齒輪油的分類

1、齒輪油的分類、性能及應(yīng)用齒輪油齒輪是機(jī)械中最主要的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。齒輪的傳遞功率范圍大、傳動(dòng)效率高、可傳遞任意二軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 齒輪的種類很多，如直齒、斜齒、人字齒型圓柱齒輪、直齒、斜齒、螺旋齒型錐齒輪、雙曲線齒輪及蝸輪蝸桿等。 齒輪曲率半徑小，潤(rùn)滑中形成油楔的條件差，輪齒的每次嚙合均須重新建立油膜。另外，嚙合表面不相吻合，有滾動(dòng)也有滑動(dòng)，惡化了油膜運(yùn)轉(zhuǎn)情況。 齒輪的潤(rùn)滑狀態(tài)，總起來說有兩種情況：一是流體動(dòng)力潤(rùn)滑和彈性流體潤(rùn)滑，二是邊界潤(rùn)滑。 流體動(dòng)力潤(rùn)滑時(shí)，一定厚度的潤(rùn)滑油膜可將摩擦面完全隔開而不發(fā)生直接接觸。但當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，嚙合齒面間發(fā)生彈性變化，潤(rùn)滑油粘度在此壓力下急劇增大，仍不被擠

2、出而形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑膜和彈流膜的關(guān)鍵。 邊界潤(rùn)滑則發(fā)生在負(fù)荷繼續(xù)增大，此時(shí)，承擔(dān)潤(rùn)滑任務(wù)是吸附在金屬表面上的一層或幾層分子構(gòu)成的邊界吸附膜。當(dāng)處在高溫高壓時(shí)，吸附膜會(huì)脫掉，喪失潤(rùn)滑作用。此時(shí)，要靠齒面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)膜起潤(rùn)滑作用。此種潤(rùn)滑狀態(tài)一般又稱作極壓潤(rùn)滑。 總之，齒輪的接觸壓力非常高，一些載重機(jī)械的減速器齒輪的齒面應(yīng)力可達(dá)4001000MPA，而雙曲線齒輪的齒面應(yīng)力可達(dá)10004000MPA。在高應(yīng)力條件下，邊界潤(rùn)滑實(shí)質(zhì)上處在極壓狀態(tài)。為防止油膜破壞，在齒輪油中要加入極壓抗磨劑，以便在苛刻運(yùn)行條件下，放出的活性元素與金屬反應(yīng)生成低熔、高塑性薄膜，保證齒面間的正常潤(rùn)滑。（一）齒輪油的性能要求

3、 1適宜的粘度、粘彈性和粘溫性 粘度是齒輪油的最基本性質(zhì)。粘彈性和粘溫性可保證齒輪嚙合過程中流體動(dòng)力膜和彈性流體潤(rùn)滑膜的形成。良好的粘彈性，又是齒輪油低粘度化中的重要因素。 2良好的極壓抗磨性 主要靠各種抗磨劑的復(fù)合使用，才能在齒輪傳遞負(fù)荷時(shí)，不至于發(fā)生擦傷，磨損和膠合等損壞事故。 3良好的氧化安定性和對(duì)熱的安定性 車輛后橋齒輪箱油溫可高達(dá)150160且齒輪面嚙合中的瞬時(shí)溫度更可高達(dá)600以上，加上齒面?zhèn)鲃?dòng)過程中要與空氣（甚至水分）頻繁接觸和侵入，良好的熱和氧化安定性是保證齒輪油長(zhǎng)期使用的重要參數(shù)。 4良好的抗乳化和抗泡性 5良好的防銹和防腐蝕性 （二）車輛齒輪油 車輛齒輪油用于各種車輛的傳動(dòng)

4、箱、變速箱、減速器和變速器等的潤(rùn)滑。 1粘度分類 表3-34 列出車輛齒輪油的粘度分類。 表3-34 車輛齒輪油的粘度分類分 類達(dá)到150Pa·s最高溫度/100(運(yùn)動(dòng)粘度/(mm2/s)最 低最 高75W80W85W90140250-40-26-12-4.17.011.013.524.041.0-24.041.0- 2性能級(jí)別分類 表3-35和表3-36分別列出美國石油學(xué)會(huì)和我國的車輛齒輪油性能級(jí)別分類。表3-35 美國石油學(xué)會(huì)齒輪油使用規(guī)格規(guī) 格用 途API GL-1API GL-2API GL-3API GL-4API GL-5API GL-6某些手動(dòng)變速箱，不需要摩擦改進(jìn)劑和

5、極壓劑蝸輪蝸桿工業(yè)齒輪油手動(dòng)變速箱，中等負(fù)荷螺旋傘齒輪螺旋傘齒輪后橋，低負(fù)荷雙曲線齒輪，手動(dòng)變速箱雙曲線齒輪后橋，相當(dāng)于MIL-L-2105D具有高偏置的轎車雙曲線齒輪后橋，相當(dāng)于福特汽車公司的M2C105A/M2C154A3車輛齒輪油術(shù)條件表3-37和表3-38分別列出我國普通車輛齒輪油和重負(fù)荷車輛齒輪油的技術(shù)條件。 表3-36 我車車輛齒輪油的分類與API性能分類對(duì)應(yīng)關(guān)系我國車輛齒輪油相當(dāng)?shù)腁PI分類號(hào)L-CLC普通車輛齒輪油L-CLD中負(fù)荷車輛齒輪油L-CLE重負(fù)荷車輛齒輪油GL-3GL-4GL-5 從表中GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油技術(shù)條件可以看出：除了一般理化指標(biāo)外，CL-5（CLE）車

6、輛齒輪油共有四項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，即銹蝕試驗(yàn)（相當(dāng)于CRCL-33）、低速高扭矩的抗擦傷試驗(yàn)（CRCL-37）、高速?zèng)_擊負(fù)荷下的承載能力試驗(yàn)（CRCL-42）和熱氧化安定性試驗(yàn)（CRCL-60）。這是四項(xiàng)車輛齒輪油專用的臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)條件非?？量?，而且互相制約。在基礎(chǔ)油粘度合適的基礎(chǔ)上，還要精心平衡含硫添加劑與含磷添加劑的比例（包括組成），還要平衡防銹劑、油性劑以及一些助劑與硫磷添加劑之間的性能平衡，才能通過上述四項(xiàng)臺(tái)架試驗(yàn)，成為合格的（CLDGL-5）重負(fù)荷車輛齒輪油（CLE油）。 在性能級(jí)別分類中有一檔GL-4中負(fù)荷車輛齒輪油（即CLD油）。由于該油的四項(xiàng)臺(tái)架試驗(yàn)（CRCL-13、CRC-L-21

7、、CRC-L-19和CRC-L-20）均已中止試驗(yàn)，所以按照API規(guī)定，可按通過GL-5油四項(xiàng)臺(tái)架試驗(yàn)油的添加劑量減半，即可被認(rèn)為符合GL-4中負(fù)荷車輛齒輪油（CLD油）。 4車輛齒輪油的選用 下述表3-39和表3-40分別列出車輛齒輪油的使用情況和車輛齒輪油粘度級(jí)別選用情況。表3-39車輛用齒輪情況汽 車 類 型代 表 車 型社會(huì)保有量/104輛用油等級(jí)汽油車小轎車微型車輕型載重車中型載重車吉普車 奧迪、標(biāo)致、桑塔納、夏利、雪鐵龍大發(fā)、吉林、長(zhǎng)安、偉健CA120、BJ130、NJ131、金杯CA141、EQ140212、213 1104029026020 GL-5GL-4或GL-5GL-4G

8、L-4GL-4或GL-5柴油車輕型載重車中型載重車重型載重車大客車礦山車 依維柯、五十鈴、慶鈴解放、東風(fēng)斯臺(tái)爾、奔馳、臺(tái)脫拉、新黃河丹東680本溪LN-392 301558101 GL-5GL-4GL-5或GL-4GL-4 表3-40車輛齒輪油粘度級(jí)別選用情況環(huán)境溫度/粘度級(jí)別環(huán)境溫度/粘度級(jí)別-5710-25-49-154975W80W-9085W-90-1249-1549-7499085W-140140（三）工業(yè)齒輪油1工業(yè)齒輪油的粘度級(jí)別 我國工業(yè)齒輪油按GB3141“工業(yè)用潤(rùn)滑測(cè)量 粘度分類”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行粘度牌號(hào)的分類。表3-41列出新舊粘度等化以及與美國齒輪制造商協(xié)會(huì)（AGMA）、國際標(biāo)

9、準(zhǔn)化組織（ISO）的粘度等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。表3-41 工業(yè)齒輪油粘度等級(jí)粘 度 級(jí)GB314140運(yùn)動(dòng)粘度/（mm2/s）相當(dāng)于舊牌號(hào)（50粘度）AGMA粘度級(jí)ISO粘度級(jí)6810015022032046068061.274.8901001351651982422883524145066127485070901202002503502EP3 EP4 EP5 EP6 EP7 EP8 EPVG68VG100VG150VG220VG320VG460VG6802.工業(yè)齒輪油的產(chǎn)品分類 上述產(chǎn)品分類是參照ISO6743.6規(guī)定。對(duì)于齒輪的負(fù)荷和操作條件該規(guī)定有如下解釋： 輕負(fù)荷 齒輪的接觸應(yīng)力一般低于50

10、0MPa（500N/ mm2/s）和齒面上的最大滑動(dòng)速度（V s）一般低于工作的節(jié)圓柱（V）上的齒節(jié)線速度的1/3。 重負(fù)荷 齒輪的接觸應(yīng)力一般大于500 MPa（500N/ mm2/s）和齒面上的最大滑動(dòng)速度（V s）也許比工作的節(jié)圓術(shù)（V）上的齒節(jié)線速度的1/3要高。 3各類工業(yè)齒輪油的技術(shù)條件 下述各表分別列出抗氧防銹齒輪油（SH0357-92）、中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）、重負(fù)荷工業(yè)齒輪油（暫行技術(shù)條件）、蝸輪蝸桿齒輪油（SH0094-91）和開式齒輪油（SH0263-92）的技術(shù)條件。工業(yè)閉式齒輪油的最新標(biāo)準(zhǔn)（GB5903-95）見表3-45（a）表3-42 工業(yè)齒輪油產(chǎn)

11、品分類 ISO分類通稱國外有代表性的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)我國相對(duì)應(yīng)或相近似的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn) 閉式工業(yè)齒輪油 CKB抗氧防銹齒輪油AGMA250.04R&OSH0357-92抗氧防銹齒輪油企標(biāo)US.S220CKC中負(fù)荷工業(yè)齒輪油AGMA250.03EPGB5903-86CKD重負(fù)荷工業(yè)齒輪油AGMA250.04EP重負(fù)荷工業(yè)齒輪油暫定技術(shù)條件(1990)US.S224CKE4.工業(yè)齒輪油的選用 選用齒輪油有四條原則：（1） 根據(jù)齒輪面接觸應(yīng)力選擇齒輪油類型。（2） 根據(jù)齒輪線速度選擇齒輪油粘度，速度高的選用低粘度油，速度低的選用高粘度油。（3） 注意使用溫度。油溫高，油粘度應(yīng)大一些；夏天用粘度高的油，冬天

12、用粘度低的油。（4） 考慮齒輪潤(rùn)滑和軸承潤(rùn)滑是否處在同一潤(rùn)滑系統(tǒng)中；是滾動(dòng)軸承還是滑動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承要求潤(rùn)滑油粘度較低些。表3-48 閉式工業(yè)齒輪的檔次選擇齒面接觸應(yīng)力N/ mm2齒輪使用工況推 薦 用 油<350一般齒輪傳動(dòng)抗氧防銹工業(yè)齒輪油350500(低負(fù)荷齒輪)一般齒輪傳動(dòng)抗氧防銹工業(yè)齒輪油有沖擊的齒輪傳動(dòng)中負(fù)荷工業(yè)齒輪油5001100(中負(fù)荷齒輪)礦井提升機(jī)、露天采掘機(jī)、水泥窯、化工、水電、礦山機(jī)械、船舶海港機(jī)械等的齒輪傳動(dòng)中負(fù)荷工業(yè)齒輪油接近1100(中負(fù)荷齒輪)高溫、有沖擊、有水進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)重負(fù)荷工業(yè)齒輪油>1100(重負(fù)荷齒輪)治金軋鋼、井下采掘、高溫、有

13、沖擊、含水部位的齒輪傳動(dòng)重負(fù)荷工業(yè)齒輪油 至于渦輪渦桿齒輪油，適用于鋼-銅結(jié)構(gòu)的渦輪渦桿傳動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)負(fù)荷情況，選用極壓型或非極壓型渦輪渦桿齒輪油。 開式齒輪油適用于開式和半封閉齒輪箱和齒輪裝置以及低速重負(fù)荷齒輪裝置（齒輪和軸承分開的潤(rùn)滑系統(tǒng)）。表3-49中列出了與齒輪油有關(guān)的一些使用所發(fā)生的問題及其可以采取的措施。表3-49 與齒輪油有關(guān)的使用問題問題可 能 原 因改 進(jìn) 措 施腐蝕缺少防銹劑油中含水腐蝕性的極壓劑污染物，如植物酸油氧化產(chǎn)生的酸性物質(zhì) 用加足夠防銹劑的油勤排水、勤換油防止污染物進(jìn)入油泡沫缺少抗泡劑抗泡劑析出油面高度不當(dāng)空氣進(jìn)入油中油中含水 用含抗泡劑的油補(bǔ)加抗泡劑控制加油量防止空氣和水進(jìn)入油中沉淀或油泥添加劑折出遇水乳化油氧化生成不溶物使用貯存穩(wěn)定性好的油使用抗乳化性好的油或補(bǔ)加抗乳化劑使用氧化安定性好的油粘度增加氧化過熱使用氧化安定性好的油避免過熱粘度下降增粘劑被剪斷使用剪切穩(wěn)定性高的粘度指數(shù)改進(jìn)劑漏油齒輪箱缺損密封件損傷用高粘度油更換密封件不正常發(fā)熱齒輪箱中油太多油粘度太大齒輪上油量不足載荷過高齒輪箱外塵土堆積妨礙散熱控制加油量降低油粘度 降低載荷清潔齒輪箱外殼及鄰接的金屬部件污染