造金器械设施中齿轮换速器的顺滑

来源：塑胶五金网发布时间：2014-11-11 16:04:25点击率：

　　在作相对运动的两摩擦表面间加入润滑剂，形成润滑膜，将两摩擦表面分隔开，变干摩擦为润滑剂分子间的摩擦，起到控制摩擦、减少磨损、降温冷却、防止锈蚀、缓冲减振、降低噪音、清洗污垢、传递动力、密封防漏的作用，能够延长齿轮使用寿命，这种方法称为润滑。齿轮工作时，由于在相互啮合的齿面间存在相对滑动，所以齿面要产生摩擦和磨损。对于高速齿轮传动，齿面间的摩擦磨损更为严重，故润滑在齿轮传动中是非常必要的，润滑是冶金机械设备齿轮传动尤其是齿轮变速器运行好坏的一个关键环节。

　　1齿轮的润滑状态当齿轮的圆周速度v<12m/s时，常将大齿轮的轮齿浸入油池进行浸油润滑。借助齿轮的传动，将润滑油带到啮合齿面，同时也可把油甩到箱壁上，用以散热或润滑轴承。为了减少齿轮的转动阻力、控制润滑油的温升，齿轮浸入油中的深度一般不超过一个齿高;对于多级传动的低速级，大浸油深度不应超过大齿轮半径的1/3;对于锥齿轮，浸油深度为齿宽b的0.5￣1倍。当齿轮圆周速度v>12m/s时，应采用喷油润滑。所谓喷油润滑是将润滑油以一定压力直接由喷嘴喷射到齿轮啮合处的一种润滑方法。

　　机械设备中变速器的润滑主要包括齿轮和轴承的润滑。在综合考虑流体动力效应、润滑油压黏特性和接触体性变形三者基础上确立的压力润滑油膜，将摩擦表面分隔开来的润滑状态，称弹性流体动力润滑。依据弹性流体动力学润滑理论，齿面润滑状态与齿面的接触应力、滑动速度和方向、润滑的性能有关。由于齿轮传动的特点是啮合时间短，同时发生滑动和滚动，滑动方向和大小都在急剧地变化，接触面单位面积上的瞬时压力很高，材料的弹性变形大。在此情况下，评定齿轮有效润滑的膜厚比参数λ为：λ=hmin/σ。

　　式中：hmin为齿轮啮合时的小油膜厚度，μm;σ(σ=(σ21+σ2)1/2，σ1，σ2分别为两摩擦表面粗糙度的均方根，μm)为两啮合齿轮表面的综合粗糙度，μm.

　　根据λ的试验结果值，齿轮的润滑状态分为三种：当λ<0.4时，为边界润滑，载荷完全由边界膜承担，摩擦学特性取决于固定表面性能和润滑剂油性。

　　当齿轮间为边界润滑时，轮齿表面有较多的凸峰接触，易发生擦伤、黏着(胶合)磨损。为防止齿轮啮合时直接接触，应在基础油中加入油性剂和极压剂，改善润滑油的性能，形成吸附膜和极压润滑膜。当0.4<λ<3时，为混合润滑，随着λ值的增大，油膜承担载荷的比例也增大。当λ=1时，边界膜承担的载荷约为总载荷的30%，摩擦学特性取决于固体表面性能和润滑剂油性及黏度。这种润滑状态差异很大，有的接近弹性流体动力润滑，有的接近边界润滑。当λ>3￣5时，为流体润滑，即完整全油膜润滑，齿面完全被弹性流体油膜分开，轮齿表面的磨擦转变为油膜内部分子间摩擦，摩擦系数小，载荷全部由油膜承担，摩擦学特性取决于润滑剂黏度，发生齿面疲劳点蚀、齿面胶合、齿面磨粒磨损等损伤的概率小，这是一种理想的润滑状态。

　　2润滑在齿轮传动中的作用及影响2.1润滑对抗点蚀的作用及影响齿轮工作时，其工作面上的接触应力是随时间变化的变应力。齿面长时间在这种高变接触应力的作用下，可能将出现微小的金属剥落而形成一些疲劳浅坑，这种现象称为齿面疲劳点蚀。点蚀的程度和发生的时间，主要取决于接触应力的大小、载荷的循环次数、材料的硬度、表面微观几何形状及润滑状态和润滑膜的厚度。提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，采用黏度较高的润滑油以及合理的变位等，都能提高齿面抗疲劳点蚀的能力。高黏度的润滑油对于渗入裂纹的作用没有稀油活泼，同时，黏度高有利于油膜的建立和油膜厚度的增加，油的弹性可以缓和冲击，使接触应力的分布更趋于均匀，降低了大应力值，增强了齿面的抗点蚀能力。所以提高润滑油的黏度，可以适当减少表面疲劳点蚀的发生和扩展。

　　润滑油中的添加剂特别是极压添加剂，如果使用不当，往往造成腐蚀，加速点蚀生成。为了防止点蚀，对添加剂的组分和用量、齿轮材质、接触应力、负荷性质、齿轮工作速度以及环境温度等都应注意，不能随便采用。

　　润滑方式与供油量对点蚀也有很大影响。从防止疲劳点蚀来看，供油量不宜过多。供油量过多，会有部分油因在啮合的齿面间受到挤压，从而产生局部高压，增加了齿面接触应力。同时高压作用下渗入裂纹的油量也多，促进疲劳点蚀的发生和发展。但为了防止黏着，又应该有充分的渍量。所以，应综合考虑供油量的多少，以取得的润滑效果。

　　2.2润滑对抗齿面胶合(黏着)的作用及影响胶合是由于齿面的润滑膜完全失去了作用，使相啮合齿面的金属在一定压力下直接接触，产生黏着，同时随着齿面的相对运动使金属从齿面上撕落引起黏着磨损。润滑可以阻止黏着的产生。

　　对不含油性剂和极压剂的矿物油，油的黏度越高，形成的油膜越厚，黏附性越好，越容易阻止齿面直接接触，抵抗胶合的能力越强;在矿物油中加入油性剂和复合矿物油，可以用物理和化学的吸附方式，形成比矿物油更牢固的边界油膜，阻止黏着磨损的发生;对含有极压剂的极压齿轮油，与齿轮表面发生化学反应，生成无机物覆盖膜，使黏着磨损失去产生的机会。

　　2.3润滑对磨粒磨损的作用及影响当泥沙、灰尘、铁屑、金属粉末等进入轮齿的啮合部位时，将引起齿面的磨粒磨损。润滑油对磨粒磨损起不到改善作用，油只能把外来的杂质从齿面上冲洗掉。若磨损颗粒悬浮于油中，将起研磨剂作用，使磨粒磨损继续发展。

　　为了防止磨粒磨损，经常注意润滑油的清洁和更换是很重要的。油浴润滑选用较低黏度的润滑油，有利于磨粒的沉淀。润滑油经过滤后再使用，定期对润滑油质取样化验，定期净化。

　　3冶金机械齿轮变速器对润滑油性能的要求和选用3.1对润滑油性能的要求冶金企业设备复杂，运行环境恶劣，总的工作特点是：传递功率大，齿面接触应力高;圆周速度比较低;冲击性负荷大，常承受大的过载负荷;工作环境温度变化大;灰尘较多等。因此，要提高润滑效果，适应使用的工况环境，保证良好的传动性能，以延长设备的使用寿命。冶金机械齿轮变速器对润滑油性能的要求是：(1)黏度适当。润滑油的黏度主要根据齿轮的节线速度和受力情况进行综合。

　　(2)抗磨性能好。关于齿轮的抗磨性，一般可分为4个等级：一级，纯基础油，不含抗磨添加剂，适用于中速中负荷的齿轮传动装置;二级，基础油添加油性添加剂，适用于中速中负荷的齿轮传动装置;三级，基础油添加中等极压添加剂，适用于中速高负荷的齿轮传动装置;四级，基础油添加全极压添加剂，适用于高速高负荷及强烈冲击性载荷的齿轮传动装置。

　　(3)定期检验、及时更换保持润滑油洁净，。

　　长期循环使用的润滑油要求用深度精制、加抗氧化剂的抗氧润滑油;有火灾危险的润滑部位要求用耐烯或不燃性润滑油，如磷脂油、混磷酸油或水基乳化油等。

　　3.2对润滑油的选用利用经验公式和图表法可以适当选择润滑的种类和黏度，一般在实践中通过反复试验来确定。表1是根据齿轮的种类和负荷条件选择润滑油种类，仅供参考。

　　4结语随着科学技术的不断进步和发展，对冶金机械和设备的控制品质的要求也不断提高。可以预料，冶金机械设备中齿轮变速器的润滑，会在冶金设备使用过程中起到越来越重要的作用。

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