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齿轮传动润滑,你知多少?

时间:2018-07-13 09:07:42    来源:中国润滑油网    浏览:83

齿轮的润滑原理

       齿轮传动是最常见的机械传动形式之一,在各种齿轮传动形式中,轮齿从开始进入啮合至脱开的过程中存在着摩擦。基于齿轮相对速度的变化,常见的齿轮摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦。

       在任何齿轮传动中,齿面如果直接啮合,那么就可能发生两齿面黏附,齿面磨损发热、烧伤,甚至焊合,造成齿轮即时失效。因此齿轮润滑的基本要求就是润滑剂必须进入齿轮的啮合面,形成有效的润滑膜隔开齿面,阻止啮合齿面的材料直接接触,并将由于磨擦产生的热很快带走,保证齿轮的正常运转。  

       齿轮之间正常的润滑膜应当是带有一定黏附性的弹性流体,可以是液体,这是最常见的,也可以是半流体、气体或是固体。

齿轮的润滑方式

       边界润滑:是在啮合齿面有油膜隔开,在啮合齿面间形成的油膜强度不够,流动性差,不足以保持稳定的弹性流体润滑,主要靠润滑油添加剂在金属表面形成的一层化学反应膜和物理吸附膜来起到润滑作用。边界润滑状态下的齿轮承受的载荷、速度、温度和时间的能力都极为有限,极易产生磨损,造成齿轮的运转失效。

       弹性流体润滑:由于在两齿轮面间存在着一定强度弹性流动润滑剂,完全将啮合面分开,使得两摩擦面的运动摩擦变为流体的内摩擦,并及时地带走运动产生的热量,在一定的速度下承受一定的载荷,达到齿轮的正常运转,这是最为理想的润滑状态。  

       混合润滑:式齿轮传动中经常出现的一种状态。在轮齿的啮合齿面间遗留体弹性膜动力润滑为主,同时存在边界润滑和干摩擦。

       因此维持正常的齿轮运转的润滑剂必须具有良好的极压抗磨性,极佳的润滑性能,合适的黏度,良好的流动性和散热性,一定的防锈抗腐性能,良好的抗乳化性能和尽可能低的传动声音。  

齿轮传动中润滑的作用

       润滑对齿轮的传动的正常运转和使用寿命起到决定作用。润滑剂在齿轮传动中起到的润滑、冷却等各种功效,保证了齿轮在一定的工作温度下正常的运转,并延长了齿轮的使用寿命。

       润滑对啮合齿面磨损的作用:由于润滑剂在齿轮啮合表面之间形成有一定强度的润滑弹性油膜,将啮合齿面分开,并且由于润滑剂中的极压添加剂与金属表面发生生成化学反应膜来应付随时出现的边界状态,因此保持了齿轮之间的分离,达到消除磨损的目的。

       润滑对齿面胶合的作用:胶合是齿轮传动失效的一种常见形式。即在啮合齿面中,当载荷、速度超过润滑膜的承载能力时,造成润滑膜破裂,使啮合齿面的材料直接接触发生干摩擦,产生磨损,齿面温度急剧升高,两啮合齿面相互粘撕形成胶合损伤。齿轮的切向速度大于4m/s易发生热胶合损伤,小于4m/s易发生冷胶合损伤。合适的润滑剂必须有一定的黏附性、承载能力和抗极压性能,保证啮合齿面的分离,避免胶合损伤的发生。  

       润滑对齿面的疲劳作用:润滑剂的润滑状态对齿面的接触应力又有着直接的影响,齿面的接触应力是影响齿面疲劳主要因素。因此润滑膜强度直接对齿面的 疲劳起着作用,这就要求必须具有持续稳定的足够强度的油膜强度。  

       润滑对齿轮传动的振动及噪声的作用:引起齿轮振动及噪声的原因很多,润滑仅仅是一个方面,但也是非常关键的一个方面,不同的润滑方式和润滑剂对齿轮的振动及噪声的影响不同,甚至润滑剂的使用量都直接影响齿轮的噪音产生。在其他方面条件都已固定的情况下,选择合适的润滑方式,选择合适的润滑剂,加注适量的润滑剂往往是减少齿轮振动和噪音最有效的方法。

齿轮的润滑方式

       浸油润滑:浸油润滑只适用于低速齿轮箱。润滑油的加注量直接影响着齿轮的工作结果。通常浸没在油中的齿轮分度圆周切向速度ν<10/s的卧式齿轮箱,齿轮浸没油中的高度为1到2倍齿全高,锥齿轮的为齿宽高度,立式齿轮箱的浸没油中的高度为齿宽的1到1/3。

       当润滑油黏度与浸没油中的齿轮切向速度和本体温度不协调时油将被离心力甩掉,轮齿进入啮合时没有足够的润滑油膜,齿面将处于边界润滑或干摩擦状态,齿轮将发生振动,当齿面发生擦伤胶合时就会出现噪声和杂音。因此润滑油不仅要有合适的黏度而且还要具有不受外来剪切作用的影响,保持一定黏度,而且必须具有良好的黏附性能和与温度变化的适应性,保证在齿面形成一定的润滑油膜。  

       强制润滑:强制润滑是将润滑剂以0.05到0.2MP的压力喷入需要润滑的部位,提供充足的供油量,及时地将啮合产生的热量带走的润滑方式。

       强制润滑能控制啮合齿轮的本体温度,当适合的润滑油被喷入后,实现弹性流体润滑,有效的降低振动和噪声。但是如果油品选择不合适,喷油量不够就会立即产生噪声和振动,一旦断油,高速齿轮立即失效。