淺談壓力機潤滑油的合理選用

文/張韶華

合理的潤滑，正確地選用潤滑油不但可以保證設備的正常運轉，而且可以延長設備壽命和大修周期。據資料統計，目前40%～60%的機床故障是由于潤滑不良或油品選擇不當引起的。如我公司J31-315壓力機主傳動系統采用皮帶輪和二級直齒圓柱齒輪傳動，輸出扭矩為5062N·m。在使用中發現齒面有點蝕和膠合現象，傳動系統沖擊和噪聲較大；調整滑塊封閉高度的蝸輪蝸桿副，使用壽命平均不到兩年，成為設備故障的一個難題。經初步分析認為是潤滑不良、油品選擇不當造成的。為此，我們進行了專題分析研究。

一、故障原因

齒輪傳動傳遞功率大，效率高，但齒輪傳動是靠齒輪的齒面相互嚙合完成的，易產生沖擊和摩擦。為了保證齒輪機構的使用壽命和正常運轉，通常嚙合齒面需有一定量的潤滑油潤滑，且必須能夠形成足夠“強度”的潤滑油膜，才能夠保證齒輪機構的平穩、安全傳遞。

目前，我廠J31-315型壓力機采用全損耗油L-AN46或L-HL46號液壓油潤滑。由于L-HL46的粘度較低，抗氧化、抗極壓、抗剪切性較差，在大負荷下，不能保持潤滑油形成的流體動力膜及彈流膜，使嚙合齒面凸峰相碰，發生膠合、點蝕，從而引起較大振動和噪聲。

調整滑塊封閉高度的蝸輪蝸桿副由于傳動比較大，齒面產生較大的極壓力，潤滑油不能生成有效的邊界潤滑油膜，輪齒直接發生碰撞，在較大的交變負荷作用下，易使蝸輪輪齒產生疲勞失效。同時，由于蝸輪蝸桿副封閉油液潤滑，傳動過程中產生的油壓無處釋放，從而增加了傳動阻力，產生較大的熱量，使潤滑油不能達到最佳潤滑狀態，這也是引起蝸輪蝸桿副失效的原因之一。

由此可見，在齒輪加工精度及材料已定的情況下，只有通過合理潤滑、正確選擇潤滑油品，才能避免、減輕和延緩齒輪的失效。因此，目前人們已將齒輪潤滑劑看作是齒輪機構元件之一。

二、潤滑油品的正確選擇

依據ZBJ17003工業齒輪油的選擇原則，我們進行了詳細的計算。

1、齒輪傳動系統潤滑油品的選擇

（1）齒輪傳動參數計算

根據J31-315型壓力機的傳動系統參數，可計算小齒輪圓周速度v和小齒輪圓周力Ft：

 (m/s)

 (N)

齒輪齒面接觸應力為：

 (MPa)

（2）潤滑油的粘度

先計算齒輪傳動的滾動壓力Ks和力-速度因子ξ：

(MPa)

(N·s/m3)

從漸開線圓柱齒輪傳動潤滑所需油品粘度選擇圖表可查出ξ=0.15，溫度為40℃時的粘度值ν=90mm2/s。根據齒輪所受載荷，輪齒硬度235HB對所選粘度進行修正：經查表，ν=90mm2/s相鄰粘度牌號的差值為100-68=32，查表可得，粘度增加值為ν=90×60%=19.2（mm2/s），修正后所選的運動粘度值為ν=90+19.2=109.2（mm2/s）。

根據工業齒輪油標準牌號，應選擇N100～N150號工業齒輪油。

2、蝸輪蝸桿潤滑油品的選擇

蝸輪滾動壓力Ks和力-速度因子ξ：

 (MPa)

 (N·min/m3)

由ξ值可按下表選擇油品：

表1 油品粘度選擇表

由此，應選擇N320號蝸輪桿油。

三、效果

目前，國外已用重負荷工業齒輪潤滑油取代了中負荷工業齒輪潤滑油，以微量腐蝕磨損代替磨料磨損，以化學吸附和化學反應代替物理吸附，既提高了齒輪的承載能力，又大幅度延長了齒輪的使用壽命。通過以上計算及結合國外先進經驗，對主傳動系統采用了L-CKC150號中負荷工業抗氧防銹齒輪油，蝸輪蝸桿副采用了L-CKE320中負荷工業蝸輪蝸桿油。由于齒輪油、蝸輪蝸桿油的粘度較L-HL46號普通液壓油粘度大大提高，而且齒輪油本身具有良好的極壓抗磨性、良好的抗剪切性以及良好的氧化穩定性和防銹性，使輪齒間能夠形成良好的邊界潤滑油膜，齒輪嚙合表面變得平坦、光滑，接觸面積加大，從而降低了齒面的接觸應力，降低了摩擦系數和摩擦力。由于齒輪副在較好的條件下工作，齒輪的膠合、點蝕現象得到修復，齒面光亮，潤滑效果好，機床的振動和噪聲明顯減小。該機床自換油三年來再未發生輪齒破裂、傳動失效現象，主傳動系統齒輪箱漏油現象也得到根治，每年可節約設備維修經費、零件費、換油費用約2萬元，為公司生產的順利進行提供了有力的保障。