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34.潤(rùn)滑對(duì)開式齒輪點(diǎn)蝕損傷的影響
4 V. s0 }. a7 Q: ]! F8 o; b; U• 作者:丁燈 單位:克魯勃潤(rùn)滑劑上海有限公司 [2008-4-22]
. a5 ~1 J9 P( a( x: }關(guān)鍵字:克魯勃
$ C( B2 _2 m; A' `3 g% J( W. ]• 摘要:選用齒輪作為動(dòng)力傳動(dòng)的部件,,輪齒的損耗不可避免,在齒輪副的長(zhǎng)期運(yùn)行中,,輪齒表面可能會(huì)出現(xiàn)不同類型的損傷形式,。在各類損傷形式中,點(diǎn)蝕的出現(xiàn),、擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致齒面金屬材料的遺失,,并改變齒輪的幾何尺寸,從而影響齒輪副壽命,。4 _$ D2 q+ Y2 o; v$ s
前言 0 v9 C6 J& U$ O, k# M
選用齒輪作為動(dòng)力傳動(dòng)的部件,,輪齒的損耗不可避免,在齒輪副的長(zhǎng)期運(yùn)行中,,輪齒表面可能會(huì)出現(xiàn)不同類型的損傷形式,。在各類損傷形式中,點(diǎn)蝕的出現(xiàn),、擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致齒面金屬材料的遺失,,并改變齒輪的幾何尺寸,從而影響齒輪副壽命,。! k3 |$ ~2 G) E3 Y4 w/ ^$ S: c
對(duì)轉(zhuǎn)窯類設(shè)備中廣泛使用的大型開式齒輪,,如未根據(jù)輪齒的實(shí)際機(jī)加工條件和運(yùn)行工況,采取有針對(duì)性的潤(rùn)滑方案,,點(diǎn)蝕的形成和點(diǎn)蝕的后續(xù)擴(kuò)展往往不可避免,。
) \0 K, ?& \3 k7 [, o4 x& l 克魯勃針對(duì)開式齒輪的運(yùn)行條件提供系列潤(rùn)滑方案,在保障良好潤(rùn)滑狀態(tài),、降低齒輪磨損量,、延長(zhǎng)齒輪壽命的同時(shí),能夠有效杜絕點(diǎn)蝕損傷的發(fā)生,,并緩解既有點(diǎn)蝕的擴(kuò)展,。 + L! Y% Y9 n& e. K) k* L+ X" {/ F
一、點(diǎn)蝕的形貌
) p8 w2 F* i7 G% f8 Y* N 齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受到周期性變化的接觸應(yīng)力作用,,當(dāng)接觸應(yīng)力超過(guò)材料的接觸疲勞強(qiáng)度時(shí),,會(huì)在齒輪表面或次表層上產(chǎn)生疲勞裂紋。疲勞裂紋不斷擴(kuò)展,、延伸,,最終使小塊金屬脫落,,形成不同形狀的小凹坑。齒面金屬材料遺失和出現(xiàn)凹坑是齒面疲勞損傷的典型特征,。
7 Z1 t2 _/ s# V6 a. G 按照ANSI/AGMA1010-E95, 點(diǎn)蝕分為宏觀點(diǎn)蝕和微點(diǎn)蝕兩大類,。根據(jù)點(diǎn)蝕坑的形狀和大小,宏觀點(diǎn)蝕可以分為初期點(diǎn)蝕,、擴(kuò)展性點(diǎn)蝕,、片蝕或剝落。下列圖片顯示了在水泥行業(yè)回轉(zhuǎn)窯,、球磨機(jī)和火電廠球磨機(jī)開式齒輪出現(xiàn)的各種點(diǎn)蝕具體形貌,。9 V e" l/ n& h3 ?' \* K
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圖1 球磨機(jī)小齒輪根部的初期點(diǎn)蝕 % q; g z( N- F
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圖2 回轉(zhuǎn)窯小齒輪根部的擴(kuò)展性點(diǎn)蝕
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6 ^$ u' `* L- ^ e! T圖3 回轉(zhuǎn)窯大齒輪的擴(kuò)展性點(diǎn)蝕
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/ T8 G0 H- ^+ _圖4 球磨機(jī)小齒輪的擴(kuò)展性點(diǎn)蝕 . Q/ s' O* ?# F; X- U' X( Y
$ L: m. G2 `4 y ^1 J圖5 球磨機(jī)小齒輪上的片蝕 W2 C$ `6 Z7 Y6 J \8 P- U3 B
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圖5 回轉(zhuǎn)窯小齒輪上的片蝕
9 U# D7 \" w) G& `二、利用潤(rùn)滑防止大型開式齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕
* c x |4 K& g+ R* S7 M 在齒輪的設(shè)計(jì),、制造階段,,可以通過(guò)若干方法來(lái)降低齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕的可能性,如加大齒輪嚙合角,,變更齒輪傳動(dòng)類型,、輪齒表層或整體硬化處理、降低齒輪表面粗糙度等,。但受限于制造成本加工能力,,不可能完全消除點(diǎn)蝕出現(xiàn)的誘因。 $ f% @' T4 M5 r- d3 A
在齒輪的使用過(guò)程中,,通過(guò)有效的潤(rùn)滑能夠防止早期點(diǎn)蝕的發(fā)生,、抑制或緩解既有點(diǎn)蝕的發(fā)展。
8 d' l# s( W4 D8 U% P) ~ 1,、使用專用磨合潤(rùn)滑劑降低齒面粗糙度,,能夠有效防止早期點(diǎn)蝕的出現(xiàn)。
+ |( T" p5 Z+ J( D- J 大型開式齒輪的制造精度較低,,在齒輪副投入使用的初期,,由于齒輪嚙合面比較粗糙,存在局部高點(diǎn)接觸,,這意味著過(guò)低的接觸面積和載荷集中,,齒輪表面的高點(diǎn)上不可避免地會(huì)出現(xiàn)細(xì)微裂紋。此時(shí)選用合適的專用潤(rùn)滑劑能夠及時(shí)消除裂紋,,防止裂紋的持續(xù)發(fā)展,。
- [) z, q! E6 i$ Q; I 專用磨合劑在具備足夠潤(rùn)滑性能的同時(shí),利用內(nèi)含的特殊添加劑和固體添加劑,,結(jié)合腐蝕和磨損功能,快速消除齒輪表面上參與嚙合的接觸高點(diǎn),,細(xì)微裂紋也同時(shí)被清除,。在齒輪副的運(yùn)行中,,齒輪的表面粗糙度持續(xù)下降,載荷分布趨于均勻,,出現(xiàn)裂紋的可能性也就持續(xù)降低,,這表明專用磨合潤(rùn)滑劑在降低表面粗糙度的同時(shí),能夠有效的防止早期點(diǎn)蝕的出現(xiàn),。
; g) Z" m! @- l& h9 O0 G6 H克魯勃為開式齒輪提供最佳磨合潤(rùn)滑方案,,圖6a是某回轉(zhuǎn)窯開式齒輪投入使用前的齒面狀態(tài),圖6b是使用磨合潤(rùn)滑劑Kluberfluid B-F1 Ultra 約5000小時(shí)的齒面狀態(tài),。
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圖6a 某回轉(zhuǎn)窯開式齒輪使用前的齒面狀態(tài) U" R4 i3 y0 h" ^
8 b# o7 q" T$ A2 I& O圖6b 某回轉(zhuǎn)窯開式齒輪磨合后的齒面狀態(tài) 3 _+ l4 X7 c- L& K4 k2 }: g, I
為更好的保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,,順應(yīng)越來(lái)越高的環(huán)保意識(shí),并進(jìn)一步提高磨合效果,,克魯勃最新研制出新一代磨合潤(rùn)滑劑Kluberfluid B-F2 Ultra,,為潔凈、透明磨合潤(rùn)滑脂,,可以通過(guò)頻閃儀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)球磨機(jī)齒輪狀態(tài),,對(duì)于回轉(zhuǎn)窯這類慢速較慢的設(shè)備,即便是在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),,也可通過(guò)肉眼觀察齒面狀態(tài),。該磨合劑同時(shí)適用于油浴、漿輪,、循環(huán)潤(rùn)滑,、自動(dòng)噴射等多種潤(rùn)滑方式。2 E5 D' z4 u" q4 k
2,、使用高粘度的潤(rùn)滑油能夠有效杜絕點(diǎn)蝕損傷的發(fā)生,,并緩解既有點(diǎn)蝕的擴(kuò)展。 + Y/ G0 g$ B, V2 H$ c1 d* _
若齒面已具備足夠的接觸比例,,為防止齒輪的過(guò)度磨損,,須及時(shí)將潤(rùn)滑劑更換為操作潤(rùn)滑油。高粘度操作潤(rùn)滑油在保障潤(rùn)滑狀態(tài),、降低齒輪磨損量的同時(shí),,能夠防止蝕損傷的發(fā)生,并緩解既有點(diǎn)蝕的擴(kuò)展,�,?唆敳峁┩该鳌⒏哒扯群铣砷_式齒輪潤(rùn)滑油系列,,其中Kluberfluid C-F3 Ultra具有16500mm2/s@40℃ 的超高粘度,。 9 g+ O* [6 x, a
當(dāng)齒面上出現(xiàn)疲勞裂紋后,潤(rùn)滑油就會(huì)侵入裂紋,粘度愈低的油,,易侵入裂紋,。潤(rùn)滑油侵入裂紋后,在輪齒嚙合時(shí),,會(huì)在裂紋內(nèi)受到擠脹,,從而加快裂紋的擴(kuò)展�,;谏鲜龇治�,,對(duì)于已出現(xiàn)早期點(diǎn)蝕的齒面,使用高粘度的潤(rùn)滑劑,,能夠有效抑制或緩解點(diǎn)蝕的擴(kuò)展,。 ( V! k! I! t n$ ~8 M5 v
圖7顯示的是使用Kluberfluid C-F3 Ultra 近兩年的齒面狀態(tài)對(duì)比,表明在大的接觸壓力作用下,,高粘度潤(rùn)滑劑能夠有效抑制點(diǎn)蝕坑的出現(xiàn),。 6 I& s; ] ?0 x
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圖7a 換用Kluberfluid C-F3 Ultra 時(shí)的齒面狀態(tài) 0 r* q6 A9 V# _ s7 i2 Z
! O' T! ]5 M/ B- V3 T+ j: D圖7b 換用Kluberfluid C-F3 Ultra 近2年后的齒面狀態(tài) . k/ W9 W) v9 }
三、結(jié)束語(yǔ) 7 S* x# M2 \% Q; b/ v0 x2 F: ^+ G7 R
對(duì)于齒面加工精度較低的大型開式齒輪,,由于齒輪加工及安裝等原因,,齒面載荷集中現(xiàn)象會(huì)經(jīng)常發(fā)生。如果齒輪副投入運(yùn)行后發(fā)生齒面載荷集中,,疲勞裂紋就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn),,若不及時(shí)采取針對(duì)性措施,裂紋的快速擴(kuò)展將導(dǎo)致齒面上點(diǎn)蝕坑數(shù)量上升和點(diǎn)蝕坑尺寸增大,。在齒輪的磨合階段,,采用克魯勃新一代環(huán)保、透明磨合潤(rùn)滑劑Kluberfluid B-F2 Ultra在達(dá)到磨合,、潤(rùn)滑等基本目的的同時(shí),,能夠有效防止點(diǎn)蝕坑的出現(xiàn)。
6 ~: ]% }3 P! \! T8 b& x, S0 { 對(duì)于已經(jīng)過(guò)齒面磨合,、接觸面積較大的齒輪,,采用克魯勃全透明、高粘度合成開式齒輪潤(rùn)滑油Kluberfluid C-F3 Ultra系列,,可以防止點(diǎn)蝕的產(chǎn)生,。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)點(diǎn)蝕坑的齒面,使用Kluberfluid C-F3 Ultra也會(huì)抑制或緩解點(diǎn)蝕的擴(kuò)展,。
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