微點蝕及其添加(jiā)劑對微點蝕的作用

2021-09-06

來源:微信號(hào) luburicant

微點蝕是一種新型的(de)疲勞損傷形式,通常發生在齒輪、滾動軸承等這一(yī)類高(gāo)接觸應力的應(yīng)用中。近些年來,隨著風力發電、造船及航空航天等行業的迅速發展,對齒輪的(de)耐久性(xìng)提出了新的要求,由此也引發了對低速重載齒輪(lún)傳動中微點蝕現象的重視(shì)。在相互接觸表麵能形成較厚油膜(mó),且能降低表麵摩擦係數的齒輪油可抑製表麵微點蝕產生(shēng)。

微點蝕作為一種表麵(miàn)疲(pí)勞破壞,可對傳(chuán)動機構造成不良影響。之前(qián)人們一直認為微(wēi)點(diǎn)蝕現象是無害的,隻是齒輪運行一段時間後齒麵產生的一些“灰斑(bān)”而已。事實上,一(yī)係列工業齒輪運轉失效實例表明:微點蝕是一種齒輪失效形式,它可影響齒輪傳動精度(dù),造成齧合副噪音(yīn)增加,振動加劇進而影響齒輪壽命。

尤其是近些年來,隨著(zhe)風力發電、造船及航空航天(tiān)等行業的迅速發展,對齒輪(lún)的(de)耐久性(xìng)提出了新的要求,由此也引發了對低速重載齒輪(lún)傳動中微點蝕現象的重視。AGMA(美國齒輪製造商協會)、NREL(美國可再生能源實驗室)、BGA(英國齒輪協會)、FVA(德國傳動工程學會)等機(jī)構相繼從運動學(xué)、表麵處理、金相學(xué)及潤(rùn)滑油品(pǐn)等幾(jǐ)個(gè)方麵進行了一係列相關的專題研究,取(qǔ)得了一(yī)定進展。在我國,這一問題也越來越受到研究者的重視。

一般認為:加工精度越高,齒麵潤滑油膜越厚的齒(chǐ)輪副越不易產生微點蝕。故而抑製微點蝕,可使用表麵極其平滑或“超精加工”的齒輪以及改變設(shè)備的工作條件(jiàn)或選擇專用於抗微點蝕的潤滑油。一般情況下,超精加工的變速箱部件僅用於較為關鍵、精密的工業(yè)生產中,改變工作條件常常是不可能的,但是(shì)將注意力集中在提高潤滑油抗微點蝕性能的,則是一個實效的解(jiě)決方法。

添加劑對微點蝕的作用

對於低速重載工況下運行的齒輪,齒根(gēn)處滑動速度高,往往會出現彈性流體動壓潤滑和邊界潤滑(huá)同時(shí)存在的混(hún)合潤滑狀態。極壓抗磨添(tiān)加劑的加入能與金屬表麵起化學反應(yīng)生成化學反應膜(mó),起(qǐ)潤滑(huá)作用,防止(zhǐ)齒麵擦傷,膠合。但若幹(gàn)試驗表明:齒輪油中的極壓抗磨添(tiān)加劑對油(yóu)品抗微點蝕能力(lì)的影響十分(fèn)複雜。

英國倫敦帝國大學(xué)的Olver等在MPR試驗(yàn)機上研究了基礎油PAO及添加了極壓(yā)抗磨劑,極壓抗磨劑(jì)與摩擦改進劑複合劑等油品的抗微點(diǎn)蝕性能。研究表明:極壓抗磨添加劑如ZDDP(二烷基二硫代磷酸鋅)的(de)加入抑製了粗糙表麵間(jiān)在跑和階(jiē)段的磨損(sǔn),使摩擦表麵微觀尖峰無法磨損衰(shuāi)減,並在其(qí)之間形成持(chí)續的局部高壓,進而使表麵(miàn)出現裂紋和(hé)疲(pí)勞磨損,促進了微點蝕;而加(jiā)入摩擦(cā)改進劑MoDTC(molybdenum dialkyl dithoicarbamate),能(néng)在粗糙表麵尖峰頂(dǐng)部形成MoS2沉積(jī)物,從一定程度上抑製了由於極壓抗磨添加劑的加入帶來的微點(diǎn)蝕磨損。

另有學者指出邊界潤滑狀態下含S、P的極壓抗(kàng)磨(mó)添加(jiā)劑和金屬表麵發生化學腐蝕,使表麵出現腐蝕磨損和疲勞失效,進而產生應力(lì)腐蝕裂紋。此外(wài),隨著溫度的增加(jiā),極壓抗磨添加劑可與防鏽劑發生反應(yīng),可在金屬表麵出現沉積物並發生金屬(shǔ)腐蝕,從而(ér)對(duì)齒(chǐ)麵抗微點蝕能力產生不利影響(xiǎng)。

另外應提高潤滑油的抗乳化性能,防止油膜失(shī)效,並保證優異的高溫穩定(dìng)性和氧化穩(wěn)定性、抗泡沫特性。應在選擇(zé)合成潤滑油,精選添加劑,找到各種(zhǒng)添加(jiā)劑性能(néng)的Z佳平衡點。

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