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系列重負荷開式齒輪脂 采用皂類稠化劑稠化高粘度基礎油，并加有極細的固體潤滑劑、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系列重負荷開式齒輪脂適用于大型、重

4、負荷、低速至中速的開式齒輪及齒型聯軸節(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,室溫下粘附性比較實驗設備（考察不同轉速、不同時間下底流失量）,泵送性試驗（考察不同溫度、不同目數濾網下底泵送性能）,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號水泥磨上的效果圖-1,14,長城7420在1號水泥磨上的效果圖-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,重載開式齒輪在經過咬合后，由于載荷較重，如果大小齒輪吻合較好，都會將齒輪表面的潤滑脂極壓到兩邊

7、齒輪溝底或兩邊,16,220號開式齒輪潤滑油在2號水泥磨上的圖片,17,四川濟鵬建材有限公司是將火電廠的煤炭經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，客戶認為效果很好，噪音、振動、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)生在齒輪運轉的早期階段，粗糙的開式齒輪表面的機加工痕跡逐漸消失，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，機加工痕跡逐漸消失，齒面粗糙度大為降低，因此產生光滑的齒面，磨光對改善齒輪的運轉狀態(tài)有積極的促進作用，左下圖為磨光圖片實例。中等磨損齒面的特征是兩齒面都有金屬移失，在節(jié)曲面附近出現一條連續(xù)的條帶，如右下圖。在壽命以內的正常磨損并不影響齒輪的使用。,該內容是摘自作者: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)磨光實例 

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

10、程來達到磨光的目的，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轉初期，接觸面積小，存在局部過載，高點的局部接觸應力往往超過材料的接觸疲勞強度，疲勞裂紋就會陸續(xù)出現。若此類疲勞裂紋不能快速消除，疲勞裂紋會持續(xù)發(fā)展成點蝕損傷。如果出現以下幾種情況，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，且不會持續(xù)擴展，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，摩擦系數過高，大的滑動摩擦力使輪齒表面快速磨損，從而使齒輪副達不到設計壽命。,過度磨損的形貌特征：齒輪表面明顯粗糙，嚴重時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，不易出現裂紋和點蝕。,22,齒輪的過度磨損和所用潤滑劑性能直接相關。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、低的滑動摩擦系數，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,齒輪中等擦傷實例,齒輪嚴重擦傷實例,擦傷的形貌特征：在齒面上沿滑動方向出現溝槽，主要分布在滑動速度較快的齒頂、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、嚴重擦傷

13、。,24,防止齒輪擦傷，除避免設備超負荷運行，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、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嚙合齒面，若采取噴射潤滑方式，需合理設置系統(tǒng)參數，避免噴射間隔時間過長、潤滑劑用量過低，在運行中注意防止出現潤滑系統(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，尤其是當齒輪中心線和油池液面具有一定斜

14、度時，注意油位的的高度應以高端為準。,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，導致潤滑油膜不能建立，齒面上不平的峰谷在接觸時發(fā)生局部高壓熔焊，而后隨著齒面的相對運動，促使節(jié)點發(fā)生塑性變形和破裂，導致齒面材料的損失和遷移。由于高溫導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，嚴重時可能覆蓋整個齒寬。膠合通常發(fā)生在相對滑動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荷運行，即便齒輪短時處于過載狀態(tài)，過大的接觸壓力也會在齒面上產生膠合。另外在潤滑方面必須選擇合適的潤滑劑，由于膠和現象必須在破壞潤滑油膜時才能發(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生。,28,5、點蝕和剝落,點蝕的初期形貌是疲勞裂紋。若輪齒

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

17、抑制其發(fā)展源頭，即裂紋的產生，在開式齒輪的不同運行階段，借助于潤滑，可以防止點蝕的出現。  1)在齒輪副投入使用的初期，使用專用的磨合潤滑劑，使齒輪快速經歷磨光過程，在消除已產生裂紋的同時，提高齒輪的接觸比例，防止新的疲勞裂紋產生。 2)當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，能夠有效杜絕點蝕損傷的發(fā)生，并緩解既有點蝕的擴展,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力超過彈性極限所致，而后者除了高應力外還與輪齒嚙和時的摩擦條件有關（摩擦使齒面材料流動）。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，齒面上出現類似山脊的形狀，平行于齒輪的嚙合線，嚴重時沿整個齒寬分布,32,對于開式齒輪，過大的沖

19、擊載荷和滑動摩擦力是形成塑性變形的主要因素，除設備安裝、維護時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，降低齒輪受到的滑動摩擦力，避免齒面材料出現流動。,33,現場情況，2010年5月18日,羅江利森水泥,1、檢測開式齒輪表面情況,結果如下,34,2

20、號水泥磨取樣點220號開式齒輪油,1號水泥磨取樣點7420齒輪潤滑脂,2、現場收集油樣，取樣點如下：,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，兩者是相當的。2、通過仔細觀察齒輪表面情況，沒有出現磨料磨損 、 過度磨損、 擦傷 、 膠合 、 點蝕和剝落、 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行效