開式齒輪潤滑問題

1、1,,重載開式齒輪的潤滑問題,中國石化潤滑油重慶分公司2010年6月,2,國外開式齒輪潤滑脂概況,MOBILTAC LL、 MOBILTAC MM 、 MOBILTAC QQ 無溶劑瀝青型，MOBILTAC LL、 MOBILTAC MM 用于低溫MOBILTAC325 NC、 MOBILTAC375 NC 溶劑瀝青型， MOBILTAC325 NC溶劑更多，用于低溫SCHAEFFEN的322 BLACK B

2、EAUTY OPEN GEAR LUBE 溶劑型Mobil OGL007 皂基非溶劑型Klüber Grafloscon C SG00 Ultra等 皂基非溶劑型Fuchs Reiner Ceplattyn KG10, Unigrease FG800 皂基非溶劑型 76 LUBRICANT 的76 open gear compund 鋰皂稠化高

3、粘度油，加EP劑、石墨WITHMORE’S的BMG-6000 無機(jī)稠化劑稠化高粘度油加EP、AW、固體潤滑劑EXXON的DYNAGEAR 無瀝青型，高粘度油加二硫化鉬,3,7420系列重負(fù)荷開式齒輪脂 采用皂類稠化劑稠化高粘度基礎(chǔ)油，并加有極細(xì)的固體潤滑劑、極壓抗磨、抗氧、防腐、防銹等添加劑，具有良好的極壓抗磨性、粘附性、抗水性和抗氧化性能。 7420系列重負(fù)荷開式齒輪脂適用于大型、重

4、負(fù)荷、低速至中速的開式齒輪及齒型聯(lián)軸節(jié)的潤滑，適用溫度范圍：-30℃～120℃。,4,幾種常見開式齒輪脂對比,工藝對比,5,幾種常見開式齒輪脂對比,理化性能對比,6,幾種常見開式齒輪脂對比,極壓性能對比,7,高溫抗流失性對比條件: 120℃,1小時(shí),室溫下粘附性比較實(shí)驗(yàn)設(shè)備（考察不同轉(zhuǎn)速、不同時(shí)間下底流失量）,泵送性試驗(yàn)（考察不同溫度、不同目數(shù)濾網(wǎng)下底泵送性能）,噴射潤滑方式的開式齒輪可以用開式齒輪脂磨合,8,冀東水泥唐山豐潤

5、三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齒輪嚙合出來瞬間的照片-1,9,冀東水泥唐山豐潤三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齒輪嚙合出來瞬間的照片-2,10,冀東水泥唐山豐潤三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齒輪嚙合出來瞬間的照片-3,11,冀東水泥唐山豐潤三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齒輪嚙合出來瞬間的照

6、片-4,12,冀東水泥唐山豐潤三期使用Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500齒輪嚙合出來瞬間的照片-5,13,長城7420在1號(hào)水泥磨上的效果圖-1,14,長城7420在1號(hào)水泥磨上的效果圖-2,15,冀東水泥唐山豐潤三期使用FuchsCeplattyn KG 10 HMF-2500效果圖,VS,長城7420的效果圖,重載開式齒輪在經(jīng)過咬合后，由于載荷較重，如果大小齒輪吻合較好，都會(huì)將齒輪表面的潤滑脂極壓到兩邊

7、齒輪溝底或兩邊,16,220號(hào)開式齒輪潤滑油在2號(hào)水泥磨上的圖片,17,四川濟(jì)鵬建材有限公司是將火電廠的煤炭經(jīng)燃燒后的渣碾磨成粉末作為水泥的填充材料,使用長城7420（00）開式齒輪潤滑脂，客戶認(rèn)為效果很好，噪音、振動(dòng)、溫度等都很正常。齒輪咬合后表面比較光潔,18,這種磨損發(fā)生在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的早期階段，粗糙的開式齒輪表面的機(jī)加工痕跡逐漸消失，齒面呈光亮狀態(tài)，常稱為跑合磨損。磨光和中等磨損都屬于正常磨損類型。 正常磨損的

8、形貌特征：磨光是一種緩慢的磨合，兩接觸齒面的凹凸不平逐漸被磨去，機(jī)加工痕跡逐漸消失，齒面粗糙度大為降低，因此產(chǎn)生光滑的齒面，磨光對改善齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有積極的促進(jìn)作用，左下圖為磨光圖片實(shí)例。中等磨損齒面的特征是兩齒面都有金屬移失，在節(jié)曲面附近出現(xiàn)一條連續(xù)的條帶，如右下圖。在壽命以內(nèi)的正常磨損并不影響齒輪的使用。,該內(nèi)容是摘自作者:丁燈，單位:克魯勃潤滑劑上海有限公司,重載開式齒輪的正常磨損,19,a)磨光實(shí)例 

9、0;                             b)中等磨損實(shí)例,對于新制大型開式齒輪或翻面使用的齒面：在齒輪的運(yùn)行初期，必須通過磨合過

10、程來達(dá)到磨光的目的，借助專用磨合潤滑劑快速降低表面粗糙度、提高接觸比例，防止出現(xiàn)初期損傷，為后期取得良好潤滑狀態(tài)創(chuàng)造條件,20,大型開式齒輪副在運(yùn)轉(zhuǎn)初期，接觸面積小，存在局部過載，高點(diǎn)的局部接觸應(yīng)力往往超過材料的接觸疲勞強(qiáng)度，疲勞裂紋就會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)。若此類疲勞裂紋不能快速消除，疲勞裂紋會(huì)持續(xù)發(fā)展成點(diǎn)蝕損傷。如果出現(xiàn)以下幾種情況，就需要查找原因,1、磨料磨損,磨料磨損的形貌特征：齒面出現(xiàn)不同尺寸的分散凹坑，其邊緣比較圓滑；此種損傷類型與潤滑

11、無關(guān)，且不會(huì)持續(xù)擴(kuò)展，但降低了齒輪的接觸比例,21,2、過度磨損,過度磨損是指由于長期使用性能欠缺的潤滑劑，抗磨損性能差，摩擦系數(shù)過高，大的滑動(dòng)摩擦力使輪齒表面快速磨損，從而使齒輪副達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命。,過度磨損的形貌特征：齒輪表面明顯粗糙，嚴(yán)重時(shí)齒廓失去漸開線形狀，通常過度磨損的齒輪伴隨著膠合、擦傷等損傷，但由于磨損較快，不易出現(xiàn)裂紋和點(diǎn)蝕。,22,齒輪的過度磨損和所用潤滑劑性能直接相關(guān)。要求潤滑劑具有適合工況推薦的工作粘度，含極壓添加劑

12、、良好的抗磨性能、低的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，能夠有效降低齒輪的磨損速度，延長齒輪壽命。,23,3、擦傷,擦傷是由于齒輪表面承受過大的接觸壓力、潤滑劑極壓性能不足或齒面缺乏足夠的潤滑劑，導(dǎo)致潤滑油膜不能建立，齒輪處于干摩擦或邊界摩擦狀態(tài)，嚙合齒面直接接觸，造成齒輪材料的移除,齒輪中等擦傷實(shí)例,齒輪嚴(yán)重擦傷實(shí)例,擦傷的形貌特征：在齒面上沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)溝槽，主要分布在滑動(dòng)速度較快的齒頂、齒根區(qū)域。按照損傷面積的大小，可分為輕微擦傷、中等擦傷、嚴(yán)重擦傷

13、。,24,防止齒輪擦傷，除避免設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，造成輪齒接觸壓力過大外。在潤滑方面需注意如下方面：  1)選用承載能力強(qiáng)、粘度高的潤滑劑，改善潤滑條件，提高油膜厚度。 2)保障足量的潤滑劑到達(dá)嚙合齒面，若采取噴射潤滑方式，需合理設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，避免噴射間隔時(shí)間過長、潤滑劑用量過低，在運(yùn)行中注意防止出現(xiàn)潤滑系統(tǒng)故障，若采取油池潤滑方式，需在日常檢查中注意液位的高低，尤其是當(dāng)齒輪中心線和油池液面具有一定斜

14、度時(shí)，注意油位的的高度應(yīng)以高端為準(zhǔn)。,25,4、膠合 膠合是由于齒輪承受過大的接觸壓力或較高的齒面溫度，導(dǎo)致潤滑油膜不能建立，齒面上不平的峰谷在接觸時(shí)發(fā)生局部高壓熔焊，而后隨著齒面的相對運(yùn)動(dòng)，促使節(jié)點(diǎn)發(fā)生塑性變形和破裂，導(dǎo)致齒面材料的損失和遷移。由于高溫導(dǎo)致潤滑失效而形成的膠和稱為“熱膠和”，由于嚙合齒輪間接觸壓力超過潤滑油承載能力導(dǎo)致潤滑失效而形成的膠和稱為“冷膠合”。,26,膠合的形貌特征：相互嚙合齒面間齒面表層

15、材料發(fā)生撕裂，形成連續(xù)的、一定面積、一定深度的凹坑，嚴(yán)重時(shí)可能覆蓋整個(gè)齒寬。膠合通常發(fā)生在相對滑動(dòng)速度較高的齒頂和齒根區(qū)域。,27,對于膠合損傷，一方面需要避免超負(fù)荷運(yùn)行，即便齒輪短時(shí)處于過載狀態(tài)，過大的接觸壓力也會(huì)在齒面上產(chǎn)生膠合。另外在潤滑方面必須選擇合適的潤滑劑，由于膠和現(xiàn)象必須在破壞潤滑油膜時(shí)才能發(fā)生，因此選用粘度高、粘附性能好、含極壓添加劑的齒輪潤滑劑能夠抑制膠合的產(chǎn)生。,28,5、點(diǎn)蝕和剝落,點(diǎn)蝕的初期形貌是疲勞裂紋。若輪齒

16、接觸應(yīng)力超過極限應(yīng)力值，并達(dá)到一定的循環(huán)次數(shù)時(shí)，材料就可能出現(xiàn)疲勞裂紋。隨著這些裂紋擴(kuò)展、連接，最終造成齒面金屬材料的脫落，形成初期點(diǎn)蝕，并可能持續(xù)發(fā)展為擴(kuò)展性點(diǎn)蝕、片蝕或剝落。點(diǎn)蝕損傷對齒輪的使用壽命有較大的影響，嚴(yán)重時(shí)使齒輪厚度大大減少，甚至出現(xiàn)斷齒。,初期點(diǎn)蝕實(shí)例,點(diǎn)蝕的形貌特征：齒面金屬材料的遺失、出現(xiàn)凹坑、且凹坑的邊緣較為尖銳。圖片顯示了各種點(diǎn)蝕的具體形貌。,29,擴(kuò)展性點(diǎn)蝕實(shí)例,點(diǎn)蝕引起的材料剝落實(shí)例,30,對于點(diǎn)蝕損傷，需

17、抑制其發(fā)展源頭，即裂紋的產(chǎn)生，在開式齒輪的不同運(yùn)行階段，借助于潤滑，可以防止點(diǎn)蝕的出現(xiàn)。  1)在齒輪副投入使用的初期，使用專用的磨合潤滑劑，使齒輪快速經(jīng)歷磨光過程，在消除已產(chǎn)生裂紋的同時(shí)，提高齒輪的接觸比例，防止新的疲勞裂紋產(chǎn)生。 2)當(dāng)齒輪接觸比例上升后，換用高粘度的潤滑油，建立足夠厚度的潤滑油膜，使載荷平均分布，降低接觸壓力。如此，能夠有效杜絕點(diǎn)蝕損傷的發(fā)生，并緩解既有點(diǎn)蝕的擴(kuò)展,31,輪齒的

18、塑性變形是一種卸去施加的載荷后不能恢復(fù)的變形，其誘因都是輪齒受過大載荷造成的。輪齒的塑性變形可以分為兩大類：齒體塑變和齒面塑變。前者是由于齒體材料受到的應(yīng)力超過彈性極限所致，而后者除了高應(yīng)力外還與輪齒嚙和時(shí)的摩擦條件有關(guān)（摩擦使齒面材料流動(dòng)）。對于開式齒輪，典型的齒面塑變類型為起脊。,6、塑性變形,起脊的形貌特征：齒輪材料在齒表上流動(dòng)，齒面上出現(xiàn)類似山脊的形狀，平行于齒輪的嚙合線，嚴(yán)重時(shí)沿整個(gè)齒寬分布,32,對于開式齒輪，過大的沖

19、擊載荷和滑動(dòng)摩擦力是形成塑性變形的主要因素，除設(shè)備安裝、維護(hù)時(shí)注意保證各安裝限度和尺寸外，良好的潤滑條件能夠緩解塑性變形的產(chǎn)生。  1)選用能夠形成足夠潤滑油膜的潤滑油，有效吸收齒輪嚙合時(shí)的沖擊力，降低齒輪承受的沖擊載荷。 2)良好的潤滑能夠降低摩擦系數(shù)，降低齒輪受到的滑動(dòng)摩擦力，避免齒面材料出現(xiàn)流動(dòng)。,33,現(xiàn)場情況，2010年5月18日,羅江利森水泥,1、檢測開式齒輪表面情況,結(jié)果如下,34,2

20、號(hào)水泥磨取樣點(diǎn)220號(hào)開式齒輪油,1號(hào)水泥磨取樣點(diǎn)7420齒輪潤滑脂,2、現(xiàn)場收集油樣，取樣點(diǎn)如下：,35,綜上所述,1、對比7420與Fuchs Ceplattyn KG 10 HMF-2500在開式齒輪上的潤滑狀況及效果，兩者是相當(dāng)?shù)摹?、通過仔細(xì)觀察齒輪表面情況，沒有出現(xiàn)磨料磨損 、 過度磨損、 擦傷 、 膠合 、 點(diǎn)蝕和剝落、 塑性變形 等的跡象，表面潤滑狀態(tài)還是比較好的。3、對比7420在其他單位重載開式齒輪上的運(yùn)行效