工业齿轮油知识讲座（初级版）(3)

2.3 工业齿轮油评定台架和主要模拟评定台架。 常见的模拟试验

(1)四球试验机模拟试验(Four ball)

四球试验机模拟试验可以测定润滑油脂的减摩性、抗磨性和极压性。减摩性用摩擦系数“f”表示；抗磨性用磨痕直径“d”表示；极压性用最大卡咬负荷“Pª­B”和烧结负荷“Pª­D”表示。

国标准试验方法有GB/T 12583润滑剂承载能力测定法、SH/T 0189润滑油磨损性能测定法、SH/T 0202润滑脂四球机极压性测定法、SH/T 0204润滑脂四球机磨损性测定法。 国外标准试验方法有美国ASTM D 2783润滑油极压性测定法、ASTM D4172润滑油抗磨性测定法、ASTM

D2596润滑脂极压性测定法、ASTM D2266润滑脂抗磨性测定法。 (2)梯姆肯(Timken)试验机模拟试验

梯姆肯试验机模拟试验评定润滑油脂的抗擦伤能力，用OK值作为评定指标。 中国标准试验方法有GB/T 11144润滑油脂极压性测定法。

国外标准试验方法有美国ASTM D2782润滑油极压性测定法、ASTM D2509润滑脂极压性测定法。

(3)法莱克斯(Falex)试验机模拟试验

法莱克斯试验机模拟试验可以评定润滑剂的极压性和抗磨性，以试验失效(发生卡咬)时的负荷作为评定指标。

中国标准试验方法有SH/T 0187润滑油极压性测定法、SH/T 0188润滑油抗磨性测定法。 国外标准试验方法有美国ASTM D 4007测定液体润滑剂极压性标准方法(O型)、ASTM D2670和2714测定液体润滑剂磨损特性标准方法(I型)。 (4)成焦板试验

成焦板试验是用加热的润滑油与高温(310～320℃)铝板短暂接触而结焦的倾向来评定润滑油的热安定性。此方法与Caterpillar 1H2和1G2发动机试验有一定的相关性。

中国标准试验方法有SH/T 0300曲轴箱模拟试验方法。 国外标准试验方法有美国FTM 3462成焦板试验(QZX法)。 (5)FZG齿轮试验

FZG齿轮试验用于测定钢对钢直齿轮所用润滑剂的相对承载能力，以载荷级来表示。 中国标准试验方法有SH/T 0306润滑剂承载能力测定法。

国外标准试验方法有欧洲CEC L-07-A-71、英国IP 334和德国DIN 51354等。

3．工业齿轮油组成

闭式工业齿轮油由基础油和添加剂组成。产品的粘度、粘度指数、倾点、闪点等基本理化性能由基础油的性能决定，产品极压抗磨性、氧化安定性、抗腐防锈性及抗泡性主要靠添加剂来改善和提高。用于调配工业齿轮油的基础油主要矿物油和合成油两大类，合成油价格都在20000元/吨以上，除特殊场合外一般都用矿物油来调配。主要的矿物基础油有HVI150、HVI500和HVI150BS，由于我国缺乏高粘度矿物基础油，用150BS只能调配到460粘度级别的工业齿轮油，更高粘度级别的产品要用合成油或半合成油来调配，例如调配680工业齿轮油一般采用大连150BS辅加10%的低分子聚异丁烯T603C，值得一提的是，不能只顾经济性而忽视实用性，辅加稠化能力较强的OCP，由于齿轮油经受接触压力、剪切速率远高于液压油和内燃机油，使用一段时间后，油品粘度会降到未加稠化剂前的水平。

从工业齿轮油的配方组成来看，级别越高加剂量越多，性能也越全面。抗氧防锈工业齿

轮油顾名思义，只添加少量抗氧、防锈及抗泡剂，总剂量0.5%左右。中负荷工业齿轮油和重负荷工业齿轮油配方体系都是硫磷型，中负荷油对腐蚀、锈蚀要求苛刻，重负荷油具备好的承载能力、热氧化安定性和抗乳化性，性能全面。加剂量前者为1.2-1.5%，后者为1.5-2.0%，随着添加剂水平的提高，加剂量还有进一步降低的趋势。普通油脂型蜗轮蜗杆油配方大致在抗氧防锈型工业齿轮油中辅加4%的油性剂，重负荷蜗轮蜗杆油则相当于中负荷工业齿轮油中辅加2%的油性剂。 4．工业齿轮油的应用 选用齿轮油的四条原则：

（1）根据齿面接触应力选择齿轮油的类型。

（2）根据齿轮线速度选择齿轮油粘度。速度高的选用低粘度油，速度低的选用高粘度

油。

（3）注意使用温度。油温度，油粘度应大，夏天用粘度高的油，冬天用粘度低的油。

（4）注意齿轮润滑和轴承润滑是否同一系统，是滚动轴承还是滑动轴承。滑动轴承要求润滑油的粘度较低。

表6工业齿轮润滑油种类的选择 条件 推荐使用的工业齿面接触应力(N/mm) <350 齿轮状况 使用工况 齿轮润滑油 抗氧防锈工业齿轮油 a.调质处理,啮合精度等于8级 b.每级齿数比 i<8 一般齿轮传动 低载荷 350-500 c.最大滑动速度与分度圆圆周速度之比vg/v<0.3 d.变位系数x1=x2 变位系数x1<或>x2 a.调质处理,啮合精度等于或高500-750 于8级 b.vg/v>0.3 750-1100 渗碳淬火、表面淬火和热处理硬度58-62HRC 一般齿轮传动 抗氧防锈工业齿轮油 有冲击的齿轮传动 中载荷工业齿轮油 矿井提升机、露天采掘机、水泥磨、化工机械、水利电力机中载荷工业齿轮械、冶金矿产机械、船舶海港机械等的齿轮传动 冶金轧钢、井下采掘、高温有重载荷工业齿轮冲击、含水部位的齿轮传动等 油 油 中载荷 重载荷 >1100 4.1质量选择

选择工业齿轮油的质量等级主要取决于齿轮类型、齿面负荷和使用条件等，各种齿轮油适应各种齿轮的大致情况如表7。

表7 不同类型润滑剂适用于各种齿轮的情况 润滑剂类型 齿 轮 类 型 正齿轮 螺旋齿轮 蜗轮蜗杆 只在轻负荷正常负荷 正常负荷 及低速下使用 重荷或是冲击负荷下使用 油温低于60℃时能满足大多数使用条件 多数齿轮制不常用 不常用 造厂采用此油 低速开式齿轮使用 低速开式齿轮使用 只适合低速使用，需加极压添加剂 只适合低速使用，需加极压添加剂 低速开式齿轮使用 只适合低速使用，需加极压添加剂 不常用 只用于轻荷下 重荷或是冲击负荷下使用 大多数情况下要求用此种油 正常负荷 不能使用 圆锥齿轮 准双曲面齿轮 防锈抗氧齿轮油 （R&O Oil） 极压齿轮油 （EP Oil） 重荷或是冲击负荷下使用 复合油 约含5%动植物油 重质开式齿轮油 润滑脂 低速开式齿轮使用 低速开式齿轮使用 低速开式齿轮使用 不用 4.2粘度选择

闭式齿轮润滑油粘度的选择

实际选用润滑油时，是根据齿轮传动装置的尺寸及气温来确定具体牌号，见表8及表9。所选齿轮油的凝点至少应比气温低5℃，否则需对齿轮箱加热，以便启动。

表8 正齿轮、人字齿轮、螺旋齿轮、直齿圆 锥齿轮、曲齿圆锥齿轮等的齿轮箱用润滑油 齿轮箱类型 平行轴单 级减速器 平行轴双 级减速器 平行轴三 级减速器 行星齿 轮 箱 直齿、曲齿 圆锥齿轮 齿轮马达 高速齿轮箱 低速级齿轮中心距/mm 200以内 200～500 500以上 200以内 200～500 500以上 200以内 200～500 500以上 壳体外径400以内 壳体外径400以上 节圆锥母线300以内 节圆锥母线300以上 3600r/min以上或节线速度超过25m/s -40～18 -29～-4 环境温度/℃ -10～10 10～50 其它润滑油 SAE 10W/30 SAE 汽 10W/40 车 或其它 液 相似油品 力 传 动 油 或 相 似 油 品 AGMA齿轮油编号（ISO粘度级） 2～3（68～100） 3～4（100～150） 2～3（68～100） 4～5（150～220） 3～4（100～150） 4～5（150～220） 2～3（68～100） 3～4（100～150） 3～4（100～150） 2～3（68～100） 3～4（100～150） 4～5（150～220） 2～3（68～100） 3～4（100～150） 2～3（68～100） 3～4（100～150） 2～3（68～100） 1（46） 3～4（100～150） 4～5（150～220） 4～5（150～220） 3～4（100～150） 4～5（150～220） 5～6（150～220） 3～4（100～150） 4～5（150～220） 4～5（150～220） 5～6（150～220） 4～5（150～220） 2（68）

蜗轮蜗杆油的粘度选择

对于轻载荷的蜗杆传动装置，可根据其中心距及转速按表10选择适当粘度的润滑油。 对于高载荷或有冲击载荷的蜗杆传动装置则应按表11采用复合油或者在表中所列相应粘度的润滑油。但是这种油不能用在运转温度超过80℃的部位，防止高温下氧化产生的酸性物腐蚀青铜蜗轮或其它铜制件。无复合油时，也可选择粘度相同并含有硫、磷极压添加剂的齿轮油，但油温不能高于60℃，防止对铜制件的腐蚀。当蜗轮传动装置的转速超过2400r/min或节圆速度超过10m/s时，应采用循环压力喷油法，所选用的蜗杆传动润滑油的凝点应低于环境温度。

表9 重载荷齿轮箱选用极压齿轮油表 低速级齿齿轮箱型式 轮中心距/mm 平行轴单 级减速 平行轴双 级减速 平行轴三 级减速 200以内 200～500 500以上 200以内 200～500 500以上 200以内 200～500 500以上 环境温度/℃ 10～15 AGMA编号 2EP～3EP 2EP～3EP 3EP～4EP 2EP～3EP 3EP～4EP 3EP～4EP 2EP～3EP 4EP～5EP 4EP～5EP 10～50 AGMA编号 3EP～4EP 4EP～5EP 4EP～5EP 3EP～4EP 4EP～5EP 4EP～5EP 3EP～4EP 4EP～5EP 5EP～6EP 直齿、曲齿圆锥齿轮 节圆锥母线300以内 节圆锥母线300以上 2EP～3EP 4EP～5EP 3EP～4EP 3EP～4EP 齿轮 马达 所有规格 2EP～3EP 4EP～5EP 行星齿 轮箱 齿轮箱型式 低速级齿轮中心距/mm 壳体外径400以内 壳体外径400以上 环境温度/℃ 10～50 10～15 AGMA编号 AGMA编号 2EP～3EP 3EP～4EP 3EP～4EP 4EP～5EP 表10 不同中心距和转速时蜗杆传动润滑油的粘度（ν100℃，mm2/s） 中心距/mm ＜75 75～150 蜗杆转速/(r·min-1 ) 250 750 1000 1500 17 43 17 31 17 31 17 31 中心距/mm 3000 17 31 150～300 ＞300 蜗杆转速/(r·min-1 ) 250 750 1000 1500 43 31 31 24 31 24 24 17 3000 17 14 表11 蜗杆传动润滑油AGMA编号及ν100℃近似值（mm2/s） 蜗杆转速/ 蜗轮直径/mm r·min 低于 圆柱蜗杆 150以内 双包络形 圆柱蜗杆 150～300 双包络形 圆柱蜗杆 300～450 双包络形 450～600 圆柱蜗杆 300 250 450 300 700 450 700 -1环境温度/℃ -10～15 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 10～50 8Comp (32～41) 8AComp (41～54) 8Comp (32～41) 8AComp (41～54) 8Comp (32～41) 8AComp (41～54) 8Comp (32～41) 蜗杆转速/ r·min 低于 700 700 450 450 300 300 250 -1环境温度/℃ -10～15 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 10～50 8Comp (32～41) 8AComp (41～54) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32)

双包络形 圆柱蜗杆 600以上 双包络形 250 200 200 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 8AComp (41～54) 8Comp (32～41) 8AComp (41～54) 250 200 200 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 8Comp (32～41) 7Comp (26～32) 8Comp (32～41) 开式齿轮油的粘度选择

表12和表13列举了开式齿轮用的润滑油。表12是连续加油方式所选用的齿轮油，表13是间断加油方式用的齿轮油。

开式齿轮的润滑油采用重质较粘的矿物油是因为开式齿轮一般是以重荷低速运动，轻质油在这种条件下容易被挤出，。表中推荐的润滑油或粘度范围是基于一般的工作条件，是选择润滑油时的指导，而不是硬性规定。对一些在特殊情况下工作齿轮应有轮应有适当的补充规定。如果发现矛盾的时候应以工厂规定的为准。

表12 连续润滑开式齿轮油AGMA编号ν100℃近似值（mm2/s） 压力润滑 环境温度/℃ 运转特点 5.1以下 连续运行 -9.5～15.6 正、反转或经5或5EP 4或4EP (10～16) 6或6EP (22～26) 6或6EP (22～26) 7或7EP (26～32) 7或7EP (26～32) 9～10 9EP～10EP (40～55) ②①飞溅润滑 节圆速度/（m·s） -1浸油润滑 1.52以下 8～9 8EP～9EP (32～54) 8～9 8EP～9EP (32～54) 11或11EP (85～130) 11或11EP (85～130) ②②5.1以上 4或4EP (10～16) 5.1以下 5或5EP (16～21) 5.1以上 4或4EP (10～16) 6或6EP (22～26) 6或6EP (22～26) 8～9 8EP～9EP (32～41) ②5或5EP (16～21) 常起动、停车 (16～21) 连续运行 10～52 ②7或7EP (26～32) 7或7EP 正、反转或经常起动、停车 (26～32) ①当环境温度接近所给范围的下限时,润滑系统应装加热设备,以保证润滑油的循环. ②当环境温度绐终保持在32℃～52℃时,应用10或10EP ③当环境温度绐终保持在32℃～52℃时,应用10或10EP

表13 间断润滑开式齿轮油AGMA编号及ν100℃近似值（mm2/s） 齿轮附近的 环境温度/℃ -10～15 5～40 20～50 机械喷射法加油 加中级中极压添加剂的开式齿轮油 重质开式齿轮油 —— 12EP (110～125) 13EP (180～215) 14R (215～650) 15R (660～2200) 15R (660～2200) ①滴油法加油 加中极压添加剂的开式齿轮油 —— 12EP (110～125) 13EP (180～215) 4.3重点介绍中油“昆仑”牌已有的产品。

目前中油润滑油公司生产的“昆仑”牌工业齿轮油的品种有：中负荷工业齿轮油（CKC），

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