工业齿轮油推荐导则

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3.6 良好的抗腐防锈性
工业齿轮油由于使用环境的关系,有些情况下水的侵入是不可避免的。闭式齿轮箱 因呼吸作用而产生的水珠也不可避免地进入到齿轮箱内,在水或水汽和氧的参与下,齿 轮和油箱会产生锈蚀。此外,油品中的添加剂含有的酸性物质和硫化物,在水的作用下, 会发生水解而对齿轮造成腐蚀。因此,锈蚀和腐蚀造成了齿轮的几何学的破坏,也破坏 了润滑状态,同时,腐蚀和锈蚀的产物又进一步引起工业齿轮油的变质,形成了恶性循 环。因此,工业齿轮油需要选择配伍性良好的配方,确保油品的防锈性和防腐性能。
表 3 不同类型润滑剂适用于各种齿轮的情况
润滑剂类型
正齿轮
齿轮类型
螺旋齿轮
蜗轮蜗杆 圆锥齿轮 准双曲面齿轮
防锈抗氧型齿轮油 (R&O Oil)
正常负荷
正常负荷
只在轻负荷及 正常负荷 不能使用
低速下使用
极压型齿轮油 (EP Oil)
重负荷或是冲 击负荷下使用
重负荷或是 冲击负荷下 使用
油温低于 60℃ 时能满足大多 数使用条件
类如表 1。
表 1 齿轮油的分类
类 品种代号 别
性能特点
产品标准或原名
美 AGMA
美 USS
L-CKB 精制矿物油,并有抗氧 SH0357Leabharlann Baidu92 普 通 工 业 250.03R&O
/

性、防锈性、抗泡性、 齿轮油
抗乳化性

齿
L-CKC 在 CKB 的基础上提高了 GB5903-95 中 负 荷 工 250.03 中的
高负荷
>1100N/mm2
L-CKD
冶金轧钢、井下采掘、高温有冲击负荷、有 水部位。
5.3 工业闭式齿轮润滑油粘度的选择
在确定了种类和质量等级的情况下,还需要根据齿轮线速度(力-速度因子)选择 油品的粘度。一般来说,速度高的选用低粘度油,速度低的选用高粘度油。同时注意使 用温度,油的使用环境温度高,油粘度应大,夏天用粘度高的油,冬天用粘度低的油, 注意所选齿轮油的凝点至少应比气温低 5℃,否则需对齿轮箱加热,以便启动。注意齿 轮润滑和轴承润滑是否同一系统,是滚动轴承还是滑动轴承。滑动轴承要求润滑油的粘 度较低。
/


齿轮油
齿
L-CKJ 在 CKH 的基础上提高了 极压开式齿轮油
251.02 中的
/

极压抗磨性
EP

L-CKL 改善极压、抗磨、抗腐 溶剂稀释型开式齿轮 251.02 中的
/
和热稳定性的润滑脂 油
稀释型
CKH、CKJ,并用溶剂稀

L-CKM 为允许在极限负荷下使 特种开式齿轮润滑剂 251.02
200
6EP
414~506
250
7EP
612~748
350
8EP
VG68 VG100 VG150 VG220 VG320 VG460 VG680
5 工业齿轮油的选择
一般选用齿轮油有四条基本的原则: 1)根据齿面接触应力选择齿轮油的类型。 2)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。 3)注意使用温度。油温度高,油粘度应大,夏天用粘度高的油,冬天用粘度低的 油。 4)注意齿轮润滑和轴承润滑是否同一系统,是滚动轴承还是滑动轴承。滑动轴承 要求润滑油的粘度较低。 从这四条原则中可以看出,齿轮油推荐的基础,实际上是主要就是品种、质量等级 和粘度等级三个方面的选择。 5.1 工业齿轮油的品种选择 选择工业齿轮油的品种主要取决于齿轮类型、齿面负荷和使用条件等,各种齿轮油 适应各种齿轮的大致情况如表 3。
/
极压抗磨性,苛刻的抗 业齿轮油
EP

乳化性

L-CKD 在 CKC 的基础上对热氧 重负荷工业齿轮油 /
224
化安定性、极压抗磨性、
抗乳化性提出了更高的
要求
L-CKE 在 CKB 的基础上具有较 SH/T0094-91 蜗 轮 蜗 250.03 中的
/
低的摩擦系数
杆油
Comp 油
L-CKS CKC,适用于极低或极高 极温中负荷工业齿轮 /
1 工业齿轮润滑特点
工业齿轮的润滑有自己的很多特殊性,主要表现在以下几个方面:
1)与滑动轴承相比较,齿轮的曲率半径小,一般为几十毫米,其表面在相对运动 中不易形成油楔,两齿轮之间很难建立流体润滑状态。
2)齿轮的润滑是间断性的,两齿轮每次啮合时,都需要重新建立油膜,形成油膜 的条件较轴承相差很远,例如轧钢机主轴承的η•n/p 值(η—油的粘度;n—主轴的每 分钟转速;p—单位面积的压力)一般为 140,而轧钢机减速器齿轮为 20 左右。
选择润滑油粘度可先计算力-速度因子 x=Ks/v,v 为齿轮圆周速度(m/s),Ks 为滚 动压力(MP),其定义式为
式中
Ft—齿轮端面内分圆周上的名义切向力,N;
b—工作齿宽,mm;
d1—小齿轮分度圆直径;
u—齿数比;
ZH—节点区域系数;
ZS—重合度系数。
式中“+”号用于外啮合,“-”号用于内啮合,在一般情况下,可取 ZH2ZS2=3;再 根据求得的 x 值,由力-速度因子图查得粘度值(mm2/s)。再根据力-粘度因子图选择
3.2 足够的极压抗磨性
极压抗磨性是齿轮油的一个最重要的性质。工业齿轮油在机件高速、低速重载或冲 击负荷下,迅速形成物理吸附膜或化学反应膜,以阻止齿面磨损、擦伤、胶合。
3.3 良好的氧化安定性和热安定性
工业齿轮油在使用中,总是被机件激烈搅拌,与空气、金属、杂质等接触非常频繁, 且在使用中,其内部各种成分容易氧化变质而生成各种氧化产物,使油品变质而失去原 有的性能,因此,工业齿轮油要求具有良好的氧化安定性和热安定性,以保证油品的使 用寿命,确保齿轮的正常运转。
蜗轮蜗杆油属于工业齿轮油,即 CKE 油,L-CKE 为普通型蜗轮蜗杆油,主要用于铜钢配对的圆柱型和双包围等类型的承受轻负荷、传动中平稳无冲击的蜗轮蜗杆副,包括 该设备的齿轮及滑动轴承、汽缸、离合器等部件的润滑,以及在潮湿环境下工作的其它 机械设备的润滑。L-CKE/P 为极压型蜗轮蜗杆油,主要用于铜-钢配对的圆柱型承受重负 荷,传动中有振动和冲击的蜗轮蜗杆副,包括该设备的齿轮和直齿圆柱齿轮等部件的润 滑及其它机械设备的润滑。
3.7 剪切安定性
工业齿轮油由于受齿轮和泵的作用,产生强烈的机械剪切。油品中的高分子化合物
受这种机械剪切作用后,分子链被剪断而成为小分子物质,造成油品的粘度下降,且使 粘温性能也随之降低,对齿面而言会得不到充分的润滑和保护,容易发生齿面损坏事故。
4 工业齿轮油的分类
4.1 工业齿轮油应用分类 工业齿轮油根据齿轮的几何形状、啮合方式分为闭式齿轮油和开式齿轮油。具体分
低速开式 齿轮使用
不使用
5.2 工业闭式齿轮质量等级的选择 在选择适合齿轮润滑的油品品种后,还需要根据齿面的接触应力、齿轮状况和使用
工况选择润滑油的质量等级,选择的依据参见表 4 。 表 4 工业闭式齿轮油质量等级的选择
齿面应力
推荐油
使用工况
低、中负荷
<1100N/mm2
L-CKC
一般齿轮、有冲击齿轮、矿井提升机、露天 采掘机、水泥磨等齿轮传动装置。
相对应的粘度,然后对得到的粘度值还应根据齿轮传动的工作条件等按粘度修正表(表 5)进行修正。
表 5 实际粘度选择修正表
条件
粘度修正
工作温度
50-80℃ 80-150℃
增加一个粘度等级 增加两个粘度等级
环境温度
25℃以上 10℃以下
温度每升高 10℃ ,粘度提高 10% 温度每降低 3℃,粘度降低 10%
/
用而改善了抗擦伤性和
抗腐蚀性的粘稠产品
4.2 工业齿轮油的粘度分类
我国工业齿轮油的粘度分级过去依据是 50℃运动粘度,已经废除。现采用 GB3141 工业用润滑油的粘度分类法。此分类法与国际通用的 ISO3448 工业润滑油粘度分类法相 当,按其 40℃运动粘度的中心值分为 N68、N100、N150、N220、N320、N460、N680 等七 个牌号。
/
的温度下轻负荷运转的 油
齿轮
L-CKT 适用于极低或极高的温 极温重负荷工业齿轮 /
224
度下重负荷运转的齿轮 油
L-CKG 具有极压抗磨性的润滑 工业润滑脂
/
/

续表 1 齿轮油的分类
类 品种代号 别
性能特点
产品标准或原名
美 AGMA
美 USS

L-CKH 抗氧抗腐型的沥青型产 SH0363-92 普 通 开 式 251.02R&O
3)齿轮以“线”的形式接触,接触应力非常高,例如轧钢机的主轴承比压一般为 20MPa,而轧钢机减速器齿轮比压一般为 500~1000 MPa,甚至有些齿轮接触应力可达到 4000 MPa。
4)齿轮啮合表面不相吻合,有滚动也有滑动,且滑动的方向和大小急剧变化,很 大一部分齿轮,它们的滑动速度与节圆速度的比值大于 0.3。
表 6 蜗轮蜗杆油的选择
负荷
蜗杆滑动速度,ω,m/s
推荐润滑油
普通
>2.5
L-CKE 蜗轮蜗杆油
冲击
≤2.5
6 工业齿轮油出现问题分析
L-CKE/P 蜗轮蜗杆油
表 7 齿轮损伤原因及措施
重负荷或 是冲击负 荷下使用
要求使用
复合油 约含 5%动植物油
不常用
不常用
多数齿轮制造 不常用
厂采用此油
只用于轻荷下
开式齿轮油
低速开式齿轮 使用
低速开式齿 轮使用
只适合低速使 用,需加极压 添加剂
低速开式 齿轮使用
只适合低速使 用,需加极压添 加剂
润滑脂
低速开式齿轮 使用
低速开式齿 轮使用
只适合低速使 用,需加极压 添加剂
1)防止和减少齿面间的摩擦磨损,均匀分布载荷,降低功率损失。
2)带走摩擦时产生的热量,起到冷却的作用。
3)将齿面与水、空气隔绝,避免生锈、腐蚀及尘袭。
4)冲走齿面上的磨粒和杂质。
5)减缓齿轮间的冲击,使运动平缓,降低噪音,有减震作用。
3 工业齿轮油性能特点
3.1 合适的粘度及良好的粘温性能
粘度是齿轮油最基本的性能之一,特别是对流体润滑,粘度对油膜形成影响很大。 粘度过低则形成的油膜很薄,易破裂,引起摩擦面的直接接触,因而磨损剧烈,并伴随 大量发热,严重时发生烧结。反之则油的内摩擦力很大,增加阻力并发热,造成动力损 失,粘度大,油品的流动性也差。粘温性是指粘度随油品的温度变化的性质。随着温度 的变化,齿轮油的粘度变化不大,则表明油品的粘温性能好。一般常用粘度指数(VI) 来表示。
表 2 工业润滑油粘度分类
粘度牌号
40℃运动粘度 mm2/s 相当的旧牌号 (50℃运动粘度)
AGMA 粘度级
ISO 粘度级
N68 N100 N150 N220 N320 N460 N680
61.2~74.8
50
2EP
90~110
50~70
3EP
135~165
90
4EP
198~242
120
5EP
288~352
5)齿轮的材料、热处理、机械加工、装配等对润滑状态也有影响,尤其是齿面形 态和粗糙度对润滑状态影响最为明显。例如与轴承相比,一般齿面的加工精度不高,表 面光洁度较差,高负荷下,易使润滑油膜破裂,发生齿面烧伤或胶合。
2 工业齿轮油的作用
为了保证齿轮的正常工作,作为齿轮传动的介质,齿轮油起的作用是非常关键的。 齿轮油在工业齿轮传动的作用主要有:
KMG0311‐10 工业齿轮油推荐导则
齿轮是传递机械运动和动力的装置,它通过主动轮的一个侧面推压从动轮的一个侧 面,从而把旋转运动动力从机械的一部分传递到另一部分,齿轮传动装置广泛地应用于 各种工程机械中。齿轮油是齿轮传递机械运动的一种润滑介质,广泛地应用于工程、采 矿、运输、冶金、轻工、农业机械上。工程机械设备的工作条件十分苛刻,具有重载、 高速、高温、多尘、多腐蚀性介质和连续作业等特点。因此搞好设备润滑,尤其对于降 低磨损、延长设备运行周期、预防事故、节约能源都是十分必要的。
齿面硬度
≤350HBS >350HBS
轻微冲击载荷,增加相邻粘度牌号差值的 30%以下 中等冲击载荷,增加相邻粘度牌号差值的 60%以下 严重冲击载荷,增加一个粘度牌号
微冲击载荷,增加相邻粘度牌号差值的 20%以下 中等冲击载荷,增加相邻粘度牌号差值的 40%以下 严重冲击载荷,增加一个粘度牌号
5.4 蜗轮蜗杆油的选择
3.4 良好的抗乳化性
齿轮油在使用过程中,不可避免地要与水接触(如轧钢机冷却水混入润滑系统), 如果齿轮油的分水能力差,油与水混在一起发生乳化形成乳化液,不仅会降低油品的润 滑性能,增加磨损,而且易形成油泥。因此,齿轮油必须具有良好的抗乳化性,以确保 油品优良的润滑性。
3.5 良好的抗泡沫性
工业齿轮油在空气存在下循环流动和被搅拌,容易产生泡沫,如果生成的泡沫不能 很快消失,就会影响齿轮啮合处油膜的形成,还会因夹带泡沫而减少实际的工作用油量, 造成齿轮的磨损和胶合等事故。因此,良好的抗泡沫性是油品需要具备的性能之一。
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