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有絕招!戰勝齒輪微點蝕少不了它!

  來源:中國水泥網 有793人瀏覽 日期:2019-11-11放大字體  縮小字體

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  隨著我國國民經濟持續快速發展,城市化進程不斷加快,消費結構不斷升級,裝備制造業也迎來難得的發展機遇。而齒輪及其齒輪產品是機械裝備的重要基礎物件,絕大部分機械成套設備的主要傳動部件都是齒輪傳動,例如工業和汽車行業中許多大大小小的設備都有著齒輪箱的運作。
 
  但伴隨著社會的不斷進步,各行各業對齒輪箱的要求也日益嚴苛,在結構上要求體積小、輕量化,在功能上卻要求它承受更大的負荷,應對更復雜的受力情況。在齒輪運行中,失效形式多樣,而微點蝕則是齒輪箱傳動零件壽命及可靠性的一個重要影響因素。
 
  什么是微點蝕?
 
  微點蝕常出現在硬齒面的齒頂和齒根部位。在齒面發生微點蝕時的表現為齒面上有大量的、微小的凹坑,盡管每個凹坑通常為幾十微米,但大量的凹坑可造成齒面大面積的損傷,實質是齒面出現微小裂紋并伴有少量材料轉移。
 
 
 
 
 
  單個的微點蝕通過肉眼是看不到的,但是通常許多微點蝕會集體出現,形成黯淡無光澤的區域。
 
  與微點蝕相似的是點蝕,但兩者有所不同,點蝕又稱為孔蝕,是細微的滾動接觸疲勞和磨損,它經常發生在磨削、硬質鋼的表面硬化齒輪齒面上,通常在滾動和滑動接觸、油膜較薄的條件下出現。它是一種集中于金屬表面很小范圍并深入到金屬內部的腐蝕形態。點蝕一般是直徑小而深度深,是一種破壞性和隱患較大的腐蝕形態。
 
  微點蝕的危害?
 
  齒輪箱在多變的工況中工作,齒輪因微點蝕而出現失效現象時有發生,我們將它定義為一種典型的接觸疲勞損壞。
 
 
 
 
 
  微點蝕會導致機械傳動中的齒輪、軸承和密封出現問題。其在齒輪中產生的磨損會改變齒輪齒的形狀。當齒輪上出現微點蝕磨損時,齒輪齒的形狀變化,使得載荷集中于較小的區域,從而影響齒輪在通過咬合點時的傳動精度,更嚴重的可導致齒輪輪齒的斷裂。微點蝕問題在風力發電行業中尤為重要,它會影響齒牙的準確性,導致噪音增加和引起振動,從而減少齒輪的使用壽命。目前,潤滑油都朝著長壽命方向發展,疲勞引起的點蝕及微點蝕成為性能評價的重要指標。
 
  微點蝕引起的破壞性磨損,可能出現在工作的最初數個小時之內。如果不加以控制,會導致重大的設備故障。也正因如此,微點蝕的問題在近年受到人們日益關注。
 
  微點蝕給齒輪帶來哪些“災厄”?
 
  與其它磨損機理類似,微點蝕對零件使用的耐久性有不利影響,它能夠引起顯著的材料損失,可導致齒面輪廓的損失而造成噪聲、振動增大和不穩定的載荷,更嚴重時可導致齒輪輪齒的斷裂,是一種潛在的失效模式,使用中可造成明顯的危害性問題。此外,微點蝕最終將發展為大規模的點蝕(巨點蝕),也可引起其它的表面破壞形式,如齒面擦傷等。
 
 
 
 
 
  當齒輪磨損時,磨損的金屬成為潤滑油中的污染物。這些顆粒在變速箱中循環,擠壓在齒輪和軸承表面上。這稱之為“碎痕”,會改變軸承滾動體和軸承套圈的表面,從而導致碎裂。由于碎痕和隨后的疲勞失效,微點蝕產生的金屬顆粒會縮短變速箱中使用的相關軸承的預期壽命。基于軸承壽命理論和數據,齒輪齒上的微點蝕產生的硬質碎片顆粒,可能降低軸承壽命20%以上。即使是采用過濾,在磨損顆粒從潤滑油中排出之前還是會產生很多碎痕和相關損壞。另外,這些碎屑還會引起密封件的磨蝕損壞,導致泄漏和污染物侵入。
 
  如何抵御微點蝕?
 
  微點蝕的機理目前還不完全清楚,但齒輪操作條件、表面粗糙度和潤滑對微點蝕的影響是肯定的。從油品的性能考慮,提高抗微點蝕性能的一種手段是增加潤滑油的粘度,從而增加接觸區域的有效油膜厚度,減少齒輪表面微凸體的直接接觸,但較高的粘度會增加齒輪傳動過程中的攪動損失,從而降低能量效率,對經濟性是不利的,因此我們不能以犧牲油品其他性能為代價解決微點蝕問題,這就要求油品在保持或者減少潤滑油粘度的同時,改變添加劑的化學結構,增強油品抗磨性、良好的水分離性抗泡性和防腐蝕性能等方便,且能保持油品與通用密封材料的兼容性。
 
  而能夠滿足上述所有要求的長城潤滑油的長城AP系列齒輪油無疑是亮眼的明星,該產品可有效防止齒輪設備運轉過程中微點蝕的產生,滿足工業齒輪箱發展及世界主流齒輪箱OEM的規格要求。
 
 
 
  性能特點:
 
  ①獨特的抗微點蝕性能,有效減少齒面過早損壞的風險。
 
  ②極好的承載和抗磨性,可減少鋼-鋼部件磨損,確保設備正常運轉。
 
  ③優異的耐溫性能,高溫時有效抑制油品高溫氧化。
 
  ④優秀的抗腐防銹及分水特性,可保護設備不產生銹蝕。
 
 
 
  以包鋼聯鋼股份有限公司稀土鋼板材廠使用情況為例,該廠原用油中水分含量過多,銅片腐蝕結果呈現2c,腐蝕嚴重,技術支持工程師到現場進行交流后,客戶選擇整箱更換油品。長城AP 150工業齒輪油應用在UCM 5機架串列式軋機軋輥軸承座稀油站、酸軋輔助液壓站,通過30天使用及跟蹤監測,該產品滿足設備使用要求,與進口潤滑油品牌性能相當,個別指標優于進口品牌工業齒輪油。使用長城工業齒輪油后,水分含量明顯降低,運動黏度回歸正常范圍內,銅片腐蝕提升明顯,潤滑性能得到提升。酸值等理化性能變化均在正常范圍內,系統磨損情況正常,未出現微點蝕現象,說明該系統潤滑情況正常。
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