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工業5.0時代下的新設備,對齒輪油有何新要求?
時間:2020-11-13 08:49:02

對于工業齒輪系統來說, 現在工業齒輪箱是由新型材料制成, 自重更輕, 能產生更大動力, 也更耐久可靠, 輪齒和軸承負荷也更高。更小齒輪箱體積意味著用以潤滑齒輪的潤滑油更少, 油品承載負荷更高。這將導致工作溫度更高以及氧化過程不斷累積, 氧化過程產生油泥, 油泥導致油品和齒輪箱組件使用壽命縮短, 帶來停工損失、組件維修與更換成本也會增加。這些痛點均向齒輪油的品質提出了更高的要求。

 

1、油品的極壓抗磨性能

 

齒輪機擦傷試驗是衡量齒輪油承載能力的一個重要指標。工業齒輪油應在齒輪機高速、低速重載 或沖擊負荷下迅速形成邊界吸附膜或化學反應膜,保證齒輪嚙合的順利進行,防止齒面發生擦傷和膠合。

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2、油品的軸承保護性能

 

齒輪系統中不止存在齒輪,還有承載著齒輪的軸承,它也是齒輪箱中重要的零件,國內外的實踐表明,軸承失效常會引起齒輪箱災難性的破壞。據統計,在正常的使用過程中,70% 以上的軸承達不到預定壽命,因此,軸承的合理設計、充分潤滑是影響齒輪箱正常運轉的關鍵因素。

 

正是基于上述因素,齒輪油在研發過程中,充分考慮了關于軸承保護的相關要求,因此隨著齒輪傳統系統技術的發展,Flender標準中也對軸承保護性能做出了新的要求。

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3、油品與密封材料和軸封橡膠的兼容性

 

為防止工業減速機發生油品泄漏導致計劃外停機,一般要求密封墊圈可以經受住齒輪油的侵襲和腐蝕以及非常高的操作溫度。包括齒輪油在內的諸多其他油品,在使用過程中,不可避免地會與作為系統密封材料的橡膠件接觸。若使用的其他油品與所用橡膠的兼容性不好,就會引起橡膠的過度膨脹或收縮、加速橡膠的老化,造成油品泄漏污染環境,還可能會帶來安全隱患,影響設備的正常運行。傳統CKD標準中對齒輪油的密封和橡膠兼容性并沒有具體要求,而 Flender 規格中要求通過與“樂泰 Loctite”液體密封材料的相容性試驗(Loctite 128068)和軸封橡膠兼容性試 驗(靜態測試)。 


4、油品的抗泡性能

 

工業齒輪油在循環流動和被攪動中,會帶入空氣,容易產生泡沫,若抗泡性不好,生成的泡沫不能很快消失,會影響齒輪嚙合處油膜的形成,還會因夾帶泡沫使實際工作油量減少,影響散熱功能。因此,齒輪油對抗泡沫性能也因關注。

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5、油品的抗微點蝕性能

 

微點蝕現象又稱灰斑現象,是指齒輪工作過程中齒面出現的一種呈發灰狀態的特征現象,其實質是齒面出現微小裂紋并伴有少量材料轉移,是一個齒面形成微小裂紋并發生冷膠合的綜合過程。這種現象也是隨著齒輪箱技術進步而新出現的問題,一般發生在低速重載齒輪的嚙合齒面上, 如風電齒輪箱、 船用齒輪箱的低速重載傳動齒面上。

 

微點蝕現象發生的機理一般認為是由于低速重載齒輪的嚙合齒面間多呈混合或邊界潤滑狀態。在齒輪嚙合過程中,由于兩齒面微觀結構的波峰發生直接接觸,并在較高的接觸及剪切應力和相對摩擦作用下,導致齒面局部溫度升高,油膜或化學反應膜破裂,進而產生復雜的彈塑性變形,在此過程中也就產生了齒輪表面的微小裂紋和材料轉移。隨著風電、船舶等行業所使用齒輪箱技術的發展,微點蝕也成為各大減速機生產廠家越發關注的問題,為此,Flender標準也針對抗微點蝕性能提出了新的要求,要求其使用的齒輪油通過FVA 54 試驗,這也是目前世界公認的抗微點蝕性能檢測試驗方法。

 

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6、油品的過濾性能

 

齒輪油的過濾性是指在實際運行條件下,齒輪油通過過濾器并且不堵塞過濾器的能力,油品的過濾性能很重要,這是由于影響油品抗微點蝕能力的另一個重要因素是油品的清潔度。

 

簡單的說,過濾是檢驗油品清潔度差異最好的試金石。油液中若混有過大、過硬的磨蝕性顆粒,往往會破壞齒輪兩接觸齒面間或軸承中的油膜或邊界膜,并由此導致各類損傷的發生,故更易發生微點蝕。因此,在油品研發和實際應用中,不僅保持油品的良好過濾性和清潔度,而且對限制微小顆粒的數目也因十分重視。

 

從以上分析可以看出,工業5.0時代下的齒輪油應具備良好的黏溫性能和低溫性能、優良的防銹防腐、抗乳化的基礎上,在抗微點蝕性能、軸承保護性能、極壓抗磨性、抗泡性、與涂料 / 密封材料 / 橡膠件的兼容性和過濾性都應要有不俗的表現。


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