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迎接微点蚀和材料兼容性的挑战——齿轮箱设计中必不可少的工业齿轮油

2023-11-14

从耐高温、高压开采到发电等,齿轮箱的应用遍布工业世界的每个角落,而它正经受着设计与结构中微点蚀不断加剧的威胁。微点蚀是一种齿轮齿上的疲劳应力现象,往往归因于钢材质量的改变和表面处理的方法。此外,致力于提高功率密度的过程中减少了用油量,而由此升高的温度致使现代高性能工业齿轮箱中的齿轮齿、轴承、弹体密封件以及其他组件承受更大的压力。
综合考虑这些因素,就要求润滑油能够提高热稳定性、提升轴承保护能力、提高密封件和内部涂料的兼容性以及抗微点蚀的卓越性能。对此需求最为明确地莫过于针对斜齿轮、锥齿轮和行星齿轮严格要求的西门子 MD 规范。

西门子 MD 规范
西门子 MD (即弗兰德)规范旨在确保弗兰德齿轮箱在重工业应用中零性能故障。该规范侧重于材料的兼容性以及抗微点蚀和划痕的性能。如今,它要求高性能工业齿轮油的调配作为齿轮箱设计整体中不可或缺的一个部分。除了润滑油需满足 DIN 51517-3的标准以外,西门子 MD 还要求进行 FVA 54抗微点蚀试验、动态泡沫试验,并严格遵循多个协议,确保内部涂料、弹性密封件和液体密封剂间的兼容。
化学添加剂在满足规范中某一方面性能的同时可能对其他方面的性能产生不利影响,这一直是润滑油配方中的一大难题。例如,已经证明,有多种润滑油具有合格的密封兼容性,但它们会使弗兰德齿轮箱内的涂料起泡,而另一些不会与涂料发生反应的润滑油却与弹体密封件不兼容。西门子 MD 规范已对涂料和弹体密封件的多项性能要求做了修订。因此,润滑油亟需一个新的添加剂解决方案,既能确保齿轮箱材料的长期完整性,同时又能为抗微点蚀提供保障。

微点蚀的后果
微点蚀是表面疲劳的一种形式,最初形成时是一些肉眼几乎看不见的微小蚀坑(见图1),看起来如灰色的无光泽区域,常被称为灰斑。随着时间的推移,微点蚀可能逐渐减弱,甚至可能消除,不会导致进一步的疲劳,这是一种可能的情况。而另一种可能则是微点蚀会进一步加大加深,导致噪声和振动。它还会影响齿轮平滑啮合,甚至继续发展成为点蚀——造成齿轮更严重的疲劳,从而导致操作中断、产生昂贵的维修费用。


化学上的突破
通过引进新的工业齿轮油技术,路博润公司解决了"密封和涂料不可兼得"的窘境,同时提供了卓越的抗微点蚀性能和优异的轴承保护能力。大量的实验室试验表明,这种新技术能够在 I 类、 II 类以及 IV 类基础油中提高以下性能:
●抗微点蚀性
●弹体密封件兼容性
●动态泡沫控制
●轴承保护
●涂料耐用性
●热稳定性和氧化稳定性
西门子 MD 仅对特定的基础油配方进行认证,路博润公司研发的这种突破性技术不仅可作为添加剂复合剂提供,也可作为成品油提供。此外,路博润还制定了品牌升级计划,帮助那些没有西门子 MD 指定基础油资源的润滑油经销商取得正式的西门子认证。这些获得最新的西门子 MD 第13版认证的成品润滑油包括 Lubrizol *FM2205 A 到 Lubrizol *FM2209 A ,其 ISO 粘度等级从150到1,000。

路博润新型的工业齿轮油系列技术越过了西门子 MD 规范的门槛,消除了对微点蚀和材料不兼容的后顾之忧,进而帮助降低维护成本井延长正常运行时间。

路博润的这项新型工业齿轮油技术可确保:
●延长在极端负载、速度和温度条件下运行的封闭齿轮传动中齿轮和轴承的使用寿命
●高温条件下卓越的抗氧化性,从而延长润滑油的使用寿命并延长换油期限
●在高温和低温环境中平稳运行,全年性能可靠
●卓越的耐腐蚀性和优异的抗乳化性,当水分污染不可避免时,保证在应用中实现无故障运行
●减少过滤器堵塞,进而减少过滤器的更换次数
●与黑色金属和有色金属冶金、内部涂料以及高性能齿轮箱中目前所用的液体密封剂和弹性密封件能够可靠地兼容

路博润技术的优势

要获得西门子 MD 认证,需要满足多个条件。测试昂贵而耗时,有些测试只能在经过批准的少数几个外部实验室进行。面对这些实际问题,润滑油生产商可能更愿意购买已经经过原始设备生产商测试、证明和认证的成品润滑油。
随着路博润公司推出其FM2205 A 系列全配方成品润滑油,相关技术工作和认证也已经完成,路博润致力于帮助润滑油公司的产品线和品牌升级。
路博润工业齿轮油技术能够满足当今齿轮箱制造商及其工业用户的性能要求,给世界各地的客户提供服务。
文章来源:Lubrizol《液界》作者:TIM Cooper  翻译:吴茨萍 

延伸阅读:

默芮达®Merrind SGL 系列高性能工业机器人减速机专用齿轮油
专为工业机器人减速机应用的严苛运行环境设计
默芮达® SGL系列齿轮油专为工业机器人减速机齿轮润滑而开发,是有着高承载力、高级微点蚀保护、良好的过滤性能、良好的轴承润滑性、长寿命性能的润滑剂。这种齿轮油经特别设计旨在降低摩擦损失和能源消耗(相比传统润滑油),产品选用聚α-烯烃、合成酯基础油和性能优异的添加剂经过精心配方而成,具有出色的抗极压性能和抗磨保护能力、极高的热稳定性、氧化稳定性以及防锈防腐蚀能力。不对齿轮套管中的普通密封材料或涂料造成影响。突出特性可在极端气候条件下长期使用。

广泛的应用范围,使业务运营更为顺畅
默芮达® SGL系列高性能工业机器人减速机专用齿轮油,能为减速机提供优异的耐磨保护,从而提供长期氧化稳定性和良好的锈蚀防护性能。其应用领域包括工业机器人、轨道交通和机械工程等所用的各类齿轮行业。
●各种负荷困难条件下的各类正齿轮。
●锥齿轮装置,包括带有较大偏置距(准双曲面)和交变重负荷的此类装置。
●各类重负荷的高低温滚动轴承。
●可用于非常广泛的温度范围(冬季无需预热)。
●在高转速下的浸润润滑,以及喷油和油雾润滑。不对齿轮套管中的普通密封材料或涂料造成任何影响。过滤(机械式)不会造成任何添加剂的损失。
●摩擦系数较低,故不适用于同步齿轮和限滑差速装置。

高性能优势
● 节约能源成本
独特的高性能基础油与添加剂赋予润滑油卓越的牵引特性。较低的流体内部摩擦有助降低油温,从而展现巨大的节能潜力。
● 高级抗微点蚀保护
默芮达®Merrind SGL 系列是具有高粘度指数和低牵引系数的合成齿轮油,拥有平衡的配方,兼顾各大性能的需求,可以有效控制微点蚀。
● 延长设备使用寿命
高载荷能力和锈蚀防护性能结合均衡的抗泡沫和空气释放性,可以更大限度地减少设备故障,并展现提高运营生产力的潜力。
● 降低存货和管理成本
默芮达®Merrind SGL 系列齿轮油广泛的应用范围,有助于降低存货和管理成本。
● 齿轮油相容性报告
除少数特殊情况外,使用齿轮油应考虑它与不同材料之间的相容性。默芮达®高性能工业机器人齿轮油相容性测试报告显示:与NBR、 FKM密封件相容性良好,降低对密封材料损害,有效预防减速机密封泄漏。



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