雷璐娟

（西安石油大學(xué)，陜西西安 710065）

齒輪傳動(dòng)中2種潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能研究

雷璐娟

（西安石油大學(xué)，陜西西安 710065）

西安某潤(rùn)滑油廠生產(chǎn)出了2種齒輪潤(rùn)滑油，為了驗(yàn)證這2種潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，提出了利用齒輪機(jī)構(gòu)（抽油機(jī)減速器）來(lái)進(jìn)行2組實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)取3臺(tái)使用時(shí)間一樣的抽油機(jī)減速器（確保它們齒輪的初始磨損程度一樣），并在其中加入等量的潤(rùn)滑油，提供動(dòng)力使其開(kāi)始工作，在抽油機(jī)工作3個(gè)月、6個(gè)月和9個(gè)月時(shí)，分別從抽油機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)中抽取等量樣本，測(cè)定其中的金屬屑含量并記錄。判斷依據(jù)：樣本中金屬屑含量越高，齒輪磨損越嚴(yán)重，潤(rùn)滑油潤(rùn)滑性能越差，反之，金屬屑含量越低，潤(rùn)滑性能越好。

潤(rùn)滑油；齒輪；潤(rùn)滑性能

齒輪是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最廣泛且極其重要的零件，無(wú)論是在何種領(lǐng)域，但凡有大型機(jī)械設(shè)備的使用，就必然會(huì)使用到齒輪這種零件。由于齒輪的傳動(dòng)必然會(huì)產(chǎn)生摩擦，摩擦又會(huì)直接導(dǎo)致齒輪的磨損，故而，如何有效地降低齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的磨損情況，成為了機(jī)械領(lǐng)域一個(gè)重要的難題[1-2]。

潤(rùn)滑油的使用，在很大程度上降低了齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的磨損，提高了齒輪的使用壽命，然而潤(rùn)滑油的種類有很多，不同潤(rùn)滑油由于其油品性能和質(zhì)量指標(biāo)各不相同，所以對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)磨損的降低程度也是各不相同。

本文主要探討西安某廠生產(chǎn)的2種潤(rùn)滑油在同種齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用中磨損降低程度大小的不同。

1 潤(rùn)滑原理及2種潤(rùn)滑油介紹

1.1 潤(rùn)滑原理

潤(rùn)滑油的主要作用就是有效地減少齒輪之間的摩擦力，所以潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑原理必定離不開(kāi)降低摩擦力這一目的[3]。總的來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑原理大致可以分為以下3類：

（1）流體潤(rùn)滑，這一潤(rùn)滑原理是在齒輪的兩摩擦面添加潤(rùn)滑劑，使得兩摩擦面完全被潤(rùn)滑油隔開(kāi)，這樣一來(lái)，齒輪間傳動(dòng)時(shí)，便能有效地減少齒與齒之間的摩擦，從而達(dá)到保護(hù)齒輪，延長(zhǎng)齒輪使用壽命的目的。

（2）邊界潤(rùn)滑，在一些較大齒輪的傳遞過(guò)程中，由于齒輪的力矩過(guò)大，導(dǎo)致兩接觸面之間的承載載荷很大，流體潤(rùn)滑形成的那層潤(rùn)滑“膜”遭到了破壞，但此時(shí)的摩擦面之間仍然存在有潤(rùn)滑油，故而摩擦面仍會(huì)存在一種極薄的膜，從而能夠繼續(xù)保護(hù)兩接觸面，降低兩接觸面之間的磨損程度。

（3）混合潤(rùn)滑，在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)摩擦面上的潤(rùn)滑膜局部遭到破壞，此時(shí)的油膜既不連續(xù)也不均勻，故而在兩接觸面上會(huì)存在流體潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑的潤(rùn)滑形態(tài)，稱之為混合潤(rùn)滑。

1.2 2種潤(rùn)滑油介紹

（1）A為抗氧防銹工業(yè)齒輪油。該級(jí)別的產(chǎn)品具有較好的抗氧、抗磨、防銹、抗乳性和抗泡性能。適用于齒面硬度HB≤286，齒面應(yīng)力小于500 N/mm2，最大滑動(dòng)速度與速度之比Vg/V＜1/3，正常工作溫度小于70℃的齒輪系統(tǒng)潤(rùn)滑。

（2）B為中負(fù)荷工業(yè)齒輪油。該產(chǎn)品在A的基礎(chǔ)上提高其極壓性和抗磨性。適用于中等工作溫度（70～100 ℃），齒面應(yīng)力大于550 N/mm2、小于 1 100 N/mm2，最大滑動(dòng)速度與速度比Vg/V＞1/3，以及負(fù)荷較輕但有沖擊負(fù)荷的齒輪系統(tǒng)潤(rùn)滑。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)分為2組，每組3臺(tái)抽油機(jī)，其編號(hào)分別記作A、B、C和a、b、c。試驗(yàn)開(kāi)始前，在A組的3臺(tái)抽油機(jī)齒輪箱中加入等量且能足以支持儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的A類油品（抗氧防銹工業(yè)齒輪油）；在B組的3臺(tái)儀器中亦加入等量且能足以支持儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的B類油品（中負(fù)荷工業(yè)齒輪油），6臺(tái)抽油機(jī)齒輪箱中潤(rùn)滑油等量[4-7]。

給6臺(tái)抽油機(jī)提供相同功率的動(dòng)力使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，分別在3個(gè)月、6個(gè)月和9個(gè)月這3個(gè)時(shí)間段用取樣機(jī)抽取齒輪箱中的潤(rùn)滑油樣本。每臺(tái)抽油機(jī)齒輪箱中取樣3次，共計(jì)18個(gè)樣本。

2.2 數(shù)據(jù)的測(cè)量

本文采用TYP-2型鐵譜測(cè)定儀對(duì)試驗(yàn)的18個(gè)樣本進(jìn)行測(cè)定，鐵譜測(cè)定儀如圖1所示。主要測(cè)量在不同時(shí)間段內(nèi)潤(rùn)滑油樣本中金屬屑的含量。

圖1 鐵譜測(cè)定儀

3 結(jié)果與分析

2組實(shí)測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表1和表2所示。

表1 第1組試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 第2組試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表1和表2可以看出，第1組3臺(tái)儀器在3個(gè)時(shí)間段的樣本平均值分別為107、185和274 mg/kg，第2組3臺(tái)儀器在3個(gè)時(shí)間段的樣本平均值分別為124、222和324 mg/kg。為了更加直觀地感受二者的差別，筆者繪制了直線圖，見(jiàn)圖2。

圖2 試驗(yàn)樣本折線圖

從圖2中能夠清晰地看到第2組樣本的金屬屑含量在3個(gè)時(shí)間段均大于第1組樣本的。而樣本中金屬屑含量越高，說(shuō)明齒輪磨損越嚴(yán)重，也即潤(rùn)滑油潤(rùn)滑性能越差，反之，金屬屑含量越低，則潤(rùn)滑性能越好。因此，在該試驗(yàn)條件下，A類抗氧防銹工業(yè)齒輪油對(duì)齒輪的保護(hù)作用要大于B類中負(fù)荷工業(yè)齒輪油。

4 結(jié)論

通過(guò)上文的敘述，可以發(fā)現(xiàn)在相同條件下，第2組潤(rùn)滑油樣本中金屬屑的含量要多于第1組，進(jìn)而得出，第1組減速器中齒輪的磨損程度要小于第2組。所以得出結(jié)論：在該試驗(yàn)條件下，A類抗氧防銹工業(yè)齒輪油對(duì)齒輪的保護(hù)作用要大于B類中負(fù)荷工業(yè)齒輪油。

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10.13752/j.issn.1007-2217.2017.03.009

2017-06-21