齿轮传动润滑油知识介绍

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    齿轮传动润滑油简称齿轮油，它主要用来润滑各种机械齿轮传动装置。齿轮油与内燃机润滑油一样，也由矿油型(或合成型)基础油和相应添加剂所组成。齿轮油可分为车辆齿轮油与工业齿轮油两大类。 
    齿轮油简介 
    车辆齿轮油主要用于汽车、工程机械的变速装置、转向机、前后驱动桥的齿轮箱、万向节滚针轴承等机件，还可用于坦克、舰船等相应负荷及工作条件的齿轮传动部件上。工业齿轮油主要用于各种负荷条件下的开式、半开式、闭式及蜗轮蜗杆传动装置。 
一、齿轮油的工作条件及其作用： 
    各种机械传动机构中的齿轮，据其轴线相互位置关系的不同，可分为平行轴传动、相交轴传动和交错轴传动。每类传动中按齿轮和齿的形状不同又有不同的传动方式，如平行轴传动的直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮；相交轴传动的有直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮、螺旋锥齿轮；交错轴传动的有双曲线齿轮、蜗轮蜗杆、螺旋传动。 
    1.齿轮传动特点及齿轮油工作条件 
    (1)齿轮传动效率高，一般圆柱齿轮传动效率可达98%，与轴承相比，齿轮的当量曲线半径小，油楔条件差。 
    (2)齿轮传动齿与齿间是线接触，因此，接触面积小，单位接触压力高。一般汽车齿轮单位接触压力可达2000-3000MPa，而双曲线齿轮更高，可达3000一4000MPa。 
    (3)齿轮传动不仅有线接触，还有滑动接触，特别是双曲线齿轮，轮齿间其有较高的相对滑动速度，一般可达8m/s左右。这在高速大负荷条件下，会使油膜变薄甚至局部破裂，导致摩擦与磨损加剧，甚至引起擦伤和咬合。 
    (4)齿轮油的工作温度一般较内燃机油低，在很大程度上随环境温度变化而变化，车辆齿轮油油温一般不高于100℃。现代轿车采用双曲线齿轮，因其轴线偏置量较大，在车速高时会使齿轮轮面问的相对滑动速度很高，使油温达到160℃一180℃。 
    2.齿轮油在齿轮传动中的作用 
    (1)降低齿轮及其它运动部件的磨损，延长齿轮寿命。 
    (2)降低摩擦，减少功率损失。 
    (3)分散热量，起一定的冷却作用。 
    (4)防止腐蚀和生锈。 
    (5)降低工作噪声、减少振动及齿轮间的冲击作用。 
    (6)冲洗污物，特别是冲去齿面间污物，减轻磨损。 
二、齿轮油的性质： 
    由于齿轮油的使用目的不同，使用条件差别也很大，对其使用性能有如下要求： 
    1.良好的油性及极压抗磨性 
    油性是指齿轮油能有效地使润滑油膜吸附于运动着的润滑面之间，具有降低摩擦作用的性质。抗磨性是指油品保持于运动部件间的油膜，能有效防止金属间直接相接触的能力在齿轮油中加入一些带有极性分子的活性物质可以提高其油性，这些油性剂的极性端和金属表面的氧化物会发生吸附作用，形成牢固的油性膜，油性剂的极性端也可能与金属表面的氧化物形成金属皂型的润滑膜，加强齿轮油的润滑作用，防止齿面直接接触，降低摩擦，从而减小磨损。 
    有些齿轮传动，经常在苛刻的极压润滑条件下工作，其承受的压力、滑动速度和局部温度都很高，这就要求在齿轮油中加入极压添加剂。极压添加剂一般是具有化学活性的硫磷型或硫磷氯锌型油溶性化合物，这些添加剂在高温极压条件下和齿面金属形成铁的氯、硫、磷化合物或复合物，形成一种高熔点的无机膜，这种极压膜具有耐极压的性能，同时也有耐冲击负荷的作用，可以有效地防止在高负荷条件下的齿面擦伤及咬合。 
    2.良好的粘温特性 
    各种润滑油的粘度随温度升高而降低，下降的比例越小，则其粘温性能越好。特别是汽车及工程机械齿轮油工作温度变化范围很大，因此，希望齿轮油的粘度随温度的变化越小越好。如齿轮油的粘温特性不好，则启动时粘度太大，不易启动，而运转达到温度高限时粘度又太小。 
    齿轮油的粘度也是重要的使用性能之一，粘度对油膜的形成影响很大。一般而言，高粘度齿轮油可有效防止齿轮及轴承损伤，可减少机械运转噪声及减少漏油；低粘度油在提高机械运转效率加强冷却及清洗作用和油的传送方面具有优点。 
    为了减少燃料消耗，国外推行了发动机油、齿轮油的低粘度化。低粘度齿轮油的优点是齿轮齿的搅拌阻力小，并且有较好的低温流动性，在低温条件下能确保润滑。近年来国内也生产了一些低粘度的齿轮油，为了改普其润滑性能而加入了一些多效添加剂，这对减少动力损失是十分有利的。当然，在其体使用时，要加强对齿轮箱体的密封，以防止齿轮油漏损。 
    3.良好的低温流动性 
    车辆齿轮油要求在低温下也能保持必要的流动性，如果齿轮油在低温条件下有蜡析出，粘度急剧上升，就不能确保有效的润滑，低温启动扭矩增大，使得燃料消耗增多。 
    试验表明，齿轮油的低温表观粘度，对车辆起步时润滑可靠性有重要影响。车辆起步后，后桥(前桥)齿轮油被激溅到桥壳上部后流入主动锥齿轮前轴承，若这段时问太长，轴承便有可能因缺油而被烧坏。所以，要求车辆齿轮油使用时低温表观粘度不大于1.5X100000mPa·s。车辆齿轮油规格中标出了表观粘度为1.5X100000mpa·s时的温度，它决定了齿轮油适用的最低气温，是选用齿轮油的重要依据之一。为使齿轮油能够适应冬季低温条件下的使用要求，齿轮油中要加入倾点降低剂，以改善其低温流动性。 
    4.良好的热氧化安定性 
    齿轮油在苛刻的工作条件下，在空气、水分和金属催化作用下，氧化速度加快，粘度增大，产生不溶物及腐蚀性物质以及胶质、沥青质，性质劣化并易乳化及产生泡沫，使换油周期缩短。为延缓齿轮油的氧化，一般在油中加入酚型、胺型或硫化型抗氧化添加剂。 
    5.良好的防锈防腐蚀性 
    防锈性是指齿轮油保护齿轮不受锈蚀，从而保证齿轮的使用性能和延长使用寿命。齿轮在运转过程中，空气中的水分在齿轮箱中凝结成水，因此要求齿轮油应具有良好的防锈性。为了提高齿轮油的防锈性，一般加有磺酸盐或脂肪酸盐等防锈添加剂。加有极压添加剂的齿轮油，因极压添加剂中含有硫化物，硫对铜极易产生腐蚀，因此，在齿轮油中要加入防腐蚀添加剂，它能在金属表面形成保护膜，防止腐蚀性物质侵蚀金属。 
    6.良好的抗泡性 
    齿轮油要求具有良好的抗泡性，以保证在操作条件下，在齿轮剧烈的搅拌过程中产生的泡沫少并易于消失。