機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)與潤(rùn)滑研究

蔡清游

摘要：而齒輪是機(jī)械設(shè)備中常用的組件。潤(rùn)滑油給機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)帶來(lái)很好的潤(rùn)滑作用，有利于提升機(jī)械設(shè)備的工作效率，零部件的損耗和齒面的磨損減少，金屬零部件不易受到腐蝕，潤(rùn)滑油對(duì)機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)至關(guān)重要、不可或缺。但齒輪傳動(dòng)與潤(rùn)滑也存在一些問(wèn)題，基于此，本文對(duì)機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)與潤(rùn)滑進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備;齒輪傳動(dòng);潤(rùn)滑

隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)制造中。齒輪是機(jī)械設(shè)備中常用的組件，對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行來(lái)說(shuō)十分重要。潤(rùn)滑油的使用給齒輪傳動(dòng)帶來(lái)很多好處，但也會(huì)出現(xiàn)一些故障，對(duì)齒輪摩擦和磨損有一定的影響。

一、齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式

現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用的齒輪傳動(dòng)方式是開(kāi)式齒輪。以人工的方式定期添加潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，以此滿足齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑需求。使用開(kāi)式齒輪的環(huán)境較差，周?chē)休^多的灰塵，并且空氣濕度大，容易引起潤(rùn)滑油膜不穩(wěn)定。而齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑需要潤(rùn)滑油膜具有穩(wěn)定的厚度。所以選用吸附性強(qiáng)、高粘度、防銹的潤(rùn)滑油可以減少環(huán)境給齒輪傳動(dòng)帶來(lái)的不良影響。開(kāi)式齒輪的載荷大、轉(zhuǎn)速較慢。因此，可以使用潤(rùn)滑介質(zhì)加以潤(rùn)滑，提升轉(zhuǎn)動(dòng)速度。潤(rùn)滑油不僅可以起到潤(rùn)滑的效果，還有其他的作用。比如，潤(rùn)滑油中添加極壓添加劑，提升潤(rùn)滑油的載荷承受力，以此可以更好的緩解開(kāi)式齒輪載荷大的問(wèn)題。而對(duì)于閉式齒輪來(lái)說(shuō)，節(jié)圓圓周速度在很大程度上決定了閉式齒輪潤(rùn)滑方式，圓周速度低于15m/s采用油浴潤(rùn)滑方式，大于15m/s采用噴油潤(rùn)滑方式[1]。

二、減速機(jī)潤(rùn)滑作用

減速機(jī)中應(yīng)用了齒輪傳動(dòng)原理，從而達(dá)到降速的目的，是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的減速裝置。機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況受潤(rùn)滑作用的直接影響。減速機(jī)的潤(rùn)滑需要發(fā)揮以下幾點(diǎn)作用：其一，齒輪傳動(dòng)時(shí)容易因?yàn)槲灰埔瘕X面磨損，潤(rùn)滑油要減少齒面的磨損情況，提升減速機(jī)的工作效率，擁有更長(zhǎng)的工作壽命;其二，在齒輪的齒面上均勻布設(shè)潤(rùn)滑油，并且形成穩(wěn)定的油膜，使齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的載荷力得以提升;其三，形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑油膜對(duì)齒輪傳動(dòng)大有裨益。不僅可以潤(rùn)滑機(jī)件，還可以使空氣中的塵埃、細(xì)沙等雜質(zhì)磨損齒面，防止應(yīng)力集中;其四，如果浸油潤(rùn)滑能夠充分發(fā)揮發(fā)散功能，有利于很大程度上減少減速箱體的高溫問(wèn)題，進(jìn)而減少高溫引起的故障問(wèn)題的概率;其五，形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑油膜，有利于加強(qiáng)緩沖的作用，增加機(jī)械設(shè)備工作時(shí)震動(dòng)的緩沖作用，震動(dòng)對(duì)齒輪沖擊減小，使噪音減小、零件損壞速度減慢;其六，潤(rùn)滑油膜有隔離作用，穩(wěn)定的潤(rùn)滑油膜有利于有效隔離空氣和金屬表面的直接接觸，金屬表面被空氣腐蝕的速度減慢，金屬表面的光澤度可以保持的更好，光澤度可以保持更久的時(shí)間[2]。

總的來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑油給減速機(jī)帶來(lái)很好的潤(rùn)滑作用，提升機(jī)械設(shè)備的工作效率，零部件的損耗和齒面的磨損減少，金屬零部件不易受到腐蝕。潤(rùn)滑油對(duì)機(jī)械設(shè)備齒輪傳動(dòng)至關(guān)重要、不可或缺。

三、常見(jiàn)的齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑故障

機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常都較為復(fù)雜，不同的部分的工作環(huán)境也存在差異。因此，齒輪傳動(dòng)故障的形式也有很多種?？梢詮南旅鎺讉€(gè)方面來(lái)看：

（一）運(yùn)轉(zhuǎn)卡頓，增加耗能

齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的故障就是傳動(dòng)不流暢，部件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生卡頓，致使運(yùn)轉(zhuǎn)速度時(shí)快時(shí)慢，且運(yùn)轉(zhuǎn)速度低于正常范圍。機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率大打折扣，還增加設(shè)備耗能。

（二）設(shè)備振動(dòng)噪音，污染環(huán)境

齒輪傳動(dòng)發(fā)生異常時(shí)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備加速振動(dòng)。齒輪振動(dòng)的速度越快，產(chǎn)生的噪音就越大，可能會(huì)誘發(fā)安全事故，還會(huì)危害工作人員的身心健康。產(chǎn)生齒輪傳動(dòng)噪音的原因主要是因?yàn)辇X輪表面不夠光滑、潤(rùn)滑方式不正確、齒輪傳動(dòng)頻率過(guò)快。

（三）箱體溫度升高，引發(fā)變形導(dǎo)致構(gòu)件損壞

機(jī)械設(shè)備的使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易導(dǎo)致設(shè)備各部件的熱度增加，引起箱體的溫度升高。箱體溫度長(zhǎng)時(shí)間處于高溫下，容易加大箱體部件的損耗，箱體內(nèi)部的油液會(huì)加速老化，使箱體出現(xiàn)故障。箱體長(zhǎng)時(shí)間受熱發(fā)生變形，強(qiáng)度較弱，影響工作精度，并且零部件容易受到損壞。

（四）潤(rùn)滑油膜不穩(wěn)定，齒面咬合情況差

齒輪的工作環(huán)境對(duì)潤(rùn)滑油膜的穩(wěn)定形成有直接的影響。有些工作環(huán)境存在大量灰塵，空氣濕度較大，不利于潤(rùn)滑油膜穩(wěn)定形成。齒輪面咬合情況較差，容易引起潤(rùn)滑油膜破損，難以穩(wěn)定成形，也就難以發(fā)揮實(shí)效，從而發(fā)生惡性循環(huán)。致使齒輪傳動(dòng)咬合面磨損更加嚴(yán)重，嚴(yán)重時(shí)機(jī)械設(shè)備將難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。

四、潤(rùn)滑對(duì)齒輪摩擦和磨損的影響

（一）潤(rùn)滑對(duì)齒輪摩擦的影響

齒輪在傳動(dòng)時(shí)，在齒輪上添加有黏連度的流體油脂有利于齒輪工作時(shí)相互之間摩擦減小，對(duì)齒輪的工作有積極作用。但也要注意不能選用過(guò)高粘度的潤(rùn)滑油脂，否則會(huì)增加齒輪之間的摩擦系數(shù)，也就是說(shuō)齒輪之間的摩擦增大。另外，在高壓環(huán)境下，彈性液體油脂使齒輪間的摩擦力加大，容易使齒輪發(fā)生高溫情況。要注意油脂的黏連度，選用合適的潤(rùn)滑油脂，而不是隨意選用流體潤(rùn)滑劑和彈性潤(rùn)滑劑。由于潤(rùn)滑對(duì)齒輪摩擦有直接影響，因此要注意保持最好的潤(rùn)滑狀態(tài)，在齒輪嚙合滑動(dòng)區(qū)的入口選用大摩擦的的潤(rùn)滑油脂，在齒輪嚙合滑動(dòng)區(qū)內(nèi)選用小摩擦的潤(rùn)滑油脂。

（二）潤(rùn)滑對(duì)磨損的影響

1.潤(rùn)滑對(duì)粘著磨損的影響

齒輪工作初期，還沒(méi)有進(jìn)入最好的工作狀態(tài)?；蚩赡芤?yàn)槲⑿〉某叽缯`差、載荷大、轉(zhuǎn)速等因素的影響，并且缺少充足的潤(rùn)滑油，則易出現(xiàn)粘著磨損。想要避免這個(gè)問(wèn)題，可以加入不同種類(lèi)、不同劑量的極壓添加劑。同時(shí)要注意供油的油點(diǎn)、油溫、方式、多少。

2.潤(rùn)滑對(duì)磨料磨損的影響

齒輪的工作環(huán)境通常較差，空氣中有大量的灰塵、細(xì)沙。使用潤(rùn)滑油可以減少齒輪摩擦，但潤(rùn)滑油被空氣中灰塵、細(xì)沙污染，反而會(huì)使齒面磨損更嚴(yán)重，效果適得其反。潤(rùn)滑油的使用反而損壞了齒面。因此要注意定期清潔潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)或及時(shí)更換潤(rùn)滑油，確保齒輪有理想的工作效果。

3.潤(rùn)滑對(duì)膠合產(chǎn)生的影響

齒輪傳動(dòng)時(shí)由于不同的工作條件，會(huì)產(chǎn)生不同的磨損形式。齒輪膠合是一種常見(jiàn)的磨損形式。有一些齒輪的載荷大、工作速度快，容易增加運(yùn)行壓力，產(chǎn)生高溫。如果此時(shí)齒輪沒(méi)有較好的潤(rùn)滑效果，則齒輪很大可能將會(huì)發(fā)生干摩擦和膠合。齒輪還在不斷的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而齒輪會(huì)出現(xiàn)損傷。潤(rùn)滑油的粘度和齒輪表面的油膜厚度呈現(xiàn)正相關(guān)。因此可以通過(guò)選用合適的潤(rùn)滑油減少齒輪膠合發(fā)生的可能性。潤(rùn)滑油粘度越高，齒輪表面形成的油膜就越厚，則有越強(qiáng)的粘附力度，有利于解決齒輪膠合。另外，減少膠合帶來(lái)齒輪磨損的可能性，還可以通過(guò)在礦物油中添加油性劑，致使?jié)櫥陀懈玫目鼓z合磨損性。

4.潤(rùn)滑對(duì)點(diǎn)蝕的影響

齒輪點(diǎn)蝕是一種較為常見(jiàn)的磨損形式，也是磨損較為嚴(yán)重的一種形式。在發(fā)生點(diǎn)蝕初期，呈現(xiàn)一些似針尖小的麻點(diǎn)。同時(shí)，需要及時(shí)改善齒輪惡劣的工作環(huán)境，否則這些小麻點(diǎn)將不斷擴(kuò)大和增加。潤(rùn)滑油不僅能夠減少摩擦，而是可以減少點(diǎn)蝕出現(xiàn)的可能性，齒輪可以有更長(zhǎng)的使用期限。潤(rùn)滑油的黏度和使用效果呈正相關(guān)。黏度越高的潤(rùn)滑油，使用效果會(huì)更好[2]。

結(jié)語(yǔ)

齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑效果對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作效率有直接影響。現(xiàn)代越來(lái)越多的工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械設(shè)備，齒輪作為機(jī)械設(shè)備中常見(jiàn)的組件，對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行有直接影響，因此務(wù)必要重視齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑。

參考文獻(xiàn)

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