工业闭式齿轮润滑油选用方法探讨

（郑州机械研究所有限公司齿轮传动公司，河南 郑州 450001）

目前，工业齿轮传动装置正向着高速、重载、高精度、小型化、高可靠性方向发展，抑制齿面的摩擦磨损与表面损伤，延长齿轮使用寿命和提高齿轮装置传动效率就显得更加重要。因此，良好的润滑和冷却及合适的润滑方式日益成为高性能、高参数齿轮传动装置中不可或缺的组成部分。齿轮齿面损伤及失效均与润滑不良密切相关。齿轮箱的使用寿命在很大程度上依赖于润滑油的种类、黏度等级以及润滑和冷却方式。因此，在齿轮传动装置的设计计算及工业应用中，齿轮润滑是一个非常重要的影响因素，应把润滑剂作为一个机械零件来对待，这是摩擦学的设计观点。广大齿轮装置设计人员需要掌握先进的润滑理论及润滑应用技术，根据齿轮的使用条件，正确地选择齿轮润滑油及润滑方式。用户在使用和维护过程中需严格按照产品说明书规定及工业齿轮油选用方法标准规范，正确选用合适的润滑剂。同时，加强维护管理和油液监测技术工作，做好运维记录，积累油品的使用数据，制订出合理的消耗定额和换油周期，定期更换润滑油。

1 国外工业齿轮润滑油选用方法标准制修订简介

国际上先进的工业齿轮润滑标准是齿轮润滑设计者、润滑油生产厂家和润滑油用户共同遵守的指导性文件。工业齿轮油的应用技术主要体现在下列一些国家、公司的选油方法规范标准。

2 我国工业齿轮润滑油选用方法制修订情况简介

我国齿轮油研制及应用技术起步较晚，长期以来，广大齿轮制造厂和用户不了解润滑的重要性，技术上也没有选油的正确方法，造成工业齿轮油的选择、应用等方面一直处于混乱和无章可循的状态，乱用油、选油不当造成的设备事故时有发生。经过“六.五”“七.五”相关工业齿轮油应用技术研究国家重点科技攻关项目的实施完成，由郑州机械研究所、广州机床研究所及兰州炼油厂共同编制完成国家专业标准ZBJ17003-1989《工业齿轮润滑油选用方法》，并于1990年1月1日起正式发布实施。ZBJ17003-1989是考虑到我国工业齿轮油产品质量及分类方法，吸收了DIN51509Teil1和AGMA250.04等国外先进润滑标准的相关技术内容而制订的。

考虑到近年来工业齿轮油的升级换代及润滑油、添加剂新技术的快速发展，原ZBJ17003-89规定的工业齿轮油的有关选用方法已不适合当前工业齿轮油的应用现状。美国齿轮制造者协会于1994年发布了ANSI/AGMA9005-D94《工业齿轮的润滑》，该标准规定的选油方法反映了目前工业齿轮润滑油的最新技术发展方向和应用情况。我国也于2000年参照采用ANSI/AGMA9005-D94标准对原ZBJ17003-1989标准进行了修订，修订后的标准为JB/T8831-2001《工业闭式齿轮的润滑油选用方法，并已于2001年发布实施。

3 工业齿轮润滑油的应用运行条件

3．1 环境温度

通常情况下，安装的齿轮装置都会暴露在-40～+55℃的环境温度下，环境温度是指紧靠齿轮传动装置周围的空气温度。暴露在阳光下或其它辐射热源下的齿轮传动装置会变得更热，因而要给予特别的考虑。

3．2 油池温度

在油池中测定的最高许用油温对于所有矿物油润滑剂均为95℃。如果在齿轮制造商、油料供应商与用户之间协商一致，则对于合成油允许使用更高的温度，一般情况下合成型工业齿轮油允许的油池温度最高上限为107℃。

3．3 低温运行

齿轮箱在低温地区运行，必须保证齿轮润滑油能循环自由流动，不能产生较高的启动扭矩。一个可接受的低温齿轮油，除了满足质量标准中规定的内容外，还必须保证在预定环境温度以下应有一个最低5℃的凝点要求，要低于期望的最小环境启动温度。润滑油的黏度必须足够低以使得润滑油能自由流动，在启动温度下，但是在正常工作温度下黏度又必须足够高来承受高载荷。齿轮箱润滑的齿轮油泵应该考虑齿轮油泵可传输润滑油的最低黏度。

3．4 油箱加热器

如果齿轮油的工作环境温度太低，或者不能获得适用于低温的工业齿轮油，齿轮箱必须有箱体加热装置，使得油温升高到自由循环，才能正常启动。加热器必须有恒温控制，来避免局部的高温，局部高温会导致润滑油性能的退货。

3．5 高温运行

当齿轮传动装置运行在或接近许可的最高润滑油使用温度时，齿轮与轴承损坏的可能性增加了，同时，润滑油的氧化变质速度明显加快了，造成更频繁的润滑油更换。此时，须特别考虑密封的选择（例如：腈像胶密封件的寿命一般要从68℃时的9400h降至93℃时的3000h。）

4 工业闭式齿轮的润滑油选用方法

JB/T8831-2001标准规定了工业闭式齿轮的选用方法，包括选择润滑油的种类、黏度以及润滑方式等。

4．1 工业闭式齿轮油种类的选择（JB/T8831-2001）

我国JB/T8831-2001具体规定了选择工业闭式齿轮油种类的选用方法，根据计算出的齿面接触应力和齿轮使用工况，参考标准中表1即可确定工业闭式齿轮油的种类。

4．2 工业闭式齿轮油黏度等级的选择（JB/T8831-2001）

（1）我国JB/T8831-2001工业闭式齿轮油黏度等级的选择。依据JB/T8831-2001的规定，根据计算出的低速级齿轮节圆圆周速度和环境温度，参考标准中表2即可确定所选润滑油的黏度等级。

（2）美国ANSI/AGMA9005-E02工业闭式齿轮油黏度等级的选择。润滑油的黏度随着温度的升高而变小，随着温度的降低而变大。因此要求工业齿轮油必须有良好的黏温性，这样就可以在齿面摩擦高温条件下，仍保持足够的润滑油膜，不致发生齿面磨损。评价油品的黏温特性普遍采用黏度指数（VI）来表示。黏度指数高，说明油的黏温性好。由于当时技术条件所限，我国JB/T8831-2001标准在选择工业齿轮油品黏度等级时没有考虑油品的黏度指数这一关键因素。而最新发布的美国ANSI/AGMA9005-E02则充分考虑了油品黏度指数，该标准规定了在给定的工作运行温度、节圆线速度条件下，包含了四种有代表性黏度指数（分别为90、120、160及240）的选择方法。

5 几点建议

（1）JB/T8831-2001“工业闭式齿轮的润滑选用方法”已发布实施近20年，考虑到美国最新发布了ANSI/AGMA9005-E02“工业齿轮润滑”，其和1994年发布的ANSI/AGMA9005-D94改进之处主要有两点：①选择油品黏度等级的主要参数之一由环境温度更改为油池工作油温。②选择油品黏度等级时，AGMA9005-D94和JB/T8831-2001均没有考虑所选油品的黏度指数这一关键指标。而AGMA9005-E02则规定了包含四种有代表性的黏度指数润滑油的黏度等级选用方法。因此，建议参照美国ANSI/AGMA9005-E02尽快修订JB/T8831-2001标准，以符合国际上最新的技术上更先进合理的工业齿轮油应用技术。

（2）随着我国航空航天、军工、轨道交通驱动齿轮箱等高性能、高参数的齿轮传动装置的广泛应用，与之相适应的高端工业齿轮润滑油市场，目前基本上被国外高品质齿轮油品垄断。因此，建议相关石油产品研发单位加快研制高品质的合成型、半合成型工业齿轮润滑剂新产品，以更好更快地解决国内各行业所引进的关键齿轮传动装置用油国产化问题。

（3）远程故障监测、预报和诊治技术。以油液分析（包含油液理化性能指标、污染度分析、铁谱分析及光谱分析等）为基础的故障监测，预报和诊治技术的重要性更加突出，该项技术在国外工业发达国家取得了长足的进步并在工业齿轮装置生产运行中取得了大量成功的工业应用。因此，我国应加大推进齿轮传动装置的故障监测、预报和诊治技术向系统化、自动化、在线化和广泛工业应用方向发展。