齿尖:安迪·米尔伯恩,P.E。

这个月的安装是变速箱润滑三次中的第二次。本专栏将涵盖与齿轮和轴承润滑油的选择有关的问题。

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这几个月的安装是关于齿轮箱润滑的三个安装中的第二个。本专栏将介绍与齿轮和轴承润滑剂选择相关的问题。

如果可用,应遵循原始设备制造商的润滑建议。但是,如果OEM建议或操作条件发生变化时遇到问题,可以使用以下指南。

润滑剂的主要用途是尽量减少配合表面之间的金属对金属接触。由于粘度是决定润滑油膜厚度的最重要的特性,我们首先需要看看如何选择合适的粘度。

当齿轮齿和滚动轴承加载时,接触面轻微变形,并在加载区变得基本平坦。当表面滚动时,油被吸进接触区,并由于表面之间的压力;粘度迅速上升,足以将两个表面分开。增加油的粘度等级或降低操作温度将增加由此产生的膜厚。随着轧制速度的增加,膜厚也会增加。在微观层面上,接触面由一系列的峰谷组成(见图1)。有三种基本的润滑状态。弹性流体力学(EHD)体系是指润滑膜足够厚,使两个表面的峰值完全分离。当油膜厚度较薄时,油膜与油膜之间的峰值处于常接触状态,则油膜与油膜之间的接触处于边界润滑状态。如果油膜厚度允许峰值之间偶尔接触,那么这种接触就处于所谓的“混合润滑”状态。

用于量化接触条件的参数是“比膜厚比λ”(λ)。其定义为最小润滑油膜厚度除以配合面的复合表面光洁度。AGMA 925-A03“润滑对齿轮表面损坏的影响”提供了计算齿轮啮合最小油膜厚度和Lambda比的方程式。它还提供了评估擦伤风险和磨损相关损坏概率的方程式。

试验和现场数据表明,避免磨损相关损坏所需的最小λ比随齿轮啮合的节线速度而变化。AGMA 925-A03的图15显示了磨损概率、节线速度和λ比之间的近似关系。

如果无法确定λλλ比,ANSI/AGMA 9005-E02“工业齿轮润滑”的附录B提供了基于低速齿轮组的整体油温和变桨线速度的最小油粘度指南。

一些轴承制造商使用κ比来量化轴承的润滑条件。其定义为实际工作粘度除以提供足够润滑所需的最小粘度的比率。如果可能,应选择润滑剂粘度,使低速轴上轴承的κ比大于1.0。如果κ比小于1.0,L10轴承的理论寿命将缩短。确定κ比和润滑条件对轴承寿命影响的公式通常可以在轴承制造商的目录或其网站上找到。

一旦确定了所需的最低机油粘度,就必须考虑可使用的最大机油粘度。油的倾点应高于齿轮箱的最低预期冷起动温度。如果齿轮箱具有加压润滑系统,则机油粘度必须足够低,以避免泵气穴并防止滤清器坍塌。在高速啮合的飞溅润滑系统中,最大油粘度必须足够低,以避免齿轮和轴承中的过度搅拌损失。

如果操作条件恶劣,可能需要合成油。合成油一般具有较高的粘度指数,因此在较高的温度下,它们的粘度会高于相同粘度等级的矿物油。此外,它们抗氧化性能更好,所以在高温下运行时,油的使用寿命更长。需要评估延长排水间隔相对于较高初始成本的经济效益。合成油的倾点较低,因此可以用于需要低温启动的应用场合。一些合成油的压力粘度系数低于矿物油,因此在决定是否使用合成油时,应比较每一种合成油的计算膜厚。

使用上述标准进行初始机油选择后,应检查机油与其他部件(如制动器、离合器或逆止器)的兼容性。此外,还需要确定机油对密封件和内部油漆的影响。一些合成油会损坏丁腈密封件。

如果齿轮啮合必须在机油粘度导致低Lambda比的情况下工作,并且表面峰值之间存在明显接触,则机油应含有一些EP和抗磨添加剂。