工程机械齿轮减速润滑问题研究

工程机械齿轮减速润滑问题研究

戈权珍

SEW-工业减速机(天津)有限公司天津300457

摘要：随着我国工程机械行业的发展，工程机械的质量日益提高，被广泛应用到了我国经济建设的各个领域。齿轮减速器是工程机械的重要组成部分，它的质量直接影响着工程机械的总体质量，而它的性能、工作效率和使用寿命受多种因素的影响，其中齿轮减速润滑是一个关键性因素，影响着齿轮减速器的正常运行。

关键词：工程机械齿轮；减速润滑；影响

1.工程机械减速机齿轮

1.1机械齿轮

机械齿轮主要是帮助工程项目传递物体，在具体的机械齿轮传动中，对齿轮的要求相对较高，也就是说，在具体的机械设备使用中，需要充分保证齿轮运转的平稳性，以提升机械设备的承载能力。在机械齿轮传动中，其特点如下：第一，传动效率高。根据机械齿轮的运行特点，其存在着传动效率高的特点，传动的效率可以达到99%的状态。第二，传动稳定。在机械齿轮使用中，齿轮的传动链及齿轮的传动比空间范围较小，有效节约了齿轮的占比及空间。第三，节约空间。在齿轮传动中，齿轮传动所需要的空间范围小，可以充分满足机械工程项目的设备使用需求。第四，机械传动设备的使用寿命长，工艺设备的做工精良，将其运用在具体的工程设备中，可以延长设备的使用寿命。

1.2齿轮传动的类型

工程机械齿轮传动类型包括：第一，按照齿轮装置的特点，可以将其分为开式齿轮传动、半开式齿轮传动以及闭式齿轮传动。对于不同的设备形式，不同传动状态存在差异：首先，在开式齿轮传动中，设备一直暴露在外部环境下，容易出现磨损的问题;其次，在半开式齿轮传动设备使用中，防护设备装置相对简单，而且，齿轮的润滑状态可以得到明显的改善;最后，在闭式齿轮设备使用中，由于设备处于全部封闭的状态，其润滑状态良好，通常被运用在重要的工艺结构中。第二，按照齿轮使用状态进行划分，可以将其分为：首先，动力齿轮，主要以传输动力为主，通常被运用在高速重载以及低速重载传动的环境下;其次，传动齿轮主要以传递为核心，主要被运用在轻载高精度的传动环境下。

2.润滑对齿轮摩擦和磨损的影响

2.1润滑对齿轮摩擦的影响

在齿轮工作时，一定粘度的流体油脂对齿轮的工作有着积极作用，可以有效减少齿轮间的摩擦，但是油脂粘度过高然而会导致齿轮间摩擦系数增大。从另外一个角度而言，在高压条件下，弹性流体油自身的摩擦力会得到一定程度的增加，产生高温。所以无论是流体润滑剂还是弹性流体润滑剂要选择合适粘稠度的油脂作为润滑剂。从摩擦角度来看，最好的润滑状态就是在齿轮啮合滑动区内，要选择内摩擦小的油脂，而在啮合入口出要选择摩擦大的油脂。

2.2润滑对磨损的影响

齿轮由于在工作过程中需要承受一定程度的负荷、速度，同时齿轮自身的材料性质和齿轮表面的物质都会对齿轮的磨损带来一定的影响。而润滑剂的加入有效减轻了齿轮的磨损，延长了其使用寿命。

2.2.1润滑对粘着磨损的影响

在齿轮刚刚投入工作时，由于未调试到最佳状态，或者是由于制造过程中尺寸存在着一定程度微小误差，再加上冲击负荷、滑动速度的影响，如果没有足够的润滑剂作用，很容易导致粘着磨损的产生。为了防止粘着磨损的产生，可以在齿轮上加入油性剂的负荷矿物油和极压剂的矿物油。当然不同种类的极压添剂和不同剂量的极压添剂对粘着磨损的影响力也不尽相同，同时供油的量、方式，油温和油点都会对粘着磨损有着不同程度的影响。

2.2.2润滑对表面疲劳磨损的影响

当齿面在啮合过程中受到较大负荷的影响时，脉动接触应力也会相应变大，这种力量达到一定程度就会破坏润滑油的油膜强度，使齿面间产生直接接触摩擦。当油膜发生破裂后，随着活动摩擦力的增大，效应本身在一定程度上加强，从而轻松超过齿轮材质的剪切强度和屈服强度，导致齿表面材质发生微观断裂，使齿轮表面以下的一定深度产生疲劳裂纹。当裂纹产生以后，油脂深入到其内部，在受到高压时对缝隙产生扩张力，导致裂缝进一步加深。随着使用时间的延长，在齿面上留下大小不均匀的麻斑凹坑。这些都是疲劳点蚀，是齿轮磨损中最常见的一种现象。

2.2.3润滑对磨料磨损的影响

润滑油在使用过程中容易受到空气中的灰尘、细沙石的污染，污染了的润滑油加快了齿面磨损。所以在这种情况下，润滑油不仅没有起到润滑的积极作用，反而起到了破坏作用。所以在齿轮运行过程中，要保持润滑油的清洁，及时处理或者更换润滑油，有效保持齿轮的顺利运转。

目前，工程机械齿轮减速润滑中常用的润滑油就是合成润滑油，合成润滑油热氧化稳定性高，在不冷却循环的环境下即可有效提升齿轮箱热功率极限，寿命长、抗氧化性能好、承载能力大，既延长了齿轮寿命，还节约了重复保养、安全与后续的维护费用。

3.齿轮润滑

3.1齿轮润滑方法

（1）油浴及溅油润滑。以齿轮箱为油箱，使齿轮浸入油内一定深度，靠齿轮旋转时油的飞溅来满足减速箱各润滑部位的润滑。此方法只适宜于速度不高的中、小型齿轮传动。

（2）喷油润滑法。当齿轮的圆周速度超过12～15 m/s时，若仍采用油浴或溅油润滑，搅油损失将会显著增加，并将导致润滑油迅速变质。这时，可采用喷油润滑法，即利用喷嘴将压力油喷到齿轮副上。当直齿轮的圆周速度<20 m>

（3）油雾润滑法：用压缩空气把润滑油从喷嘴喷出，润滑油雾化后，随压缩空气弥散至摩擦表面起润滑作用，油雾润滑油膜层较薄，但均匀。油雾能带走摩擦热和磨损屑末，起到很好的冷却和清洗作用。常用于圆周速度>15 m/s的齿轮传动上。

3.2润滑油的选择

润滑油分为矿物润滑油、合成润滑油及动植物油。其中合成润滑油成本很高，只用在高、低温或有其他特殊要求的地方；动植物油产量有限，且易变质，故也只用在有特殊要求的场合；而矿物油的产量丰富，且成本低廉、性能稳定，故应用广泛。矿物油又根据用途和黏度的不同分为许多种，如机械油、机床液压油、齿轮油等。具体选择时可考虑以下几个方面的问题：

（1）根据工作条件的苛刻程度选择润滑油。变速箱中的齿轮都是正齿轮和斜齿轮，而且负荷和滑移速度不大，故采用普通车辆齿轮油即能满足要求。后桥齿轮箱的主传动齿轮，国产拖拉机多采用螺旋伞齿轮，该齿轮承受的负荷大、速度高，一般可选用普通车辆齿轮油。如拖拉机翻耕深松作业时，齿面经常处于高负荷，油温很高，应选用硫磷型中负荷（GL-4）车辆齿轮油。国内外广泛采用的双曲线齿轮，其减速比大、啮合平顺性好、噪音小、结构紧凑等优点，重负荷作业用普通车辆润滑油，会使齿面擦伤和胶合，应采用硫磷型中负荷（GL-4）或使用硫磷型重负荷（GL-5）车辆齿轮油。

（2）齿轮油黏度的选用要考虑的因素比较多。黏度大，则油膜厚不易破裂，不易引起齿面擦伤。但黏度过大，在齿轮的啮合部位就难以得到需要的润滑油量。如果齿轮油黏度过小，则承载能力低，易引起齿面擦伤。因此，选用齿轮油时，要根据当地的环境温度及机械的实际使用情况来决定。低速、重载齿轮因油膜形成条件差，要选用黏度高、油性和极压性好的油。高速齿轮传动油膜形成条件好，但搅拌损失大，因此应选用黏度低的油。

结语

在我国工程行业的发展下，各类新型工程机械诞生，在各个领域中都得到了广泛的应用，取得了良好的经济效益与社会效益。齿轮是工程机械的基础零件，有着使用范围广、传动比准确、安全性能高的优势，齿轮工作环境不同，其选择的类型与润滑方式也存在差异，做好齿轮减速器的润滑，可以有效减轻齿轮间接触摩擦，减少噪音和震动，提高机械工作效率。

参考文献

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[2]吕潮斌，汪国基.齿轮传动系统动力学研究进展与思考[J].黑龙江科技信息，2016（25）：142.