磨合润滑剂开齿应用

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1、磨合润滑剂在重载开式齿轮的应用作者：丁灯单位:克鲁勃中国公司[2007-7-24]关键字:润滑剂摘要:管磨和转窑类设备通常使用大型开式齿轮副作为动力传动装置，其主要工作条件是低速、重载、冲击负荷等。但齿轮副的加工受限于机加工能力和制造成本，其几何尺寸误差较大，齿轮表面比较粗糙，即便是在齿轮副具有足够安装精度的条件下，其啮合齿面的接触比例最多只有50~60%。这就意味着在设备的运转过程中，局部齿面存在载荷集中的隐患，润滑条件恶劣，导致齿面不可避免的出现先期损伤（如细微裂纹、轻度擦伤等），并持续扩展成

2、为点蚀、擦伤。为解决以上所述困难，采用专用磨合润滑剂是一个有效途径。前言　　管磨和转窑类设备通常使用大型开式齿轮副作为动力传动装置，其主要工作条件是低速、重载、冲击负荷等。但齿轮副的加工受限于机加工能力和制造成本，其几何尺寸误差较大，齿轮表面比较粗糙，即便是在齿轮副具有足够安装精度的条件下，其啮合齿面的接触比例最多只有50~60%。这就意味着在设备的运转过程中，局部齿面存在载荷集中的隐患，润滑条件恶劣，导致齿面不可避免的出现先期损伤（如细微裂纹、轻度擦伤等），并持续扩展成为点蚀、擦伤。为解决以上所

3、述困难，采用专用磨合润滑剂是一个有效途径。一、新制大型开式齿轮润滑条件　　对于大型开式齿轮，其典型工况是接触压力大、表面精度低、线速度低等。受机加工条件所限，大型开式齿轮的精度较低，用于转窑类设备的开齿精度在8~9级(AGMG2000)，用于管磨类设备的开齿精度在9~10级(AGMG2000)，图1所示为一台球磨机新制开式齿轮，齿面可见明显加工痕迹。另外，由于小齿轮和大齿圈分别安装在不同的支撑部件上，安装时很难保证其轴线的平行度。图1新制大型开式齿轮表面状态　　鉴于工作状态的恶劣，大型开式齿轮副在

4、运转初期，不可避免存在局部过载，并导致润滑状态的恶化，使啮合齿轮处于边界摩擦或混合摩擦状态。为最大限度地保护设备和延长轮齿的使用寿命，需在啮合齿面形成良好的润滑油膜，避免齿面的直接接触，防止齿轮过度磨损和出现各种形式的损伤。因此对于此类摩擦点，必须选用高粘度、并能在啮合齿面间形成保护层的润滑剂，以防止齿面金属材料的直接接触。为达到前述目的，具有不同基础油类型、不同基础油粘度、含极压添加剂、含各种类型固体添加剂的开式齿轮润滑产品得到广泛应用。最近几年，采用合成油或精炼矿物油作为基础油、具有超高粘度、

5、含粘附力改善剂、性能更好的极压添加剂、且不含固体添加剂的润滑剂已经得到推广，能够提供更好的润滑。　　然而，改良后的开式齿轮润滑产品也不能完全弥补齿轮载荷集中带来的负面影响。对于齿轮传动，齿轮的表面粗糙度对润滑油膜能否形成、油膜厚度的大小有着直接的决定性作用。　　摩擦学中常用油膜比厚的概念来描述润滑状态。油膜比厚是齿面之间的最小油膜厚度与两齿面综合粗糙度之比，其数学表达式如下所示。　式1式2式中：-油膜比厚-最小油膜厚度、-小、大齿轮的表面粗糙度Ø从公式中可以导出如下结论：油膜比厚越大，润滑剂分离两

6、个啮合齿面的趋势就越强，即齿轮的润滑状态取决于两个因素，润滑剂的性能和齿面的粗糙度。Ø润滑剂性能决定了能够形成的最小油膜厚度，越大，油膜比厚越大，润滑状态愈好；Ø大、小齿轮的啮合表面粗糙度、越小，油膜比厚越大，润滑状态愈好。Ø有润滑剂的条件下，按照油膜比厚的大小，可以将齿轮传动的润滑状态划分为如下图所示的三种润滑状态。图2润滑状态的类型1)边界润滑当<1，齿轮传动处于边界润滑状态，齿轮齿面有表面粗糙峰相接触的情况发生。在边界润滑状态下，润滑剂的粘度不起作用，靠添加剂与齿面形成的物理吸附膜或化学反应

7、膜来保护齿面。2)混合润滑当1<<3，齿轮传动处于混合润滑状态。在混合润滑条件下，摩擦力由粗糙峰和润滑油内部的摩擦力构成，齿轮负荷由油膜和齿面粗糙峰共同承担。润滑油中需要少量的极压添加剂。3)全膜润滑当>3，齿轮润滑处于全膜润滑状态（液体动压润滑、弹流润滑）。在全膜润滑状态下，润滑油膜的厚度远远大于表面粗糙度，两运动表面完全被连续的油膜所隔开。因此润滑剂的粘度起主导作用，不需要添加剂。当计入齿轮的弹性变形时，全膜润滑状态即成为弹性流体动力润滑。在考虑了物体的弹性变形和润滑油在高压下粘度的变化，有如

8、下的最小油膜厚度经验公式：式3式中：　　分析上式，对于既有设备的齿轮传动而言，除关于润滑剂的两个参数（压粘系数、动力粘度）外，其它参数皆为固定参数，润滑剂的性能成为最小油膜厚度的决定性参数。最小油膜厚度越大，两个啮合齿面的分离趋势就越强。从公式中可以导出如下结论：　　润滑油的压粘系数越大，最小油膜厚度愈大，油膜比厚λ值随之上升，齿轮的润滑状态也就越好。　　润滑油的动力粘度越大，最小油膜厚度愈大，油膜比厚λ值随之上升，齿轮的润滑状态也就越好。　　通过上述机理分析，选用压粘系数和动力粘