冶金机械设备中齿轮变速器的润滑.pdf

E - m a i l S x h u a h e s a f e t y 1 6 3 . c o m T e l 0 3 5 1 - 4 1 6 8 8 3 7 4 1 6 8 8 1 7 安 全 评 价安 全 咨 询 在作相对运动的两摩擦表面间加入润滑剂, 形成 润滑膜, 将两摩擦表面分隔开, 变干摩擦为润滑剂分 子间的摩擦, 起到控制摩擦、 减少磨损、 降温冷却、 防 止锈蚀、 缓冲减振、 降低噪音、 清洗污垢、 传递动力、 密 封防漏的作用, 能够延长齿轮使用寿命, 这种方法称 为润滑。齿轮工作时, 由于在相互啮合的齿面间存在 相对滑动, 所以齿面要产生摩擦和磨损。对于高速齿 轮传动, 齿面间的摩擦磨损更为严重, 故润滑在齿轮 传动中是非常必要的, 润滑是冶金机械设备齿轮传动 尤其是齿轮变速器运行好坏的一个关键环节。 1齿轮的润滑状态 当齿轮的圆周速度v 1 2m / s时, 应采 用喷油润滑。所谓喷油润滑是将润滑油以一定压力 直接由喷嘴喷射到齿轮啮合处的一种润滑方法。 机械设备中变速器的润滑主要包括齿轮和轴承 的润滑。 在综合考虑流体动力效应、 润滑油压黏特性 和接触体性变形三者基础上确立的压力润滑油膜, 将摩擦表面分隔开来的润滑状态,称弹性流体动力 润滑。 依据弹性流体动力学润滑理论, 齿面润滑状态 与齿面的接触应力、 滑动速度和方向、 润滑的性能有 关。 由于齿轮传动的特点是啮合时间短, 同时发生滑 动和滚动, 滑动方向和大小都在急剧地变化, 接触面 单位面积上的瞬时压力很高, 材料的弹性变形大。 在 此情况下, 评定齿轮有效润滑的膜厚比参数λ为 λ h m i n/ σ. 式中h m i n为齿轮啮合时的最小油膜厚度,μm;σσ σ 2 1 σ 2 2 1 / 2 ,σ1,σ2分别为两摩擦表面粗糙度的均方 根,μm 为两啮合齿轮表面的综合粗糙度, μm。 根据λ的试验结果值,齿轮的润滑状态分为三 种 当λ 0 . 4时, 为边界润滑, 载荷完全由边界膜承 担, 摩擦学特性取决于固定表面性能和润滑剂油性。 当齿轮间为边界润滑时,轮齿表面有较多的凸峰接 触, 易发生擦伤、 黏着 胶合 磨损。 为防止齿轮啮合 时直接接触, 应在基础油中加入油性剂和极压剂, 改 善润滑油的性能,形成吸附膜和极压润滑膜。当 0 . 4 λ 3 5时, 为流体润滑, 即完整全油膜润滑, 齿面完全被弹性流体油膜分开,轮齿表面的磨擦转 变为油膜内部分子间摩擦, 摩擦系数小, 载荷全部由 油膜承担, 摩擦学特性取决于润滑剂黏度, 发生齿面 疲劳点蚀、 齿面胶合、 齿面磨粒磨损等损伤的概率 最小, 这是一种理想的润滑状态。 2润滑在齿轮传动中的作用及影响 2 . 1润滑对抗点蚀的作用及影响 齿轮工作时, 其工作面上的接触应力是随时间变 化的变应力。齿面长时间在这种高变接触应力的作 用下, 可能将出现微小的金属剥落而形成一些疲劳浅 坑, 这种现象称为齿面疲劳点蚀。点蚀的程度和发生 的时间, 主要取决于接触应力的大小、 载荷的循环次 数、 材料的硬度、 表面微观几何形状及润滑状态和润 冶金机械设备中齿轮变速器的润滑 王自学刘利兵 邯郸钢铁股份有限公司, 河北邯郸0 5 6 0 1 5 摘要 针对冶金行业所用齿轮变速器内的齿轮传动相互啮合的齿面磨擦和磨损等问题, 提出了合理的解决方法。 关键词 齿轮变速器磨损润滑传动 中图分类号T H 1 1 7 . 2 文献标识码B 收稿日期2 0 0 7 - 0 7 - 2 5 第一作者简介 王自学, 男,1 9 7 9年生, 现在邯钢炼铁部从 事设备管理工作,助理工程师。T e l0 3 1 0 - 6 0 7 4 2 7 8,E - m a i l w a n g z i x u e 6 9 s i n a . c o m 文章编号1 6 7 2 - 1 1 5 22 0 0 70 5 - 0 0 5 0 - 0 2 总第1 0 9期 2 0 0 7年第5期 山西冶金 S H A N X IM E T A L L U R G Y T o t a l 1 0 9 N o . 5,2 0 0 7 E - m a i l s x d c h 1 2 6 . c o m T e l 0 3 5 1 - 3 9 3 8 0 2 1 F a x0 3 5 1 - 3 9 3 7 9 1 5 Y S系 列 水 处 理 剂 东昌 表1润滑油种类 齿轮 种类 负荷推荐使用的润滑油 直、 斜 齿轮 和锥 齿轮 低负荷 一般机械油,对于重要的传动可添 加防锈剂和抗氧化剂等 中等 负荷 汽缸油、 齿轮油、 中负荷工业齿轮油 高负荷 重负荷极压齿轮油, 重负荷蜗轮 蜗杆油 蜗轮 传动 复合型润滑油,对通常的传动可用 汽缸油、 蜗轮蜗杆油 双曲线 锥齿轮 高极压型的双曲线齿轮油 滑膜的厚度。 提高齿面硬度, 降低齿面粗糙度值, 采用 黏度较高的润滑油以及合理的变位等, 都能提高齿面 抗疲劳点蚀的能力。 高黏度的润滑油对于渗入裂纹的 作用没有稀油活泼, 同时, 黏度高有利于油膜的建立 和油膜厚度的增加, 油的弹性可以缓和冲击, 使接触 应力的分布更趋于均匀, 降低了最大应力值, 增强了 齿面的抗点蚀能力。所以提高润滑油的黏度, 可以适 当减少表面疲劳点蚀的发生和扩展。 润滑油中的添加剂特别是极压添加剂, 如果使用不 当, 往往造成腐蚀, 加速点蚀生成。为了防止点蚀, 对添 加剂的组分和用量、 齿轮材质、 接触应力、 负荷性质、 齿 轮工作速度以及环境温度等都应注意, 不能随便采用。 润滑方式与供油量对点蚀也有很大影响。从防 止疲劳点蚀来看, 供油量不宜过多。供油量过多, 会 有部分油因在啮合的齿面间受到挤压,从而产生局 部高压, 增加了齿面接触应力。 同时高压作用下渗入 裂纹的油量也多, 促进疲劳点蚀的发生和发展。 但为 了防止黏着, 又应该有充分的渍量。所以, 应综合考 虑供油量的多少, 以取得最好的润滑效果。 2 . 2润滑对抗齿面胶合 黏着 的作用及影响 胶合是由于齿面的润滑膜完全失去了作用, 使 相啮合齿面的金属在一定压力下直接接触,产生黏 着,同时随着齿面的相对运动使金属从齿面上撕落 引起黏着磨损。润滑可以阻止黏着的产生。 对不含油性剂和极压剂的矿物油, 油的黏度越高, 形成的油膜越厚, 黏附性越好, 越容易阻止齿面直接接 触, 抵抗胶合的能力越强; 在矿物油中加入油性剂和复 合矿物油, 可以用物理和化学的吸附方式, 形成比矿物 油更牢固的边界油膜, 阻止黏着磨损的发生; 对含有极 压剂的极压齿轮油, 与齿轮表面发生化学反应, 生成无 机物覆盖膜, 使黏着磨损失去产生的机会。 2 . 3润滑对磨粒磨损的作用及影响 当泥沙、 灰尘、 铁屑、 金属粉末等进入轮齿的啮 合部位时, 将引起齿面的磨粒磨损。 润滑油对磨粒磨 损起不到改善作用,油只能把外来的杂质从齿面上 冲洗掉。若磨损颗粒悬浮于油中, 将起研磨剂作用, 使磨粒磨损继续发展。 为了防止磨粒磨损,经常注意润滑油的清洁和 更换是很重要的。 油浴润滑选用较低黏度的润滑油, 有利于磨粒的沉淀。 润滑油经过滤后再使用, 定期对 润滑油质取样化验, 定期净化。 3冶金机械齿轮变速器对润滑油性能的要求和选用 3 . 1对润滑油性能的要求 冶金企业设备复杂, 运行环境恶劣, 总的工作特 点是 传递功率大, 齿面接触应力高; 圆周速度比较 低; 冲击性负荷大, 常承受大的过载负荷; 工作环境温 度变化大; 灰尘较多等。因此, 要提高润滑效果, 适应 使用的工况环境, 保证良好的传动性能, 以延长设备 的使用寿命。 冶金机械齿轮变速器对润滑油性能的要 求是 1 黏度适当。润滑油的黏度主要根据齿轮的 节线速度和受力情况进行综合。 2 抗磨性能好。关于齿轮的抗磨性, 一般可分 为4个等级 一级, 纯基础油, 不含抗磨添加剂, 适用 于中速中负荷的齿轮传动装置; 二级, 基础油添加油 性添加剂, 适用于中速中负荷的齿轮传动装置; 三级, 基础油添加中等极压添加剂, 适用于中速高负荷的齿 轮传动装置; 四级, 基础油添加全极压添加剂, 适用于 高速高负荷及强烈冲击性载荷的齿轮传动装置。 3 定期检验、 及时更换保持润滑油洁净, 。 长期循环使用的润滑油要求用深度精制、加抗 氧化剂的抗氧润滑油;有火灾危险的润滑部位要求 用耐烯或不燃性润滑油, 如磷脂油、 混磷酸油或水基 乳化油等。 3 . 2对润滑油的选用 利用经验公式和图表法可以适当选择润滑的种类 和黏度, 一般在实践中通过反复试验来确定。 表1是根 据齿轮的种类和负荷条件选择润滑油种类, 仅供参考。 4结语 随着科学技术的不断进步和发展, 对冶金机械和 设备的控制品质的要求也不断提高。可以预料, 冶金 机械设备中齿轮变速器的润滑, 会在冶金设备使用过 程中起到越来越重要的作用。 责任编辑 苗运平 王自学, 等 冶金机械设备中齿轮变速器的润滑2 0 0 7年第5期 5 1