[油分析专区] 齿轮油的分类、性能及应用_油煤分析_青果园电厂化学资料网（燃料智能化、电厂化学、QC资料、汽轮机、锅炉、电气、电力能源、脱硫燃料、电力题库、电力应用文、电力标准大全）

当前位置：首页 > 电厂化学 > 油煤分析 > 详细内容

[油分析专区] 齿轮油的分类、性能及应用

发布时间：2009/6/13 阅读次数：1985 字体大小: 【小】【中】【大】

本广告位全面优惠招商！欢迎大家投放广告！广告投放联系方式

齿轮油

齿轮是机械中最主要的一种传动机构。齿轮的传递功率范围大、传动效率高、可传递任意二轴之间的运动和动力。

齿轮的种类很多，如直齿、斜齿、人字齿型圆柱齿轮、直齿、斜齿、螺旋齿型锥齿轮、双曲线齿轮及蜗轮蜗杆等。

齿轮曲率半径小，润滑中形成油楔的条件差，轮齿的每次啮合均须重新建立油膜。另外，啮合表面不相吻合，有滚动也有滑动，恶化了油膜运转情况。

齿轮的润滑状态，总起来说有两种情况：一是流体动力润滑和弹性流体润滑，二是边界润滑。

流体动力润滑时，一定厚度的润滑油膜可将摩擦面完全隔开而不发生直接接触。但当负荷增大时，啮合齿面间发生弹性变化，润滑油粘度在此压力下急剧增大，仍不被挤出而形成流体动力润滑膜和弹流膜的关键。

边界润滑则发生在负荷继续增大，此时，承担润滑任务是吸附在金属表面上的一层或几层分子构成的边界吸附膜。当处在高温高压时，吸附膜会脱掉，丧失润滑作用。此时，要靠齿面发生的化学反应膜起润滑作用。此种润滑状态一般又称作极压润滑。

总之，齿轮的接触压力非常高，一些载重机械的减速器齿轮的齿面应力可达400~1000MPA，而双曲线齿轮的齿面应力可达1000~4000MPA。在高应力条件下，边界润滑实质上处在极压状态。为防止油膜破坏，在齿轮油中要加入极压抗磨剂，以便在苛刻运行条件下，放出的活性元素与金属反应生成低熔、高塑性薄膜，保证齿面间的正常润滑。

（一）齿轮油的性能要求

1．适宜的粘度、粘弹性和粘温性

粘度是齿轮油的最基本性质。粘弹性和粘温性可保证齿轮啮合过程中流体动力膜和弹性流体润滑膜的形成。良好的粘弹性，又是齿轮油低粘度化中的重要因素。

2．良好的极压抗磨性

主要靠各种抗磨剂的复合使用，才能在齿轮传递负荷时，不至于发生擦伤，磨损和胶合等损坏事故。

3．良好的氧化安定性和对热的安定性

车辆后桥齿轮箱油温可高达150~160℃且齿轮面啮合中的瞬时温度更可高达600℃以上，加上齿面传动过程中要与空气（甚至水分）频繁接触和侵入，良好的热和氧化安定性是保证齿轮油长期使用的重要参数。

4．良好的抗乳化和抗泡性

5．良好的防锈和防腐蚀性

（二）车辆齿轮油

车辆齿轮油用于各种车辆的传动箱、变速箱、减速器和变速器等的润滑。

1．粘度分类

表3-34 列出车辆齿轮油的粘度分类。

表3-34 车辆齿轮油的粘度分类

分类	达到150Pa·s最高温度/℃	100℃(运动粘度/(mm²/s)
		最低	最高
75W 80W 85W 90 140 250	-40 -26 -12 - - -	4.1 7.0 11.0 13.5 24.0 41.0	- - - 24.0 41.0 -

2．性能级别分类

表3-35和表3-36分别列出美国石油学会和我国的车辆齿轮油性能级别分类。

表3-35 美国石油学会齿轮油使用规格

规格	用途
API GL-1 API GL-2 API GL-3 API GL-4 API GL-5 API GL-6	某些手动变速箱，不需要摩擦改进剂和极压剂蜗轮蜗杆——工业齿轮油手动变速箱，中等负荷螺旋伞齿轮螺旋伞齿轮后桥，低负荷双曲线齿轮，手动变速箱双曲线齿轮后桥，相当于MIL-L-2105D 具有高偏置的轿车双曲线齿轮后桥，相当于福特汽车公司的M2C105A/M2C154A

3．车辆齿轮油术条件

表3-37和表3-38分别列出我国普通车辆齿轮油和重负荷车辆齿轮油的技术条件。

表3-36 我车车辆齿轮油的分类与API性能分类对应关系

我国车辆齿轮油	相当的API分类号
L-CLC普通车辆齿轮油 L-CLD中负荷车辆齿轮油 L-CLE重负荷车辆齿轮油	GL-3 GL-4 GL-5

从表中GL-5重负荷车辆齿轮油技术条件可以看出：除了一般理化指标外，CL-5（CLE）车辆齿轮油共有四项关键指标，即锈蚀试验（相当于CRCL-33）、低速高扭矩的抗擦伤试验（CRCL-37）、高速冲击负荷下的承载能力试验（CRCL-42）和热氧化安定性试验（CRCL-60）。这是四项车辆齿轮油专用的台架试验，试验条件非常苛刻，而且互相制约。在基础油粘度合适的基础上，还要精心平衡含硫添加剂与含磷添加剂的比例（包括组成），还要平衡防锈剂、油性剂以及一些助剂与硫磷添加剂之间的性能平衡，才能通过上述四项台架试验，成为合格的（CLDGL-5）重负荷车辆齿轮油（CLE油）。

在性能级别分类中有一档GL-4中负荷车辆齿轮油（即CLD油）。由于该油的四项台架试验（CRCL-13、CRC-L-21、CRC-L-19和CRC-L-20）均已中止试验，所以按照API规定，可按通过GL-5油四项台架试验油的添加剂量减半，即可被认为符合GL-4中负荷车辆齿轮油（CLD油）。

4．车辆齿轮油的选用

下述表3-39和表3-40分别列出车辆齿轮油的使用情况和车辆齿轮油粘度级别选用情况。

表3-39车辆用齿轮情况

汽车类型	代表车型	社会保有量/104辆	用油等级
汽油车小轿车微型车轻型载重车中型载重车吉普车	奥迪、标致、桑塔纳、夏利、雪铁龙大发、吉林、长安、伟健 CA120、BJ130、NJ131、金杯 CA141、EQ140 212、213	110 40 290 260 20	GL-5 GL-4或GL-5 GL-4 GL-4 GL-4或GL-5
柴油车轻型载重车中型载重车重型载重车大客车矿山车	依维柯、五十铃、庆铃解放、东风斯台尔、奔驰、台脱拉、新黄河丹东680 本溪LN-392	30 15 58 10 1	GL-5 GL-4 GL-5或GL-4 GL-4

表3-40车辆齿轮油粘度级别选用情况

环境温度/℃	粘度级别	环境温度/℃	粘度级别
-57~10 -25~-49 -15~49	75W 80W-90 85W-90	-12~49 -15~49 -7~49	90 85W-140 140

（三）工业齿轮油

1．工业齿轮油的粘度级别

我国工业齿轮油按GB3141“工业用润滑测量粘度分类”标准进行粘度牌号的分类。表3-41列出新旧粘度等化以及与美国齿轮制造商协会（AGMA）、国际标准化组织（ISO）的粘度等级的对应关系。

表3-41 工业齿轮油粘度等级

粘度级 GB3141	40℃运动粘度/ （mm²/s）	相当于旧牌号（50℃粘度）	AGMA 粘度级	ISO 粘度级
68 100 150 220 320 460 680	61.2~74.8 90~100 135~165 198~242 288~352 414~506 612~748	50 70 90 120 200 250 350	2EP 3 EP 4 EP 5 EP 6 EP 7 EP 8 EP	VG68 VG100 VG150 VG220 VG320 VG460 VG680

2.工业齿轮油的产品分类

上述产品分类是参照ISO6743.6规定。对于齿轮的负荷和操作条件该规定有如下解释：

轻负荷齿轮的接触应力一般低于500MPa（500N/ mm²/s）和齿面上的最大滑动速度（V _s）一般低于工作的节圆柱（V）上的齿节线速度的1/3。

重负荷齿轮的接触应力一般大于500 MPa（500N/ mm²/s）和齿面上的最大滑动速度（V _s）也许比工作的节圆术（V）上的齿节线速度的1/3要高。

3．各类工业齿轮油的技术条件

下述各表分别列出抗氧防锈齿轮油（SH0357-92）、中负荷工业齿轮油（GB5903-86）、重负荷工业齿轮油（暂行技术条件）、蜗轮蜗杆齿轮油（SH0094-91）和开式齿轮油（SH0263-92）的技术条件。工业闭式齿轮油的最新标准（GB5903-95）见表3-45（a）

表3-42 工业齿轮油产品分类

	ISO分类	通称	国外有代表性的规格标准	我国相对应或相近似的规格标准
闭式工业齿轮油	CKB	抗氧防锈齿轮油	AGMA250.04R&O	SH0357-92 抗氧防锈齿轮油企标
			US.S220
	CKC	中负荷工业齿轮油	AGMA250.03EP	GB5903-86
	CKD	重负荷工业齿轮油	AGMA250.04EP	重负荷工业齿轮油暂定技术条件(1990)
			US.S224
	CKE

4.工业齿轮油的选用

选用齿轮油有四条原则：

（1）根据齿轮面接触应力选择齿轮油类型。

（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。油温高，油粘度应大一些；夏天用粘度高的油，冬天用粘度低的油。

（4）考虑齿轮润滑和轴承润滑是否处在同一润滑系统中；是滚动轴承还是滑动轴承。滑动轴承要求润滑油粘度较低些。

表3-48 闭式工业齿轮的档次选择

齿面接触应力 N/ mm²	齿轮使用工况	推荐用油
<350	一般齿轮传动	抗氧防锈工业齿轮油
350~500 (低负荷齿轮)	一般齿轮传动	抗氧防锈工业齿轮油
350~500 (低负荷齿轮)	有冲击的齿轮传动	中负荷工业齿轮油
500~1100 (中负荷齿轮)	矿井提升机、露天采掘机、水泥窑、化工、水电、矿山机械、船舶海港机械等的齿轮传动	中负荷工业齿轮油
接近1100 (中负荷齿轮)	高温、有冲击、有水进入润滑系统的齿轮传动	重负荷工业齿轮油
>1100 (重负荷齿轮)	治金轧钢、井下采掘、高温、有冲击、含水部位的齿轮传动	重负荷工业齿轮油

至于涡轮涡杆齿轮油，适用于钢-铜结构的涡轮涡杆传动系统。根据负荷情况，选用极压型或非极压型涡轮涡杆齿轮油。

开式齿轮油适用于开式和半封闭齿轮箱和齿轮装置以及低速重负荷齿轮装置（齿轮和轴承分开的润滑系统）。

表3-49中列出了与齿轮油有关的一些使用所发生的问题及其可以采取的措施。

表3-49 与齿轮油有关的使用问题

问题	可能原因	改进措施
腐蚀	缺少防锈剂油中含水腐蚀性的极压剂污染物，如植物酸油氧化产生的酸性物质	用加足够防锈剂的油勤排水、勤换油防止污染物进入油
泡沫	缺少抗泡剂抗泡剂析出油面高度不当空气进入油中油中含水	用含抗泡剂的油补加抗泡剂控制加油量防止空气和水进入油中
沉淀或油泥	添加剂折出遇水乳化油氧化生成不溶物	使用贮存稳定性好的油使用抗乳化性好的油或补加抗乳化剂使用氧化安定性好的油
粘度增加	氧化过热	使用氧化安定性好的油避免过热
粘度下降	增粘剂被剪断	使用剪切稳定性高的粘度指数改进剂
漏油	齿轮箱缺损密封件损伤	用高粘度油更换密封件
不正常发热	齿轮箱中油太多油粘度太大齿轮上油量不足载荷过高齿轮箱外尘土堆积妨碍散热	控制加油量降低油粘度降低载荷清洁齿轮箱外壳及邻接的金属部件
污染	主机装配或零件加工时留上的污物磨屑由通气孔进入的污染物	排掉脏油、清洁齿轮箱、换新油防止污染物由通气孔进入齿轮箱
齿面磨粒磨损	磨屑或其它污染粒子	换油、清洁齿轮箱
齿面烧伤	缺油载荷过高	提供足够的油量降低载荷
擦伤	齿面温度高油膜破裂	降低操作温度用极压齿轮油
点蚀	油粘度太小齿面粗糙局部压力太高重载荷下滑动	增加油的粘度提高齿面光洁度用极压齿轮油使用极压齿轮油
胶合	齿面粗糙安装误差引起轮齿啮合不良低温启动	提高齿面光洁度改进装配质量低温启动前预热油

上一篇：[油分析专区] 润滑脂的主要质量指标及其在使用上的意义下一篇：[油分析专区] 油泥的颜色

我要评论

问题	可能原因	改进措施
腐蚀	缺少防锈剂油中含水腐蚀性的极压剂污染物，如植物酸油氧化产生的酸性物质	用加足够防锈剂的油勤排水、勤换油防止污染物进入油
泡沫	缺少抗泡剂抗泡剂析出油面高度不当空气进入油中油中含水	用含抗泡剂的油补加抗泡剂控制加油量防止空气和水进入油中
沉淀或油泥	添加剂折出遇水乳化油氧化生成不溶物	使用贮存稳定性好的油使用抗乳化性好的油或补加抗乳化剂使用氧化安定性好的油
粘度增加	氧化过热	使用氧化安定性好的油避免过热
粘度下降	增粘剂被剪断	使用剪切稳定性高的粘度指数改进剂
漏油	齿轮箱缺损密封件损伤	用高粘度油更换密封件
不正常发热	齿轮箱中油太多油粘度太大齿轮上油量不足载荷过高齿轮箱外尘土堆积妨碍散热	控制加油量降低油粘度降低载荷清洁齿轮箱外壳及邻接的金属部件
污染	主机装配或零件加工时留上的污物磨屑由通气孔进入的污染物	排掉脏油、清洁齿轮箱、换新油防止污染物由通气孔进入齿轮箱
齿面磨粒磨损	磨屑或其它污染粒子	换油、清洁齿轮箱
齿面烧伤	缺油载荷过高	提供足够的油量降低载荷
擦伤	齿面温度高油膜破裂	降低操作温度用极压齿轮油
点蚀	油粘度太小齿面粗糙局部压力太高重载荷下滑动	增加油的粘度提高齿面光洁度用极压齿轮油使用极压齿轮油
胶合	齿面粗糙安装误差引起轮齿啮合不良低温启动	提高齿面光洁度改进装配质量低温启动前预热油