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fyrsummer的博客

我在慢慢长大、变老。。。。

 
 
 

日志

 
 

工业齿轮油减摩抗磨性能改进的探讨  

2010-10-20 11:00:50|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    随着国内外交通、冶金、煤炭、电力和机械制造等行业的水平不断提高,与这些行业相配套使用的润滑油也向着品种多元化、质量精益化、性能高档化、要求苛刻化、 数量增多化的方向发展。其中工业齿轮油在各种齿轮传动的设备上得到了广泛的应用,特别是在加工机械、工程机械和发电设备等重工业领域。随着节能减排,环境保护的意识进一步提高,在生产活动中,降低能量的消耗,减少机械的磨损,延长设备的使用寿命,这些都需要对现有的产品在产品性能上有较大的提高,以满足产品具有更好的减摩抗磨性能。业界预计未来工业齿轮油的发展趋势是含有钼、硼等节能剂, 以合成油、酯类作基础的合成齿轮油,以S、 P为主剂的重负荷工业齿轮油,同时适当降低油品的粘度和添加剂的加入量。为了探索如何将工业齿轮油的极压抗磨性大幅度的提高,达到节能的效果。笔者做了大量的试验,希望和大家一起探讨。

一、实验样品

1.  320#工业齿轮油(保定电厂)

2.  680#工业齿轮油(保定电厂)

  3.  硫磷酸钼(POUPC1001 成品)

     氨基甲酸钼(POUPC1002 中试样品)  

     含磷化合物(沈阳生产)

二、实验方法与实验仪器规格

润滑剂承载能力测定法(四球法)   GB/T 3142--82  

润滑油抗磨损性能测定法(四球法)  SH/T 0189--92

MS—800   四球试验机(厦门试验机厂)

MS—8A    四球试验机(厦门天机试验机厂)

雅士润滑磨损试验机

三、实验思路

工业齿轮油一般是由高粘度基础油和有活性的极压剂、抗磨剂、摩擦改进剂组成,具有很好的润滑性和极压抗磨性。在此基础上要进一步提高它的抗磨性,显然应该从极压剂和抗磨剂的复配上寻找新的组合,以形成更高的减摩抗磨能力。

在齿轮油中,极压剂当属硫化烯烃是首选的添加剂,由于其具有很高的抗冲击负荷的能力和良好的抗高温氧化的性能,一直为人们所重视;抗磨剂一般选用磷酸酯、亚磷酸酯。此次试验我们拟选定一种磷化物和两种有机钼减摩剂,通过与齿轮油中的原有硫化物进行复配,希望能够在抗磨性上有所提升。

四、实验数据及分析

1PB值测定

1  680#齿轮油PB值测定

试样

PB/公斤

D/mm

空白

56

0.35

0.5% POUPC1001

107

0.475

0.7% POUPC1001

100

0.45

1.0% POUPC1001

107

0.42

2.0% POUPC1001

100

0.47

0.25%磷化物+0.5 %POUPC1001

100

0.46

1.0%磷化物

+1.0% POUPC1001

135

0.40

2.0%POUPC1001

+1.0% POUPC1002

135

0.47

2.0 %POUPC1001

+2.0% POUPC1002

143

0.46

注:POUPC1001为硫磷酸钼;POPUC1002为氨基甲酸钼

从表1 680#齿轮油PB值试验数据可以看出,没有加有机钼添加剂的空白试样的PB值最低,只有56公斤,而加入有机钼添加剂的试样的PB值大幅度提高。POUPC1001抗磨剂的加入量为0.5%0.7%1.0%2.0%时,其试样PB值分别为107公斤.100公斤.107公斤.100公斤,可见POUPC1001抗磨剂的加入量不是越多越好。加入1.0%磷化物和1.0% POUPC1001的试样PB值为135公斤比加0.25%磷化物和0.5% POUPC1001的试样的PB值高。加2.0%POUPC10011.0% POUPC1002抗磨剂的试样PB值与加入1.0%磷化物和1.0% POUPC1001的试样PB值一样大都为135公斤,而当加入2.0%POUPC10012.0% POUPC1002抗磨剂的试样PB值最大为143公斤。

2  320#齿轮油PB值测定(表略)

从表2 320#齿轮油PB值试验数据显示出,没有加有机钼添加剂的空白试样的PB值最低,只有52公斤,而加入有机钼添加剂的试样的PB值明显提高。POUPC1001抗磨剂的加入量为2.0%时,PB值为107公斤,比POUPC1001抗磨剂的加入量为0.5%0.7%1.0%试样的PB值高,也比加0.25%磷化物和0.5% POUPC1001的试样和加1.0%磷化物和1.0% POUPC1001的试样的PB值高。加2.0%POUPC10011.0% POUPC1002抗磨剂的试样PB值比加2.0% POUPC1001抗磨剂试样的PB值高为114公斤,而当加入加2.0%POUPC10012.0% POUPC1002抗磨剂的试样PB值最大为128公斤。

从以上分析可知,当加入2.0%POUPC10012.0% POUPC1002抗磨剂时,对齿轮油的极压性能有很大提高。

2、四球长磨试验

  3 680#齿轮油加添加剂四球长磨实验数据记录(表略)

4 320#齿轮油加添加剂四球长磨实验数据记录(表略)

按照规律,磨斑直径反映了油品的抗磨性好坏,平均摩擦力则代表了减摩性能优劣。因此我们作出了磨斑直径与平均摩擦力变化趋势图,以此分析抗磨减摩性的变化。

Ⅰ、磨斑直径:对于680#齿轮油(见图1),当只添加POUPC1001及磷化物时,无论添加量为多少,其磨斑直径均增大,即对其抗磨性未起到改善作用。而POUPC1001POUPC1002一起加入时,磨斑直径减小,且两者加入量均为2.0%时,磨斑直径降至最低,为0.32,磨率(磨斑直径变化率)为19.2%。此时,改善效果最好。

对于320#齿轮油(见图3),不论是POUPC1001、磷化物还是POUPC1002的加入,均对其抗磨性起到了改善作用,其中当POUPC1001与磷化物添加量分别为0.25%0.5%时,磨斑直径最小,抗磨率为26%。其次为POUPC1001POUPC1002添加量均为2.0%时的磨斑直径小,抗磨率提高21.3%

、平均摩擦力:从680#齿轮油的平均摩擦力变化趋势(见图2)来看,POUPC1001POUPC1002的加入量分别为2.0%1.0%时最小,此时减摩率为36.6%。其次为两者加入量均为2.0%时,减摩率提高约32.8%

对于320#齿轮油(见图4),整条曲线大致呈下降趋势,即添加剂的加入对其减摩性起到了一定的改善作用。其中当POUPC1001POUPC1002添加量分别为2.0%1.0%时,平均摩擦力最小,减摩率为30%。其次也是两者加入量为2.0%时的减摩率为25.9%

由以上分析可以得出当硫磷酸钼和氨基甲酸钼同时加入且加入量均为2%时,对两种齿轮油的抗磨减摩性改善效果最好。

(因编辑原因,此部分图表略,如读者需要,请与博主联系)

3、小试验机磨损实验

文本框: 试样 为了进一步验证试验结果,我们又做了小试验机磨损试验(数据见表5,表略)。表5显示出,在同一时间内,加入添加剂的试样要比空白试样的温升速度慢,可见添加剂对齿轮油的极压抗磨性能有所改善。同时也可以看出,680#齿轮油在POUPC1001POUPC1002的加入量都为2.0%时,经过一小时小试验机磨损实验后温度分别为107138,温升由原来的1.7/min3.2/min变为1.2/min1.6/min

五、实验结论
  
1
有机钼添加剂的加入可以有效提高工业齿轮油的抗磨减摩性;

  2、在齿轮油中,POUPC1001POUPC1002的加入量都为2.0%时可以增大其抗磨与减摩性,达到节能的效果。

 3、有机钼抗磨减磨剂的加入可以有效降低油品的工作温度,直接反映到能较好的控制油品的氧化!可以更好的延长换油期!增加油品的使用寿命。

 4、有机钼抗磨减磨剂的加入,对目前提倡的节能产品的推广及应用,具有很好的示范意义。

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