齿轮油的基本知识

AGMA
1max Pass Pass
60min 2.0max 1.0max
60min 11min
工业齿轮油之典型配方
基础油之比例分配依粘度而定 典型68号：
150SN基础油19% 500SN基础油79.5% 齿轮油添加剂1.2～1.5% 典型320号 150BS基础油 84% 500SN基础油14.5% 齿轮油添加剂1.2～1.5%
ZDDP，硫化物
制粘度增长及沉淀物的产生 耐久测试
粘度改进剂 降凝剂 铜腐蚀剂
高分子聚合物；聚烯 提高粘度指数，改进燃料经济 SAE粘度级别 烃、聚丙烯酸酯、 性
低分子丙烯酸盐聚合 提高油品的低温性能，降低倾 ASTM D97
物
点
硫化物，DMTD衍生 防止铜件腐蚀
ASTM D 130
物
车辆齿轮油的典型配方
美国军方的要求MIL-PRF-2105E
一九九六年公布的新的军方规格 应用到齿轮箱和后桥系统 包含MT-1和GL-5要求 改善的清净性的要求
汽车齿轮油的主要测验方法
齿轮油的测法 主要受测的项目
L-33 L-37 L-42 L-60 D130 D892 L-60-1 D5662 D5579 D5182 行车试验 金属片剥落
车辆齿轮油的未来趋势
延长换油期, 全寿命油 改良高温和氧化安定性 燃料经济性、更好的密封适应性、抗擦伤能力 满足原始机具制造商的测验方式 合成油的量与日俱增
工业齿轮油的性能特点
和车辆齿轮油十分相近 合适的粘度和良好的粘温性能 足够的极压抗磨性 良好的热氧化安定性和热安定性 对腐蚀的保护功能—锈蚀及铜腐 良好的抗乳化性能和抗泡性
(203F)7.0 0.1max
80min 1.0max 2.0max
40min 250min 0.5max 60min
9min
USS224 95min 痕迹 15max 450min 1b max Pass Pass (250F)6.0 0.1max
80min 1.0max 2.0max
45min 250min 0.35max 60min 11min
车辆齿轮油发展历程
1944年 美国军队建立2105A标准 1946年 MIL-L-2105A改进了锈蚀及磨损性能 1957年 API GL-1至GL-6等一系列标准被引入 1959年 MIL-L-2105A要求以L-37、L-42代替L-19、L-20 1962年 美军MIL-L-2105B的所有分项测试被接受 1965年 API GL-4、GL-5标准发布 1969年 API GL-6标准发布 1976年 引进MIL-L-2105C的L-33的7天锈蚀测试 1987年 MIL-L-2105D的深度精制油被接纳 1995年 MT-1出台 1996年 MIL-PRF-2105E规格包括了传动系统、油封性能等 2003年？ PG-2
清净分散剂
金 属 盐/磺 酸 盐 ，有 保 持 油 泥 及 沉 淀 物 悬 浮 在油 L-60，Mack循环
机胺，琥珀酰亚胺 中，中和氧化产物
耐久测试
抗腐剂
胺，有机酸，酯类， 极性机团与活性表面在金属表 L-33
磺酸来自百度文库，磷酸盐
面形成一个保护层
抗氧化剂
化 合 酚 ， 芳 香 胺 ， 阻止或控制油的氧化作用；限 L-60，Mack循环
GL-4，正在使用中 ---手动变速箱 ---螺旋伞齿轮后桥、低负荷双曲线齿轮 ---测试硬件如今已作废 ---添加量是GL-5一半 ---中等极压保护
美国石油学会车辆齿轮油分类
GL-5，正在使用中 ---双曲线齿轮后桥
---高速低扭矩和低速高扭矩 ---高速冲击负荷 ---需要CRC台架试验和实验室抗泡、锈蚀测验 ---需要高极压保护
破乳化
分离水,ml 乳化物,ml 油中水,% 四球极压
承载负荷指数Kg 烧结负荷,Kg 四球磨斑直径
Timken OK负荷,1bs FZG通过级
方法 D567 D91 D97 D92 D130 D665
S200
D2711
D2783
S205 D2782
USS222 85min 痕迹 15max 400min 1a max Pass
齿轮的分类
正齿轮、伞齿轮、斜齿轮、人字齿轮、螺旋伞齿轮 蜗轮蜗杆 双曲线齿轮
齿轮的润滑特点
直齿、斜齿、人字齿轮、螺旋齿轮比较容易在齿面上形成 润滑油膜。
蜗轮蜗杆齿面相对滑动速度大，摩擦热大，须用高粘度并 含有摩擦改进剂和抗磨剂的齿轮油。
双曲线齿轮体积较小，传递的动力大，齿面相对速度大， 难以形成润滑油膜，须使用含高活性极压剂的齿轮油。
抗腐蚀性能 极压/抗磨--- 低速、高负荷 极压/抗磨--- 高速冲击负荷 热氧化安定性 铜腐蚀 泡沫性 热氧化安定性、清净性 橡胶密封件相容性 高温循环耐久性 磨损能力测验（FZG） 轻型、重型车 修改的L-37方法
GL-5 √ √ √ √ √ √
履行的规格
MT-1 2105E √ √ √
PG-2* √ √ √
齿轮的润滑状态
由于齿轮的曲率半径小，润滑中不易 形成油契，齿轮的每次啮合均须重新建立 油膜，且啮合表面不相吻合，有滚动也有 滑动，因此形成油膜的条件各异，齿轮的 润滑状态有以下几种： 流体动力润滑 弹性流体润滑 边界润滑
液体动力润滑
油膜的厚度足够使接触表面分开 无高局部的（着重点）压力 无磨损 负荷是由油来承受 磨擦起缘于润滑油的粘度
弹性液体动力润滑
油膜 的厚度并不足以完全的使表面分开 部分金属表面发生不平滑接触 发生温和的磨损 负荷是由油和表面的接触承受 磨擦起缘于表面的接触和油的作用
界面润滑（Boundary Lubrication）
金属表面有相当大程度的接触 发生较为严重的磨损 负荷主要是由表面接触来承受
美国石油学会车辆齿轮油分类
GL-1，废除 ---低负荷、速度及温度 ---斜锥齿轮及蜗轮 ---直馏矿物油
GL-2，废除 ---略高负荷、速度及温度 ---蜗轮齿轮 ---温和极压保护
美国石油学会车辆齿轮油分类
GL-3 的测试硬件如今已作废 ---较高之负荷，速度和温度 ---手动变速箱（正齿轮）及后桥（斜锥齿轮） ---需要温和之极压保护
612～748
8
VG680
工业齿轮油分类及适应范围
闭式工业齿轮油
(1)抗氧防锈齿轮油 适用于轻负荷下运转的齿轮，如齿 面应力小于500N/mm2的一般齿轮传动。
(2)中负荷齿轮油 在抗氧防锈齿轮油的基础上提高了极 压性能，适用于中等负荷运转的齿轮，如齿面应力 小于1100 N/mm2的矿山等机械的齿轮传动。
80W-90 GL-5
500SN基础油 64%
150BS基础油 30.5%
齿轮复合剂 4.5～4.8%
降凝剂
1%
85W-140 GL-5
150BS基础油 94.5%
齿轮复合剂 4.5 ～4.8%
降凝剂
1%
INFINEUM 车辆齿轮油复合添加剂
G 252 高性能的车辆齿轮油复合添加剂
添加5.6%满足MIL-PRF-2105D、API GL-5 添加4.5 ～4.8%满足API GL-5 添加2.25 ～2.4% %满足API GL-4 在中国基础油通过台架测试
(3)重负荷齿轮油 在中负荷工业齿轮油的基础上进一步 提高了极压抗磨性能、热氧化安定性、抗乳化性。 适用于重负荷 、高温有水混入等工况下运转的齿轮。 如齿面应力大于1100 N/mm2的冶金轧钢、井下采掘 等高温、有冲击、含水部位的齿轮传动。
工业齿轮油分类及适应范围
(4)涡轮涡杆油 适用于钢-铜结构的涡轮涡杆传动
系统。与普通齿轮油的性能要求有所不同，要 求良好的铜腐蚀性能。
开式齿轮油
适用于开式或半封闭齿轮箱和齿轮装置及低速重负荷齿轮装 置。目前国内大量使用的是沥青型开式齿轮油。按100℃运动粘 度分类。
工业齿轮油的典型标准
测验项目
粘度指数
沉淀值
倾点 F COC闪点F 铜腐蚀
锈蚀测试桝 部分 B 部分
氧化安定性-粘度增长% - 沉淀物
80
7.0<11.0
7.0
85
11.0<13.5
11.0
90
13.5<24.0
13.5
140
24.0<41.0
24.0
250
>41.0
41.0
车辆齿轮油添加剂及用途
添加剂的类别 例子
功能
主要鉴定的方式
极 压 抗 磨 添 加 氯烃、硫烯、多硫化 用化学的方法改进金属表面， L-37、L-42
剂
物、ZDDP，磷酸酯 形成重负荷保护膜
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√要求的测验方法
SAE J306车辆齿轮油粘度的分类
级别
表观粘度 运动粘度 KRL剪切后运动粘度
≤150,000cP,@ 100℃ 20h, CRC L-45-T-93
70W
-55
4.1
4.1
75W
-40
4.1
4.1
80W
-26
7.0
7.0
85W
-12
11.0
11.0
工业齿轮油粘度分类
GB3141粘度 40℃运动粘度， AGMA 粘度等级 ISO 粘度等级
等级
mm2/s
68
61.2～74.8
2
VG 68
100
90～110
3
VG100
150
135～165
4
VG150
220
198～242
5
VG220
320
288～352
6
VG320
460
414～506
7
VG460
680
齿轮油的简介
齿轮传动机构
齿轮机构是机械中最主要的一种传动机构。 传递功率范围大 传动效率较高 可传递在任意两轴之间的运动和动力。 运动和动力的传递是在齿轮机械中每对啮合面的相互作 用、相对作用中完成的 避免机件直接摩擦在齿轮工作面之间完成，需要润滑剂 将工作面隔开，以保持齿轮机构的工效和延长使用寿命。 齿轮油就是主要的润滑剂。
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沈阳办事处 电话：024-86863463 传真：024-86863463
GL-6，已作废
--- 高偏移双曲线齿轮后桥 ---高性能要求 ---福特汽车公司牵引测试 ---需要极高极压保护
美国石油学会MT-1
新（1995）的高效率手动变速箱的规格 用于巴士和重型卡车的非同步手动变速器 主要要求为热氧化安定性（清净性）、抗磨性和橡胶密
封件的相容性 美国标准测验法ASTM D5760-95，FZG试验 兼顾传动性能和齿轮的洁净度
INFINEUM 工业齿轮油复合添加剂
G 361 高性能的工业齿轮油复合添加剂
添加1.2～1.5%满足USS224 AGMA9005-D94 DIN 51517 Part3 Cincinnati Milacron P-59
在中国基础油通过台架测试
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齿轮油的功能
减少磨损，降低金属疲劳 降低磨擦和热量 使添加剂发挥应有的作用及功能 移走污垢和因磨损产生的极小碎片 预防腐蚀 减低震动、颤动和噪音 有效的能量转移
齿轮油分类及主要规格
车辆齿轮油 --美国石油学会（API）规格 --美国军用车辆齿轮油规格
工业齿轮油 --美国齿轮制造商协会（AGMA） --美国钢铁公司标准（USS）