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齿轮和齿轮油(四)

2016-01-21 10:35:13

在齿轮油中,增粘剂对于增加弹性流体动力润滑膜(EHD)的厚度只是起到部分作用,其原因有三,①在EHD油膜内,聚合物分子在运动方向上可以顺序排列而致紧密,其空间尺寸有紧缩趋势;②聚合物分子被阻挡在接触区入口无法进入EHD膜内;③聚合物分子被剪断。

剪切安定性,是齿轮油的一种重要的指标,与其它油品相比尤甚,这是因为前已述及的受到的剪切应力,齿轮油是的。关于齿轮油剪切安定性的测试方法,个人认为,超声波法(SH/T 0505)不适于齿轮油,首先是苛刻度不够,再者超声波试验的结果重复性实在不能令人满意;喷嘴剪切法(SH/T 0103),用来对付内燃机油和液压油尚可,对于粘度较大的齿轮油则是勉为其难,也存在结果的重复性的问题;所以,FZG齿轮试验机法(SH/T 0200)与齿轮油的实际工况更加接近一些,比如选定试验条件,6级载荷,90℃油温,3000/分,20小时,测定油品前后的粘度损失,对于所测试的样品会有很好的区分度,不足的是,该试验所需样品量稍多。最近新出台了“传动润滑剂粘度剪切安定性的测定——圆锥滚子轴承试验机法”,多了一个不错的选择,减少了试样的用量,试验成本和工作量也相对小了,不错!

为了保证齿轮油的剪切安定性,我们一般使用低分子量的聚甲基丙烯酸酯、低分子量的聚异丁烯来作为增粘剂。重均分子量在2000-4000的聚异丁烯,可用于工业齿轮油,能够保证产品的剪切安定性,但须注意这样的聚异丁烯应该是加氢饱和过的,以限度地使其中的双键饱和,来保证油品的热氧化安定性没有问题。然而有意思的是,在用氧化实验(SH/T 0123)来进行稠化与非稠化的工业齿轮油对比时,往往稠化的样品之前后粘度的增长趋势更小,何也?增粘剂分子热解聚所致。再者,聚异丁烯的低温粘度太大,以至于它不宜做低粘度的车辆齿轮油的增粘剂使用(如75W系列),此时更多地选择低分子量的聚甲基丙烯酸酯,其实,这也是很少在齿轮油中使用乙丙共聚的OCP的原因。

总之,对于增粘剂,深入探讨其结构和作用机理以及使用性能,于我们而言可能过于复杂了。有下列几条是需要我们知道的:

1、增粘剂不论是链状结构如OCP或星型结构如CSI(苯乙烯-异丁二烯嵌段共聚),其增粘能力取决于它在油中占有的体积。占有体积愈大,增粘能力愈强。

2、在相同的条件下,只有PMA的粘温系数大于1,能改进基础油的粘温性能。因而含PMA的油的粘度指数VI高,低温性能好。

3、剪切稳定性直接影响多机油的粘度级别稳定性,与使用性能关系很大。降低聚合物的分子量可改善剪切稳定性,但添加量大,沉积物增多,清净性变坏(高分子热分解)。所以,增粘能力和剪切稳定性应很好地平衡。

4、非稠化基础油,粘度越小对增粘剂越敏感。PMA的低温性能好,是配制低粘度、大跨度内燃机油(如5W/40)、低温液压油、ATF、大跨度齿轮油(如75W/90)不可缺少的增粘剂。

5、随着合成和聚合工艺的进步,在增粘剂分子中引入其它基团,如胺基、酰胺基、硼酸酯基等,可有越来越多的多效增粘剂品种出现,相信以后具有抗氧、抗磨、分散等功效的增粘剂是一个发展方向。


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