设备润滑

1.什么是润滑油的抗磨性和极压性:

要理解润滑油的抗磨性和极压性,我们先简单介绍一下润滑原理:目前最常见的润滑剂是润滑油和润滑脂,润滑就是借助一层润滑油膜将两个摩擦面完全隔开,避免它们直接接触发生干摩擦和磨损。理想的润滑,就是在接触面之间形成完整的润滑油膜,把接触面完全隔开。

 

虽然全膜润滑(流体动力润滑)很理想,但是有些情况却不一定能形成完整的流体动力润滑膜,例如机器频繁启停、有冲击性负荷、速度、负荷因素不足以形成全膜润滑等情况,这些情况会造成边界润滑。边界润滑,就是设备从依靠油液润滑过渡到干摩擦(摩擦面之间直接接触)之前的临界状态。边界润滑时,润滑油膜的强度不能承载设备所受的压力,要借助润滑油里的一些特殊添加剂——极压剂和抗磨剂,防止边界润滑情况下设备受到磨损。

 

1)润滑油的抗磨性:

当相互接触的部件发生相对运动时,就会产生摩擦,如果没有润滑,就会产生磨损。润滑油的抗磨性(AW),就是指润滑油减少摩擦、防止磨损的能力。润滑油的抗磨性(AW)和润滑油的极压性(EP)常被混淆,它们之间是有区别的。

 

2)润滑油的极压性:

润滑油的极压性表现的是润滑油在重负荷、边界润滑条件下,润滑油的承重能力。在检测极压性时,测试的是:在润滑油油膜破裂、导致金属发生直接接触时,润滑油膜能够承受的压力极限。所以极压性和抗磨性是不同的,一个表现润滑油/润滑脂的承载能力,一个表现润滑油的抗压承重能力,一个表现润滑油的抗磨减磨能力。抗磨性好的润滑油,不一定极压性能就好,反之亦然。

 

2.润滑油的极压性和抗磨性检测标准:

为了体现润滑油品的抗磨性和极压性,油品需要通过一些标准检测,表明油品在极压和抗磨方面的性能。对于工业齿轮油来说,极压性和抗磨性常见的检测标准有这么几个:

 

  • 四球极压性检测(Four Ball EP):ASTM D2783

  • 四球抗磨性检测(Four Ball Wear Test): ASTM D4172

  • Falex持续承压试验(Falex Continuous Load): ASTM D3233

  • FZG齿轮机法: ASTM D5182, DIN 51 354

  • 铁姆肯极压检测(Timken EP Test): ASTM D2783


下面,我们分别对这几个标准进行简要说明:

 

1)四球极压性检测(Four Ball EP ASTM D2783):

在四球极压试验中,使用四个材质相同的不锈钢球,其中三个挨着放在一起,浸在待测的齿轮油里,第四个球放在三只钢球上方形成的球窝里。三个钢球保持静止,固定在四球试验杯里,顶部的第四个球在三只钢球上方转动,转速设置为1777rpm,并施加压力,挤压并摩擦三只静止的钢球。每次施加的压力持续10秒钟,施加的压力每次递增,直到钢球发生烧结或者卡咬。每次施压10秒钟后钢球取出,检查三个静止钢球的磨损情况,记录磨痕的尺寸,磨痕的直径用于计算承压抗磨指数LWI。

 

每次施加在钢球上的压力逐级递增,如果未发生烧结,则压力增加到下一级,施加的压力顺序分别为6, 8, 10, 13, 16, 20, 24, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 126, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 620,800 kgf,如果到了800kgf都没有发生烧结,那么该钢球的烧结点负荷为800+。烧结负荷高,说明齿轮油的承载能力高。

 

2)四球抗磨性检测(Four Ball Wear Test ASTM D4172 )

润滑油/润滑脂的抗磨性检测,是在温度、负荷、速度一定的情况下进行检测。其中ASTM D4172用于检测润滑油的抗磨性。润滑脂的抗磨性对应的检测标准是ASTM D2266。

 

四球抗磨试验使用的仪器与四球极压实验一样,但施加的压力不同。四球极压试验中,施加的压力是逐级增加的,而四球抗磨试验中,压力保持在40kgf。第四只钢球的转速设置为1200rpm,温度保持在75℃,施压转动1小时。1小时候,取出静止的三只钢球,清洗后测量磨痕大小(直径,单位mm,精确到0.1mm)。测量磨痕直径时应测出两组共六个数据:分别测量三只钢球上的磨痕宽度(直径),得到第一组数据。然后按照与第一组直径垂直的方向测量磨痕直径,得到第二组数据。另组数据加起来共六个值,取平均值。磨痕越小,说明齿轮油的抗磨性能越好。

 

由于极压型和抗磨性不能互相代替,因此用户在挑选齿轮油时,既要看四球抗磨性能(ASTM D4172),又要看四球抗磨性能(ASTM D2783).某些齿轮油在重负荷下虽然有出色的极压性,但是在较低负荷下的抗磨性却不一定好。

 

3)Falex持续承压实验(Falex Continuous Load ASTM D3233 )

Falex承压实验检测润滑油的极压性能(承载能力)。根据行业内的评估,Falex实验与实际使用中的情况较为相似,因此对实际运用中的润滑油极压性比较具有参考价值。

 

Falex极压实验分为两个系列:实验A和实验B,两个系列的检测流程不同,实验A也称为Falex Run-up Test,实验B也称为Falex One-step Test。

 

Falex试验机的测试部位是一个V型块和一个实验销,实验销的头部装有棘轮,以290rpm的转速旋转,与V形块发生摩擦。V形块使用待测齿轮油润滑,用电机驱动实验销在V形块上摩擦。在实验A中,施加在实验销上的负荷从300磅(1334.4牛顿)开始,并逐渐增加,期间不停歇。在实验B中,起始负荷为250磅(1112牛顿),持续一分钟,然后停止查看有无烧结或者卡咬。如果没有发生,那么增至下一个等级的压力。最高负荷为4500磅(20016牛顿),工业齿轮油的烧结负荷如果能达到1500磅(6672牛顿),说明极压性能不错,在重负荷下具有良好的防刮擦性能。

 

4)FZG齿轮机实验(FZG ASTM D5182, DIN 51 354):

FZG齿轮机检测用于评估工业齿轮油的极压、抗磨、防刮擦能力。FZG测试机里的齿轮没有安装到位,运行中,齿轮机在错位的情况下运行。齿轮机使用待测的齿轮油润滑,运行中承受的负荷逐级增加,直到齿轮的轮齿发生刮伤或者磨损(齿轮接触面20%的区域受损)。施加的负荷共分为13个等级(1~13),对应13个FZG等级。

 

在FZG齿轮机实验中,齿轮组以1450rpm的转速运行15分钟,温度保持在90℃。从1~13级,齿轮所受负荷足迹增加,其中FZG 1级为21178psi(4928kg/m2),FZG 13级为289000psi(141101.4kg/m2),试验中,如果齿轮没有刮伤,那么进入下一个级别。直到轮齿20%的接触面发生刮伤或者磨损。FZG等级越高,说明工业齿轮油的极压抗磨性能越好。

 

5)铁姆肯极压检测(Timken EP Test ASTM D2783):

铁姆肯极压试验检测工业齿轮油的极压性能和抗磨性能(抗磨粒磨损能力)。铁姆肯标准使用比较广泛,在许多齿轮油的产品说明书上都可以看到这项检测,尤其是进口工业齿轮油的极压性能参数中都可以看到。

 

试验中,往试验机的油箱里注入1加仑待测齿轮油。检测中,铁姆肯测试机的旋转头以800rpm的转速运行并施加压力,与固定好的钢块发生摩擦。测试负载不断增加,直至摩擦面润滑油膜破裂,发生擦伤前的最大负荷即为Timken OK负荷(TimkenOK Load)。

 

测试中,工业齿轮油的油温保持在38℃,旋转头与钢块之间使用待测齿轮油润滑。试验中检测两个数据:油膜破裂引起磨粒磨损时的最小负荷(Minimun Load),还有油膜没有破裂前齿轮油能承受的最大负荷(Timken OK Load)。如果工业齿轮油的Timken OK Load达到了60磅以上,那么说明齿轮油的极压性能不错。


工业齿轮油


 

   
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发布时间:[ 2016/6/20 ]      浏览量:[ 735 ]



文章关键词:工业齿轮油   极压性   抗磨性

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