滑动速度很大。为了避免胶合涡轮蜗杆常以磷青铜制作，而蜗杆则用钢制作且硬度较高。在选择润滑油时，不仅要考虑涡轮的点蚀，更要考虑到涡轮蜗杆的传动效率、磨损及抗胶合能力。CKD重负荷工业齿轮油的主要性能螺旋齿轮：两个轴线不平行的螺旋齿圆柱齿轮，这种齿轮传动时长生的滑动速度大，在实际的工业动力传动中较少采用。2、齿轮润滑的特点虽然齿轮传动的类型多种多样，对润滑的要求又说不同，但有着如下的共同特点：①齿轮的当量曲率半径小，油楔条件差。齿轮间存在着滑动，而且滑动的方向和大小急剧变化，极易引起磨损、擦伤和胶合。②齿轮的接触压力非常高，如一般滑动轴承单位负荷压力最大不超过100MPa，而一些重型机械，如起重机、卷扬机、轧钢机减速齿轮的齿面应力可达40～1000MPa，双曲线齿轮可达100MPa～3000MPa。①润滑对齿轮失效的影响较大。②齿轮润滑好坏还是容易其他因素的影响，如齿行的修整、箱体及轴的变形，材料的选取及热处理方法是否适当、装配及安装进度等。③齿面加工精度不高，润滑是断续性的，每次啮合都需要重新建立油膜，这些也是齿轮容易引起磨损、擦伤和胶合的原因。二、齿轮油的性能要求根据齿轮的工作情况和润滑特点，对齿轮油提出了一下七点要求。1、适当的粘度粘度是齿轮油的主要质量指标，粘度越大其承载能力越大，但粘度过大也会给循环润滑带来困难，增加齿轮运动的搅拌阻力，以致发热而造成动力损失。同时由于粘度大的润滑油流动性差，对一度被挤压的油膜及时自动补偿修复较慢而增加磨损，因此在选择润滑油时粘度一定要合适，特别是加有极压抗磨剂的油，其耐载荷性能主要是靠挤压抗磨剂，这类油更不能追求太高粘度。2、良好的热氧化安定性齿轮油在工作时，被剧烈搅动，与空气接触充分，加上水分、杂质、及金属的作用，很容易氧化，使油的质量变劣，是齿轮腐蚀、磨损，因此要求齿轮油具有良好的热氧化安定性。3、良好的抗磨、耐载荷性能齿轮的载荷一般都很高，为了使齿轮传递载荷时，齿面不会擦伤、磨损、胶合，必须要求齿轮油简易耐载荷性能。在中等载荷一下，必须用含油性剂和中等极压剂的齿轮油，重载荷的齿轮传动，必须使用含强极压剂的重负荷齿轮油。4、良好的抗泡沫性能由于齿轮油运转中的剧烈搅动，或油循环系统的油泵、轴承等的搅动以及向油箱回流的油面过低等原因，都会使得油品产生泡沫。如果齿轮油的泡沫不能很快消除，将影响齿轮啮合面油膜的形成，同时会因油面升高从呼吸孔漏气，导致油量减少，冷却作用不够，引起齿轮及轴承损伤。所以齿轮油应当泡沫生成得少，消泡性能好。5、良好的防锈、防腐蚀性由于齿轮油极压添加剂的化学活性较强，在低温下容易和金属表面发生反应产生腐蚀；使用过程中也会发生分解或氧化变质，产生的酸类和胶类，和水接触时很容易产生腐蚀和锈蚀。因此，要求齿轮油要有良好的防腐、防锈性能。6、良好的抗乳化性能由于齿轮油在齿轮运转中常不可避免地接触水分，如果油的抗乳化性不好，这造成齿轮油乳化和发生泡沫，导致油膜强度变低或破裂，失去润滑作用。因此，工业齿轮油的抗乳化性是主要指标。7、良好的抗剪切安定性齿轮油的粘度在试用期间，允许有一定的变化，但是在指定的温度下，不允许有大的变化。这种变化的发生是由于齿轮啮合运动所引起的剪切作用的结果，特别是中重载荷条件下最容易受剪切影响的成分是聚合物，如粘度指数改进剂。齿轮油不允许加抗剪切性能差的粘度指数改进剂来提高粘度。三、齿轮油的分类齿轮油按GB/T7631.7—1995的分类，可分为工业齿轮油和车辆齿轮油两大类。1、工业齿轮油（1）工业齿轮油的分类按质量来工业齿轮油可分为工业闭式齿轮油、工业开始齿轮油和涡轮蜗杆油。①工业闭式齿轮油一般传动齿轮副都有密闭的齿轮箱，有得齿轮箱就是油箱，齿轮部分浸泡在油中，有得由油泵供油到齿轮中，润滑后留到油箱后回到油系统中。这类齿轮油统称为闭式齿轮油，是应用最广用量最大的齿轮油品种。②工业开式齿轮油大量齿轮传动系统的齿轮副在齿轮箱内，还有一些齿轮传动系统敞开在室外，它们一般是大型、低转速的齿轮转动装置。开始齿轮传动由于转速低、油在齿面上的保持性十分重要，，因此开始齿轮油一定要有一定的粘附性，粘度较高。③涡轮蜗杆油各种减速机构的传动绝大多数采用涡轮蜗杆组合，他们的传动比大，噪音及震动小，体积小。由于涡轮蜗杆传动是主要是发生滑动摩擦，所以对润滑油油性的要求较高。涡轮是磷青铜材质，而一般齿轮油中的极压添加剂组分都含活性硫，会对铜造成腐蚀，所以涡轮蜗杆油中不能含有活性硫。（2）工业齿轮油的粘度分级我国工齿轮油的粘度分级过去采用50℃运动粘度分类法，以废除。现采用国际通用的ISO348工业齿轮油粘度分类法，按其40℃运动的中心值分为68、100、150、220、320、460、680七种牌号。（3）工业齿轮油的组成工业齿轮油的基础油大多数采用矿物油，由于用途广，故粘度范围很宽，从ISO68到ISO1000以上，近年来由于长寿命、节能等需要，已有较多采用合成油如聚α-烯烃、PAG等做基础油。添加剂以硫磷型极压抗磨剂为主剂，还有油性剂、抗氧剂、抗泡剂、金属钝化剂、破乳化剂等，还有含摩擦改进剂如油溶性钼盐等，开始齿轮油还有粘附剂。2、车辆齿轮油（1）质量分级我国的车辆齿轮油质量分级是采用目前世界各国均采用的是用性能分类。她是根据齿轮的形式，负载情况等使用要求对齿轮油进行分类的。根据GB/T7631.7-1995润滑剂和有关产品（L类）的分类原则，把车辆齿轮油分为普通车辆齿轮油、中负荷车辆齿轮油、重负荷齿轮油三类。（2）粘度分类车辆齿轮油的粘度分级也是划分牌号的重要依据，我国车辆齿轮油的粘度分类，也等效采用美国汽车工程师学会（SAE）指定的汽车齿轮油粘度等级分级标准SAEJ306C。（3）车辆齿轮油的组成车辆齿轮油基本上都用矿物油做基础油，只有正对低温流动性要求较高，粘度为API75W的油才采用合成油。添加剂类型与工业齿轮油相同，但添加剂量要加大。四、齿轮油的主要品种1、CKB抗氧防锈工业齿轮油CKB抗氧防锈工业齿轮油采用深度精制的矿物油为基础油，加入抗氧、防锈、抗泡等多种添加剂调制而成。具有良好的氧化安定性、抗腐蚀锈蚀性、抗乳化性、消泡性等，适用于普通符合工业齿轮油的润滑。现执行国家标准GB5903-1995，分为100、150、220、320等粘度牌号。2、CKC中负荷工业齿轮油CKC中负荷工业齿轮油是采用采用深度精制的矿物油（中性油）为基础油，加入性能优良的硫磷型极压抗磨剂、抗氧、防锈、防腐等多种添加剂调制而成，具有良好的极压抗磨和热氧化安定性等性能。目前执行国家标准GB5903-1995，分为68、100、150、220、320、460、680七粘度个牌号。3、CKD重负荷工业齿轮油CKD重负荷工业齿轮油对基础油与添加剂的要求与中负荷油相似，一般性能要求与中负荷油相当，但比中负荷油具有更好的极压抗磨性、抗氧化性和抗乳化性。目前执行国家标准GB5903-1995，分为100、150、220、320、460、680六个粘度牌号。4、CKE涡轮蜗杆油CKE涡轮蜗杆油采用深度精制的矿物油为基础油，加入油性，抗磨、抗氧、防锈、防泡等添加剂配制而成，具有良好的润滑性和承载能力，良好的防锈抗氧化性能。目前执行石化行业标准SH0094-91，分为220、320、460、680、1000五个粘度牌号。5、普通车辆齿轮油普通车辆齿轮油（相当于APIGL-3质量水平）油采用深度精制的矿物油为基础油，加入抗氧、防锈、防泡及少量极压剂等添加剂配制而成，具有较好的抗氧防锈性和一定的极压性。目前执行石化行业标准SH0350-92，分为80W-90、85W-90、90三个牌号。6、中负荷车辆齿轮油中负荷车辆齿轮油（与APIGL-4质量水平相当）要比重负荷车辆齿轮油少一半的极压抗磨剂，其他原料相同，除极压抗磨性比重负荷油稍逊外，其他性能一致。该产品执行石化行业暂行标准，牌号划分与重负荷油一样。7、重负荷车辆齿轮油重负荷车辆齿轮油（与APIGL-5质量水平相当）采用深度精制矿物油为基础油，加入硫磷极压抗磨剂、防锈防腐剂等配制而成。必须通过CRCL33、37、42、60等台架试验。现执行国家标准GB13895-92，分为75W、81W-90、85W-90、85W-140、90、140六个牌号。五、齿轮油的应用1、齿轮油的选用（1）车辆齿轮油的选择①质量等级的选择车辆齿轮油质量等级的选择主要是根据齿轮形状、齿面载荷、车型、工况确定，如下表：②粘度牌号的选择粘度牌号选择主要考虑车辆的载荷与最低温度。如载重10t以下用85W-90，10t以上用85W-140。东北及西寒地区在气温较低是应选用75W、80W-90等低温流动性较好的车辆齿轮油。（2）工业齿轮油的选择选择工业齿轮油的四条原则是：①根据齿轮线速度选择齿轮油粘度，速度高的选用低粘度油，速度低的选用高粘度油。②根据齿面接触应力选择齿轮油类型。③注意使用温度。油温高，应选择粘度大的油，夏天用粘度高的油，冬天用低粘度油。④考虑齿轮润滑和轴承润滑是否同意系统，是滚动轴承还是滑动轴承。滑动轴承要求润滑油粘度较低。由于中负荷工业齿轮油的价格比重负荷工业齿轮油低，因此目前仍有一些客户在使用中负荷工业齿轮油，但重负荷工业齿轮油的极压性、油水分离性等性能都要大大好于中负荷工业齿轮油，对齿轮的保护要好的多，因此提倡用重负荷工业齿轮油取代中负荷齿轮油。2、齿轮油的使用维护（1）加强过滤和分水。工业齿轮油的使用条件很复杂，常常会混入水分和金属颗粒，大大降低齿轮油的承载性能，增加了齿轮的磨损，因此需要及时把油中的固体污染物过滤清除，以及通过油箱沉降后用切水阀把水除去。（2）及时换油。参考国家标准或石化行业标准的换油指标进行换油。