齿轮常见损伤与润滑油的关系

通常咱们把齿轮的损坏类型界说为：细微磨损、中度磨损、严峻（损坏性）磨损、开裂、

外表疲惫（点蚀、脱落）、塑性活动、擦伤、胶合、腐蚀磨损、烧焦等11类。

一、细微磨损   在齿轮磨合时刻，经过外表上微凸体逐步磨平，呈现较为光滑的外表，因为轮齿在再次进入触摸之前和许多齿有触摸，这样将遍及地均匀地削减齿廓差错。若是两个啮合齿的动态对中细微违背，那么开端磨损是因为去掉最硬触摸面而发作。因为更多的根底面积未接受载荷，来自细微开端磨损的这些齿轮经细微批改，将使其齿轮在满载荷操作下能正常作业和削减呈现损坏的时机。

二、中等磨损   中等磨损是因为齿轮外表的更大不规则、齿轮齿形的差错大、有载荷改动、光滑剂粘度缺乏或在某种条件下使齿轮作业在混合膜光滑的鸿沟光滑条件劣等缘由所构成。光滑剂中的磨料也能发作这类磨损，这类磨损不会主动中止，而是慢慢地连续比较长的时刻，依据齿轮寿数的不一样需求，按实际状况决议何时中止运用。

三、严峻磨损   严峻损失是指敏捷去掉齿面资料、损坏齿的形状和齿轮设备的平稳作业，在彻底没有光滑剂的条件下或严峻过载荷或触摸齿外表的严峻偏移等发作的磨损。若是损坏缘由没有找到并纠正，则齿形的损坏将致使齿轮设备的短寿数。因为光滑疑问简单考虑到和改动，所以过载是致使这品种型磨损的最遍及缘由。

四、开裂   当轮齿承载时，弯曲应力超越资料疲惫极限，将会呈现损坏性失效，损坏齿的一有些或整个齿。这种开裂开端时呈现裂纹，跟着重复的载荷循环扩大而显现为典型的疲惫失效。开裂经常是因为冲击载荷、激烈振荡致使的载荷、大块的磨屑经过啮合区或许因为齿轮偏移构成齿宽上有些小面积接受载荷而致使。很明显，光滑不是一个要素，有必要找出机械缺点并加以改进。

五、点蚀   齿外表在交变触摸应力重复效果下发作外表疲惫，随后在次外表发作微观裂缝，别离出磨粒或屑片而脱落，构成小凹坑或麻点，故称为点蚀。若是点蚀不断扩大，由较少的外表来接受载荷，则能够以为这种点蚀是开展的。若是不能及时纠正，齿面的资料将逐步削减，最终致使齿决裂。这种表象往往是由齿轮轮齿的偏移，齿面上有些小面积接受载荷而致使高应力，或运用的齿轮资料太软或作业中运用了大于描绘值的载荷也都会发作点蚀。

六、脱落   脱落机理和点蚀一样，从硬齿面或外表硬化齿面上去掉因为热处理不妥而致使的应力或因为次外表裂缝发作的较大金属屑，构成脱落。它是由资料缺点、过载或其他运用疑问而致使。

点蚀、脱落通常咱们也称之为金属外表疲惫，润滑油的粘度、品种、添加剂对这种磨损形状均有影响。

黏度对齿轮疲惫寿数影响最大。大多数都以为黏度越大，发作疲惫所需的时刻越长。这是因为在翻滚触摸中于齿面间介入油膜，则压力散布就变得陡峭；翻滚面上的微观凸凹因为油膜的存在而被掩盖；对外部的负荷改动有缓冲效果等缘由致使的。

润滑油品种不一样，对翻滚疲惫的发作有适当大的影响，好像一黏度的环烷基油比白腊基油发作疲惫所需的时刻要长。别的分子结构与寿数的有联系，即黏度一样的油，分子中环数越多者，运用寿数越长。光滑剂分子极性和活性增大，通常有缩短翻滚疲惫寿数的效果，例如，同醇中的OH（羟基）被极性强的COOH（羧基）替代，则疲惫寿数下降1/4；酯比羧酸和醇的寿数长。这些都是因为化学外表活性不一样对裂纹的发作和开展影响不一样的缘由。

添加剂的影响很杂乱，在不一样条件下成果不一致。下面举一些试验室研讨成果来阐明添加剂对翻滚疲惫寿数的影响供参阅。用翻滚四球机研讨的成果表明，添加二丁基亚磷酸酯和氯化白腊则寿数下降，而加元素硫则寿数延伸。

添加剂品种和添加量不一样，对寿数影响有适当大的不一样。硫化萜烯和二烷基二硫代磷酸锌添加2％左右时能明显进步疲惫寿数。但添加量再添加，延伸寿数的效果逐步变小；而当到某一添加量今后，寿数反而下降。

七、塑性活动   这是因为重载而使外表应力超越齿轮资料的弹性极限而致使轮齿外表变形。通常在较软资猜中呈现这种状况，外表资料能够沿齿端面和齿顶揉捏，最终在齿面上构成毛刺。节线起皱突起或齿根洼陷也归于这个领域。若是这类损坏表象是由激烈振荡或冲击载荷致使的话，则高粘度光滑剂有缓冲载荷的效果，但仅靠改动光滑剂不能处理这类疑问。

八、擦伤   这是磨料磨损的一品种型，当硬颗粒尺度大于离隔轮齿外表的油膜厚度时，并进入齿轮啮合区域时，齿外表在滑动方向就会呈现擦伤，这些颗粒能够是尘埃、沙，铸造氧化皮、齿轮或轴承资料或任何其它磨屑，以各种方式进入光滑体系。上述这些杂质能够在空气中并经过密封不严的罩或打开的检视孔进入，也能够是没有仔细清洁箱体或旋转零件而混入杂质构成；磨屑也能够是齿轮磨损的产品，经过试验剖析可指出这些颗粒资料的类型。加大光滑剂粘度能进步油膜厚度，这样能减轻擦伤，但不能彻底治愈它。最佳的处理办法是对乳化剂进行精细的过滤和改进保护条件等以除去磨粒。一旦这些疑问得以处理，齿轮外表的损伤也将会中止。

九、胶合   胶合是油膜被损坏而致使的金属熔融后发作的损伤。胶合程度轻的是在油滑动方向有撕裂的痕迹，严峻的是齿面的损坏，不能持续运用。易致使胶合的部位是啮合面的开端和停止处，即减速时在小齿轮齿根和大齿轮的齿顶，或小齿轮的齿顶和大齿轮齿根。这是因为这些当地滑移速度大，并且啮合开端时通常有很大的力。

关于发作胶合的条件有负荷、滑移速度、冲突系数、原料、制作差错、应力集中和润滑油等多种要素，非常杂乱。

热比机械力更简单削弱油膜强度。齿轮负荷中适当大的有些是以鸿沟冲突传递的，所以负荷和速度添加，触摸有些的发热也添加，胶合的危险性大。触摸有些的发热与pυT成份额（p是最大触摸应力，υ是齿面相对滑移速度，T为节点到啮合的间隔）。

齿面啮合的霎时能够到达适当高的温度，触摸点油膜决裂是因为这种高温致使的。几种油的pυT安全极限值参看下表1。

表1  pυT的安全极限值

PυTMPa·m/（s·mm）

润滑油

PυTMPa·m/（s·mm）

润滑油

8×104

11×104

纯矿物油

齿轮油（中负荷）

20×104

双曲线齿轮油（极压）

黏度对胶合有较大的影响。油的黏度高难以致使擦伤，因为黏度越高，油膜越易构成，油膜也越厚，使负荷在流体光滑领域中的份额就大。这就是黏度大的油具有抗胶合功能好的缘由。

润滑油品种和添加剂对胶合的影响很大，极压油比非极压油抗胶合性好得多。极压添加剂也因其品种不一样和往油中添加量不一样而异，通常添加量大的，抗胶性好。不一样抗极压水平的油其抗胶合性不一样。抗极压水平高的油其抗胶合性好。图1为极压剂添加量与实车试验抗擦伤联系的示例。极压剂添加量越多，齿轮油抗擦伤功能越好。

图1高速冲击试验与CRC规范油的联系（P245，《光滑资料与光滑技能》）

油量和光滑办法对胶合亦有较大影响。在齿轮啮合区油量供给缺乏时，致使齿轮发热，抗胶合功能下降。跟着油量的添加，抗胶合负荷添加，循环喷油比油浴光滑好。

十、腐蚀磨损   细微点蚀或齿外表生锈或露出的无油漆的金属外表会呈现腐蚀和腐蚀磨损。腐蚀能够因为油中的冷凝水或许热交换器中漏出的水而致使；也能够因为润滑油中的酸或腐蚀添加剂而致使的。某些润滑油添加剂能够避免齿轮外表生锈，然后到达避免腐蚀的效果。别的一些则是阻碍油氧化而生成酸。若是晓得发作腐蚀的缘由来自外部，仍是能够纠正的。

十一、烧焦   若是齿轮的齿遭受强热，资料硬度将下降。软化的资料将敏捷被去掉，因为它不能接受相应负荷，这种表象的特点是齿轮外表因为温度高而使其变色，若是热源来自外部，就有必要予以纠正，若是是冲突疑问，则要重新考虑光滑剂类型和光滑办法。