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齿轮与齿轮油(一)

2015-12-08 09:30:14

    我们知道齿轮油属于传动系统用油,一般分为两大类即车辆齿轮油和工业齿轮油,所以就车辆和工业设备中常见的齿轮形式来看,大致有这么七大类:正齿轮、伞齿轮、斜齿轮、人字齿轮、螺旋伞齿轮、蜗轮蜗杆和双曲线齿轮。

对我们一般的润滑油从业人员来说,有时候理论艰涩难懂。但为了说明白一些道理,还得稍微再提及一些基本的润滑理论的概念。

润滑状态分为:流体润滑、混合润滑和边界润滑。一旦齿轮的润滑状态突破了边界润滑,齿轮就会损坏失效。而齿轮失效的形式,以齿面损坏时的表面粗糙度来衡量,损坏程度由轻到重依次是:擦伤、点蚀、胶合、剥落、磨粒磨损、波纹和螺脊。这里也可以看出,实际上点蚀是比较轻度的齿轮损坏,最近几年齿轮的“微点蚀”的概念在风电齿轮油中被炒作得神乎其神,提起风电齿轮油言必称微点蚀,我感觉似乎与某些国外齿轮制造商和润滑油生产商在人为设置风电齿轮油的门坎不无关系,抢先推出一个相关的试验设备,便剥夺了相当一批润滑油生产商的话语权。当然,该观点可以商榷。

摩擦表面被润滑油膜完全隔开,表面凸起点不直接接触,此为流体润滑,它又分为流体动力润滑和流体静力润滑,这是润滑的理想状态。在设备运转时的高载荷下,润滑油的粘度会增加(我们称之为粘压效应),金属材料会发生弹性变形,这时的流体动力润滑叫做弹性流体动力润滑。在没有特殊情况出现时,齿轮的润滑状态基本都是混合润滑,即弹性流体动力润滑加边界润滑。

再说点蚀:点蚀是一种表面疲劳现象,齿面在循环应力的作用下运转一定时间可能出现点蚀。影响点蚀的主要因素是齿轮的设计和材料的选择,与齿轮油只是有一定关系。如果齿轮的传动比不是1:1,则高速齿轮可能先出现点蚀,如果齿轮副是用不同材料制造,点蚀可能只出现在一个齿轮上。

微点蚀实际上是一种表面疲劳或接触疲劳,在摩擦副表面出现深约20µm的浅坑称为微点蚀。其内因是金属表层内存在物理或化学的缺陷,如晶格缺陷、间隙原子、成分偏析等。出现点蚀的可能原因和改进措施可参见下表。


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