工程機(jī)械齒輪減速潤(rùn)滑問(wèn)題研究孫

延峰旭

摘 要：在我國(guó)工程行業(yè)的發(fā)展下，各類(lèi)新型工程機(jī)械誕生，在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。齒輪是工程機(jī)械的基礎(chǔ)零件，有著使用范圍廣、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、安全性能高的優(yōu)勢(shì)，齒輪工作環(huán)境不同，其選擇的類(lèi)型與潤(rùn)滑方式也存在差異，做好齒輪減速器的潤(rùn)滑，可以有效減輕齒輪間接觸摩擦，減少噪音和震動(dòng)，提高機(jī)械工作效率。該文主要針對(duì)工程機(jī)械齒輪減速潤(rùn)滑問(wèn)題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械齒輪 減速潤(rùn)滑 影響

中圖分類(lèi)號(hào)：TU60 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0102-02

隨著我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，工程機(jī)械的質(zhì)量日益提高，被廣泛應(yīng)用到了我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。齒輪減速器是工程機(jī)械的重要組成部分，它的質(zhì)量直接影響著工程機(jī)械的總體質(zhì)量，而它的性能、工作效率和使用壽命受多種因素的影響，其中齒輪減速潤(rùn)滑是一個(gè)關(guān)鍵性因素，影響著齒輪減速器的正常運(yùn)行。該文主要針對(duì)機(jī)械齒輪潤(rùn)滑的狀態(tài)進(jìn)行了分析，并對(duì)潤(rùn)滑對(duì)齒輪的摩擦和磨損的影響進(jìn)行了全面的敘述。

1 工程機(jī)械齒輪的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)工程建設(shè)項(xiàng)目的日益增多，工程機(jī)械在工程施工中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。而齒輪減速器的結(jié)構(gòu)較為緊湊、工作效率高，所以在傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮出了良好的性能，使工程機(jī)械齒輪工作更加穩(wěn)定，所以齒輪減速器在機(jī)械齒輪中應(yīng)用十分廣泛。做好齒輪減速器的潤(rùn)滑，可以有效減輕齒輪間接觸摩擦，減少噪音和震動(dòng)，有效提高減速器的工作效率，延長(zhǎng)齒輪減速器的使用壽命。

2 潤(rùn)滑對(duì)齒輪摩擦和磨損的影響

2.1 潤(rùn)滑對(duì)齒輪摩擦的影響

在齒輪工作時(shí)，一定粘度的流體油脂對(duì)齒輪的工作有著積極作用，可以有效減少齒輪間的摩擦，但是油脂粘度過(guò)高然而會(huì)導(dǎo)致齒輪間摩擦系數(shù)增大。從另外一個(gè)角度而言，在高壓條件下，彈性流體油自身的摩擦力會(huì)得到一定程度的增加，產(chǎn)生高溫。所以無(wú)論是流體潤(rùn)滑劑還是彈性流體潤(rùn)滑劑要選擇合適粘稠度的油脂作為潤(rùn)滑劑。從摩擦角度來(lái)看，最好的潤(rùn)滑狀態(tài)就是在齒輪嚙合滑動(dòng)區(qū)內(nèi)，要選擇內(nèi)摩擦小的油脂，而在嚙合入口出要選擇摩擦大的油脂。

2.2 潤(rùn)滑對(duì)磨損的影響

齒輪由于在工作過(guò)程中需要承受一定程度的負(fù)荷、速度，同時(shí)齒輪自身的材料性質(zhì)和齒輪表面的物質(zhì)都會(huì)對(duì)齒輪的磨損帶來(lái)一定的影響。而潤(rùn)滑劑的加入有效減輕了齒輪的磨損，延長(zhǎng)了其使用壽命。

2.2.1 潤(rùn)滑對(duì)粘著磨損的影響

在齒輪剛剛投入工作時(shí)，由于未調(diào)試到最佳狀態(tài)，或者是由于制造過(guò)程中尺寸存在著一定程度微小誤差，再加上沖擊負(fù)荷、滑動(dòng)速度的影響，如果沒(méi)有足夠的潤(rùn)滑劑作用，很容易導(dǎo)致粘著磨損的產(chǎn)生。為了防止粘著磨損的產(chǎn)生，可以在齒輪上加入油性劑的負(fù)荷礦物油和極壓劑的礦物油。當(dāng)然不同種類(lèi)的極壓添劑和不同劑量的極壓添劑對(duì)粘著磨損的影響力也不盡相同，同時(shí)供油的量、方式，油溫和油點(diǎn)都會(huì)對(duì)粘著磨損有著不同程度的影響。

2.2.2 潤(rùn)滑對(duì)表面疲勞磨損的影響

當(dāng)齒面在嚙合過(guò)程中受到較大負(fù)荷的影響時(shí)，脈動(dòng)接觸應(yīng)力也會(huì)相應(yīng)變大，這種力量達(dá)到一定程度就會(huì)破壞潤(rùn)滑油的油膜強(qiáng)度，使齒面間產(chǎn)生直接接觸摩擦。當(dāng)油膜發(fā)生破裂后，隨著活動(dòng)摩擦力的增大，效應(yīng)本身在一定程度上加強(qiáng)，從而輕松超過(guò)齒輪材質(zhì)的剪切強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致齒表面材質(zhì)發(fā)生微觀斷裂，使齒輪表面以下的一定深度產(chǎn)生疲勞裂紋。當(dāng)裂紋產(chǎn)生以后，油脂深入到其內(nèi)部，在受到高壓時(shí)對(duì)縫隙產(chǎn)生擴(kuò)張力，導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步加深。隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，在齒面上留下大小不均勻的麻斑凹坑。這些都是疲勞點(diǎn)蝕，是齒輪磨損中最常見(jiàn)的一種現(xiàn)象。

齒輪表面疲勞點(diǎn)蝕產(chǎn)生的原因很多，一般來(lái)說(shuō)跟接觸應(yīng)力和滑動(dòng)摩擦力的位置大小，齒面的材料性質(zhì)以及油膜強(qiáng)度等因素有關(guān)。所以要選擇合適的潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑方式，來(lái)減少疲勞點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。潤(rùn)滑油的質(zhì)量對(duì)齒輪的腐蝕也有一定影響，如果潤(rùn)滑劑中摻入了腐蝕性雜質(zhì)，就很容易使金屬齒輪表面發(fā)生銹蝕。而繡蝕點(diǎn)能夠把應(yīng)力集中起來(lái)，進(jìn)一步引發(fā)裂紋，造成疲勞點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。另外潤(rùn)滑劑中的氣泡也能夠加快疲勞點(diǎn)蝕的產(chǎn)生，導(dǎo)致金屬塊脫落?？刂乒┯土磕軌蛴行Э刂破邳c(diǎn)蝕的產(chǎn)生。因?yàn)樵谟土窟^(guò)多的時(shí)候，會(huì)使多余的油擠壓在齒面間，在受到擠壓的時(shí)候產(chǎn)生局部高壓，增大接觸應(yīng)力，造成疲勞點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。

2.2.3 潤(rùn)滑對(duì)磨料磨損的影響

潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中容易受到空氣中的灰塵、細(xì)沙石的污染，污染了的潤(rùn)滑油加快了齒面磨損。所以在這種情況下，潤(rùn)滑油不僅沒(méi)有起到潤(rùn)滑的積極作用，反而起到了破壞作用。所以在齒輪運(yùn)行過(guò)程中，要保持潤(rùn)滑油的清潔，及時(shí)處理或者更換潤(rùn)滑油，有效保持齒輪的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。

目前，工程機(jī)械齒輪減速潤(rùn)滑中常用的潤(rùn)滑油就是合成潤(rùn)滑油，合成潤(rùn)滑油熱氧化穩(wěn)定性高，在不冷卻循環(huán)的環(huán)境下即可有效提升齒輪箱熱功率極限，壽命長(zhǎng)、抗氧化性能好、承載能力大，既延長(zhǎng)了齒輪壽命，還節(jié)約了重復(fù)保養(yǎng)、安全與后續(xù)的維護(hù)費(fèi)用。

2.2.4 潤(rùn)滑對(duì)膠合產(chǎn)生的影響

膠合也是齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的常見(jiàn)磨損，多見(jiàn)于一些荷載高、速度快的齒輪中，這會(huì)增加齒輪的運(yùn)行壓力，在瞬間產(chǎn)生較高溫度，若齒輪潤(rùn)滑效果不佳，那么就很容易出現(xiàn)干摩擦問(wèn)題，甚至粘合在一起，此時(shí)，此輪是相對(duì)滑動(dòng)的，因此，會(huì)給齒輪造成傷痕。注意潤(rùn)滑可以控制膠合現(xiàn)象的產(chǎn)生，潤(rùn)滑油粘度越高，那么齒輪表面油膜厚度就越大，粘附性越強(qiáng)，就可以有效解決其中的膠合問(wèn)題。此外，在礦物油中添加油性劑，也可以避免膠合磨損問(wèn)題的產(chǎn)生，實(shí)踐證實(shí)，極壓油的抗膠合磨損性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于非極壓油。

2.2.5 潤(rùn)滑對(duì)點(diǎn)蝕的影響

點(diǎn)蝕也是齒輪間比較嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象的時(shí)候，最開(kāi)始只是一些針尖大小的小麻點(diǎn)，如果齒輪的工作環(huán)境還是沒(méi)有及時(shí)地改善，則會(huì)導(dǎo)致這個(gè)麻點(diǎn)不斷增加，大小不斷擴(kuò)大。潤(rùn)滑油的使用可以減少摩擦現(xiàn)象，降低點(diǎn)蝕幾率，同時(shí)還能延長(zhǎng)齒輪的工作壽命，如果潤(rùn)滑油的黏度越高，出現(xiàn)的效果也就越好。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，我國(guó)的工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)在不斷發(fā)展，齒輪減速器的應(yīng)用日益廣泛，齒輪潤(rùn)滑油在其工作中發(fā)揮出了巨大的優(yōu)勢(shì)，在工程設(shè)計(jì)中要掌握好給油的油量使其發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

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