开式齿轮润滑问题讲解

齿轮中等擦伤实例
齿轮严重擦伤实例
擦伤的形貌特征：在齿面上沿滑动方向出现沟槽，主要分布在滑动速度较快的齿顶、齿 根区域。按照损伤面积的大小，可分为轻微擦伤、中等擦伤、严重擦伤。
23
防止齿轮擦伤，除避免设备超负荷运行，造成轮齿接触压力 过大外。在润滑方面需注意如下方面：
1)选用承载能力强、粘度高的润滑剂，改善润滑条件，提 高油膜厚度。
Klüber
Fuchs
Grafloscon C- Ceplattyn KG- 长城7420
SG00 Ultra
10LC
515.8 32.95
380.2 28.68
574.9 35.86
测试方法 GB/T265
98
105
99
GB/T269
滴点, ℃
130
186
184
GB/T3498
相似粘度(-10℃, 20s-1）, Pa.s
14
冀东水泥唐山丰润三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500效果图
VS
长城7420的效果图
重载开式齿轮在经过咬合后，由于载荷较重，如果大小齿轮吻合
较好，都会将齿轮表面的润滑脂极压到两边齿轮沟底或两边
15
220号开式齿轮润滑油在2号水泥磨上的图片
16
使用长城7420（00）开式齿轮润滑 脂，客户认为效果很好，噪音、振 动、温度等都很正常。齿轮咬合后 表面比较光洁
正常磨损的形貌特征：磨光是一种缓慢的磨合，两接触齿面的凹 凸不平逐渐被磨去，机加工痕迹逐渐消失，齿面粗糙度大为降低，因 此产生光滑的齿面，磨光对改善齿轮的运转状态有积极的促进作用， 左下图为磨光图片实例。中等磨损齿面的特征是两齿面都有金属移 失，在节曲面附近出现一条连续的条带，如右下图。在寿命以内的正 常磨损并不影响齿轮的使用。
4、对贵公司开式齿轮在磨合初期，7420润滑后出现的咬合面比较光 滑是正常情况
1030 6082 727 0.52
883 6082 714 0.51
长城7420
1030 6082 739 0.51
6
高温抗流失性对比 条件: 120℃,1小时
泵送性试验 （考察不同温度、不同 目数滤网下底泵送性能）
室温下粘附性比较 实验设备
（考察不同转速、不同时间下 底流失量）
喷射润滑方式的开式
26
对于胶合损伤，一方面需要避免超负荷运行，即便齿轮 短时处于过载状态，过大的接触压力也会在齿面上产生胶合。 另外在润滑方面必须选择合适的润滑剂，由于胶和现象必须 在破坏润滑油膜时才能发生，因此选用粘度高、粘附性能好、 含极压添加剂的齿轮润滑剂能够抑制胶合的产生。
27
5、点蚀和剥落
点蚀的初期形貌是疲劳裂纹。若轮齿接触应力超过极限应力值，并达到一定的循环次数时，材 料就可能出现疲劳裂纹。随着这些裂纹扩展、连接，最终造成齿面金属材料的脱落，形成初期 点蚀，并可能持续发展为扩展性点蚀、片蚀或剥落。点蚀损伤对齿轮的使用寿命有较大的影响， 严重时使齿轮厚度大大减少，甚至出现断齿。
2)良好的润滑能够降低摩擦系数，降低齿轮受到的 滑动摩擦力，避免齿面材料出现流动。
32
现场情况，2010年5月18日,罗江利森水泥
1、检测开式齿轮表面情况,结果如下
检测项目
1号水泥磨
2号水泥磨
（7420开式齿轮润滑脂） （220号开式齿轮润滑油）
齿面温度，℃
47
50
轴承温度，℃
61
53.6
水泥磨外表面的温度，℃ 67
重载开式齿轮的润滑问题
中国石化润滑油重庆分公司 2010年6月
1
国外开式齿轮润滑脂概况
• MOBILTAC LL、 MOBILTAC MM 、 MOBILTAC QQ 无溶剂沥青型，MOBILTAC LL、 MOBILTAC MM 用于低温
• MOBILTAC325 NC、 MOBILTAC375 NC 溶剂沥青型， MOBILTAC325 NC溶剂更多，用于低温
496
401
459
SH/T0048
5
几种常见开式齿轮脂对比
极压性能对比
项目
四球试验(常温, 1500rpm) 临界负荷PB, N 烧结负荷PD , N 综合磨损指数ZMZ , N 磨迹d(40kg, 60min), mm
Klüber Grafloscon C-
SG00 Ultra
Fuchs Ceplattyn KG-10LC
起脊的形貌特征：齿轮材料在齿表上流动，齿面上出现类似山脊的形状，平行于齿轮的啮 合线，严重时沿整个齿宽分布
31
对于开式齿轮，过大的冲击载荷和滑动摩擦力是形 成塑性变形的主要因素，除设备安装、维护时注意保证 各安装限度和尺寸外，良好的润滑条件能够缓解塑性变 形的产生。
1)选用能够形成足够润滑油膜的润滑油，有效吸收 齿轮啮合时的冲击力，降低齿轮承受的冲击载荷。
初期点蚀实例
点蚀的形貌特征：齿面金属材料的遗失、出现凹坑、且凹坑的边缘较为尖锐。图 片显示了各种点蚀的具体形貌。
28
扩展性点蚀实例
点蚀引起的材料剥落实例
29
对于点蚀损伤，需抑制其发展源头，即裂纹的产生，在开式齿轮的不同运 行阶段，借助于润滑，可以防止点蚀的出现。
1)在齿轮副投入使用的初期，使用专用的磨合润滑剂，使齿轮快速经历磨 光过程，在消除已产生裂纹的同时，提高齿轮的接触比例，防止新的疲劳裂 纹产生。
2)保障足量的润滑剂到达啮合齿面，若采取喷射润滑方式， 需合理设置系统参数，避免喷射间隔时间过长、润滑剂用量过 低，在运行中注意防止出现润滑系统故障，若采取油池润滑方 式，需在日常检查中注意液位的高低，尤其是当齿轮中心线和油 池液面具有一定斜度时，注意油位的的高度应以高端为准。
24
4、胶合 胶合是由于齿轮承受过大的接触压力或较高的齿面温度，导致
2)当齿轮接触比例上升后，换用高粘度的润滑油，建立足够厚度的润滑油 膜，使载荷平均分布，降低接触压力。如此，能够有效杜绝点蚀损伤的发 生，并缓解既有点蚀的扩展
30
6、塑性变形
轮齿的塑性变形是一种卸去施加的载荷后不能恢复的变形，其诱因都是轮齿受过大载荷造 成的。轮齿的塑性变形可以分为两大类：齿体塑变和齿面塑变。前者是由于齿体材料受到的 应力超过弹性极限所致，而后者除了高应力外还与轮齿啮和时的摩擦条件有关（摩擦使齿面 材料流动）。对于开式齿轮，典型的齿面塑变类型为起脊。
1、磨料磨损
磨料磨损的形貌特征：齿面出现不同尺寸的分散凹坑，其边缘比较圆滑；此种
损伤类型与润滑无关，且不会持续扩展，但降低了齿轮的接触比例
20
2、过度磨损
过度磨损是指由于长期使用性能欠缺的润滑剂，抗磨损性能差，摩擦系数过高，大 的滑动摩擦力使轮齿表面快速磨损，从而使齿轮副达不到设计寿命。
过度磨损的形貌特征：齿轮表面明显粗糙，严重时齿廓失去渐开线形状，通常过度磨损的齿 轮伴随着胶合、擦伤等损伤，但由于磨损较快，不易出现裂纹和点蚀。
Kluberfluid C-F3 /F4 ultra Kluberfluid B-F 1 ultra （油）
WHITMORE'S BMG-6000
Fuchs
CEPLATTYN MG15
3
几种常见开式齿轮脂对比
工艺对比
项目
Klüber Grafloscon CSG00 Ultra
Fuchs Ceplattyn KG-10LC
润滑油膜不能建立，齿面上不平的峰谷在接触时发生局部高压熔 焊，而后随着齿面的相对运动，促使节点发生塑性变形和破裂， 导致齿面材料的损失和迁移。由于高温导致润滑失效而形成的胶 和称为“热胶和”，由于啮合齿轮间接触压力超过润滑油承载能 力 导致润滑失效而形成的胶和称为“冷胶合”。
25
胶合的形貌特征：相互啮合齿面间齿面表层材料发生撕裂，形成连续 的、一定面积、一定深度的凹坑，严重时可能覆盖整个齿宽。胶合通常发 生在相对滑动速度较高的齿顶和齿根区域。
齿轮可以用开式齿轮
脂磨合
7
冀东水泥唐山丰润三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齿轮啮合出来瞬间的照片-1
8
冀东水泥唐山丰润三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齿轮啮合出来瞬间的照片-2
9
冀东水泥唐山丰润三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齿轮啮合出来瞬间的照片-3
10
冀东水泥唐山丰润三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齿轮啮合出来瞬间的照片-4
11
冀东水泥唐山丰润三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齿轮啮合出来瞬间的照片-5
12
长城7420在1号水泥磨上的效果图-1
13
长城7420在1号水泥Байду номын сангаас上的效果图-2
• SCHAEFFEN的322 BLACK BEAUTY OPEN GEAR LUBE 溶剂型
• Mobil OGL007 皂基非溶剂型
• Klüber Grafloscon C SG00 Ultra等 皂基非溶剂型
• Fuchs Reiner Ceplattyn KG10, Unigrease FG800
21
齿轮的过度磨损和所用润滑剂性能直接相关。要 求润滑剂具有适合工况推荐的工作粘度，含极压添 加剂、良好的抗磨性能、低的滑动摩擦系数，能够 有效降低齿轮的磨损速度，延长齿轮寿命。
22
3、擦伤
擦伤是由于齿轮表面承受过大的接触压力、润滑剂极压性能不足或齿面缺乏足够的润滑 剂，导致润滑油膜不能建立，齿轮处于干摩擦或边界摩擦状态，啮合齿面直接接触，造成齿 轮材料的移除
7420系列重负荷开式齿轮脂适用于大型、重负荷、低速 至中速的开式齿轮及齿型联轴节的润滑，适用温度范围：30℃～120℃。
长城 7420
Mobil
OGL-007, MobilTac-c 375nc, 325nc
Esso
DYNAGE AR
Klüber
威特魔力
GRAFOSOLON C-SG0 Grafloscon A/B/C（脂）
综上所述
1、对比7420与Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500在开式齿轮上的润 滑状况及效果，两者是相当的。
2、通过仔细观察齿轮表面情况，没有出现磨料磨损 、 过度磨损、 擦伤 、 胶合 、 点蚀和剥落、 塑性变形 等的迹象，表面润滑 状态还是比较好的。
3、对比7420在其他单位重载开式齿轮上的运行效果，与在贵公司的 效果是一样的。
18
a)磨光实例
b)中等磨损实例
对于新制大型开式齿轮或翻面使用的齿面：在齿轮的运行初期，必须通 过磨合过程来达到磨光的目的，借助专用磨合润滑剂快速降低表面粗糙度、 提高接触比例，防止出现初期损伤，为后期取得良好润滑状态创造条件
19
大型开式齿轮副在运转初期，接触面积小，存在局部过载，高点的局部 接触应力往往超过材料的接触疲劳强度，疲劳裂纹就会陆续出现。若此类 疲劳裂纹不能快速消除，疲劳裂纹会持续发展成点蚀损伤。如果出现以下 几种情况，就需要查找原因
四川济鹏建材有限公司是将火电厂 的煤炭经燃烧后的渣碾磨成粉末 作为水泥的填充材料
17
重载开式齿轮的正常磨损
该内容是摘自作者:丁灯，单位:克鲁勃润滑剂上海有限公司
这种磨损发生在齿轮运转的早期阶段，粗糙的开式齿轮表面的机 加工痕迹逐渐消失，齿面呈光亮状态，常称为跑合磨损。磨光和中等 磨损都属于正常磨损类型。
基础油
烃类油
烃类油
长城7420 烃类油
稠化剂
铝皂
复合铝
锂皂
含增粘剂、极压抗磨剂、 含增粘剂、极压抗磨剂、抗 含增粘剂、极压抗磨剂、抗
抗氧剂、固体填料 添加剂
氧剂、、固体填料
氧剂、固体填料
4
几种常见开式齿轮脂对比
理化性能对比
项目
基础油粘度, mm2/s 40℃ 100℃
¼锥入度, (工前)0.1mm
皂基非溶剂型
• 76 LUBRICANT 的76 open gear compund
锂皂稠化高粘度油，加EP剂、石墨
• WITHMORE’S的BMG-6000
无机稠化剂稠化高粘度油加EP、AW、固体润滑剂
• EXXON的DYNAGEAR
2
无沥青型，高粘度油加二硫化钼
7420系列重负荷开式齿轮脂
采用皂类稠化剂稠化高粘度基础油，并加有极细的固 体润滑剂、极压抗磨、抗氧、防腐、防锈等添加剂，具有良 好的极压抗磨性、粘附性、抗水性和抗氧化性能。
67
润滑油脂的温度，℃
37.2
37.4
33
2、现场收集油样，取样点如下：
2号水泥磨取样点
1号水泥磨取样点
220号开式齿轮油
7420齿轮润滑脂
分析项目
7420（00）开式 220号开式齿
齿轮润滑脂
轮润滑油
工作锥入度1/10，mm 421
——
铁含量，%
0.33
0.23
铜含量，ppm
24.5
29.2
34