齿轮传动装置的润滑设计.doc

齿轮传动装置的润滑设计

目录
9．1 概述
9．1．1 齿轮润滑的特点及润滑剂的作用
9．1．1．1 齿轮润滑的特点
9．1．1．2 齿轮润滑剂的作用及应具备的性质
9．1．2 齿轮的润滑状态
9．1．2．1 油膜比厚
9．1．2．2 齿轮的润滑状态
9．1．3 润滑对齿轮传动的影响及其策略
9．1．3．1 润滑剂是齿轮设计的重要参数
9．1．3．2 齿轮润滑的策略
9．2 齿轮润滑油（脂）和添加剂
9．2．1 工业齿轮油的分类
9．2．1．1 工业闭式齿轮油的分类
9．2．1．2 工业开式齿轮油的分类
9．2．1．3 蜗轮蜗杆油的分类
9．2．1．4 高速齿轮润滑的分类
9．2．1．5 ISO及AGMA对工业齿轮油的分类
9．2．2 车辆齿轮油的分类
9．2．2．1 车辆齿轮油的黏度分类
9．2．2．2 车辆齿轮油的质量等级分类
9．2．2．3 车辆齿轮油的发展过程
9．2．3 工业齿轮油的规格标准
9．2．3．1 工业闭式齿轮油、蜗轮蜗杆油和工业开式齿轮油的规格标准
9．2．3．2 汽轮机油（高速齿轮润滑油）的规格标准
9．2．4 车辆齿轮油的规格标准
9．2．5 润滑油添加剂
9．2．5．1 抗氧剂和抗氧抗腐剂
9．2．5．2 黏度指数改进剂
9．2．5．3 油性剂和极压抗磨剂
9．2．5．4 降凝剂
9．2．5．5 防锈剂
9．2．5．6 抗泡剂
9．2．5．7 抗乳化剂
9．3 齿轮传动装置的润滑油选用方法
9．3．1 选用齿轮润滑油应考虑的因素
9．3．2 工业齿轮润滑油的使用要求
9．3．3 工业闭式齿轮的润滑油选用方法（包括高速齿轮的润滑）
9．3．3．1 润滑油种类的选择
9．3．3．2 润滑油黏度的选择
9．3．3．3 润滑方式的选择
9．3．4 蜗轮蜗杆传动的润滑油选用方法
9．3．4．1 蜗轮蜗杆油种类的选择
9．3．4．2 蜗轮蜗杆油黏度的选择
9．3．4．3 蜗杆传动装置润滑方式的选择
9．3．5 工业开式齿轮传动的润滑油（脂）选用方法
9．3．6 车辆齿轮润滑油的选用方法
9．3．6．1 车辆齿轮润滑油种类的选择
9．3．6．2 车辆齿轮油黏度的选择
9．3．7 齿轮润滑油的质量监控和换油指标
9．3．7．1 齿轮润滑油的质量监控
9．3．7．2 齿轮油的换油指标
9．4 齿轮传动装置的润滑方式
9．4．1 油浴润滑
9．4．2 循环喷油润滑
9．4．3 油雾润滑
9．4．4 离心润滑
9．4．5 润滑脂润滑
9．4．6 固体润滑

附录
1．工业用润滑油黏度牌号
2．齿轮油常用黏度级的换算
3．国内外（部分公司）抗氧防锈工业齿轮油产品牌号对照表
4．国内外（部分公司）中负荷工业齿轮油产品牌号对照表
5．国内外（部分公司）重负荷工业齿轮油产品牌号对照表
6．世界各主要石油公司车辆齿轮传动用油产品互换表

第九章 主要代号

58

油膜比厚
最小油膜厚度
两个啮合齿轮的表面粗糙度综合值
小齿轮的齿面粗糙度值Ra或RZ
大齿轮的齿面粗糙度值Ra或RZ
润滑油的压黏系数 ㎡/N
润滑油的动力黏度 Pa·S
′ 综合弹性模量 MPa
单位齿宽上的载荷 N/mm
卷吸速度 m/s
两个滚子的相对曲率半径
润滑油的运动黏度 mm2/s
齿轮节圆线速度，圆周速度 m/s
齿面滑动速度 m/s
齿面接触应力 MPa
节点区域系数
弹性系数
接触强度计算的重合度系数
接触强度计算的螺旋角系数
端面内分度圆周上的名义切向力 N
小齿轮分度圆直径 mm
小齿轮的节圆直径 mm
齿宽 mm
使用系数
动载系数
接触强度计算的齿向载荷分布系数
接触强度计算的齿间载荷分配系数
齿数比，=z2/z1
齿面接触负荷系数 MPa
小齿轮的转速 r/min
力-速度因子 N·min/m2
输出转矩 N·m

第九章 齿轮传动装置的润滑设计
9．1 概述
我们知道，运动副之中存在摩擦，从有齿轮传动的时候起，古人就知道用动物脂肪来解决这个问题。但是在一个相当长的历史时期，摩擦、磨损和润滑的问题还没有系统化，科学化。人们在设计齿轮传动的时候，往往不考虑润滑油。而是在使用齿轮的时候才从维护设备的角度出发，选择润滑剂来润滑齿轮。因此，这种选油带有很大的盲目性。选错油，用错油的例子屡见不鲜。一直到了二十世纪六十年代，摩擦、磨损和润滑归纳、提升成为一门新兴的学科—摩擦学。从摩擦学的观点来看，润滑剂也是一种零件，相对于一般机械零件来说，它是柔性的。因此，进行齿轮传动设计的时候，就应该包括对齿轮润滑剂的设计。这是一种新的观点，是齿轮传动设计的创新。随着齿轮装置朝着大功率、高性能、小体积的方向发展，导致齿面负荷增大，散热空间减小。为了使齿轮装置达到预期的设计性能，延长寿命，齿轮的润滑就显得更加重要。
润滑剂不但能降低摩擦，提高传动效率，还具有减振、降噪、散热的作用。润滑油是齿轮传动装置的血液。因此，如何进行润滑设计，怎样正确合理地选用润滑剂是本章的主要内容。
本章首先介绍了齿轮润滑剂的作用，这是齿轮润滑设计的基础知识，接着介绍了齿轮润滑剂的分类和质量标准，供设计者选用。本章介绍的齿轮润滑剂选用方法是进行润滑设计的主要依据。这些方法和规范是国内外润滑技术的总结，选材上注意了方法的实用性和先进性。最后介绍了齿轮装置的润滑方式，供设计者参考。
9．1．1 齿轮润滑的特点及润滑剂的作用
9．1．1．1 齿轮润滑的特点
一对齿轮的运动是通过一对一对的齿面啮合运动来完成的，一对啮合齿面的相对运动又包含滚动和滑动，对于传递动力的齿轮，要研究齿轮的受力和变形，需要应用力学知识，齿轮两齿面之间有润滑油，又涉及到流体力学的知识，如果研究润滑剂与齿轮表面相互作用生成的表面膜，需要物理、化学方面的知识。因此，在有润滑剂的条件下，要真实全面的反映齿轮传动的运动学和动力学问题都必须考虑润滑剂的存在。计入润滑剂的齿轮设计，是更加全面和完善的齿轮设计。
进行齿轮润滑设计，要把握以下特点：
（1）润滑剂是齿轮传动的一个元件，因此，润滑油的物理化学性质，例如黏度、压黏系数、黏温特性、添加剂的作用等都十分重要。
（2）齿轮传动中同时存在着滚动和滑动，滑动量和滚动量的大小因啮合位置而异，这就表明齿轮的润滑状态会随时间的改变而改变。
（3）齿轮的接触压力非常高，例如轧钢机的主轴承比压一般为20Mpa，而轧钢机减速器齿轮比压一般达到500～1000Mpa.
（4）与滑动轴承相比，渐开线齿轮的诱导曲率小，因此形成油楔条件差。
（5）齿轮的材料性质，尤其是表面粗糙度，表面硬度等对齿轮的润滑状态影响很大。
（6）齿轮传动的润滑方式，对润滑效果有直接影响，必须加以重视。
（7）齿轮的几种主要失效形式，例如点蚀、胶合、磨损等都和润滑剂有着重要关系。
9．1．1．2 齿轮润滑剂的作用及应具备的性质
常见润滑剂有润滑油、润滑脂。此外还有固体、气体润滑剂。水也是一种润滑剂，但由于它对金属有腐蚀作用，不适合作为金属齿轮的润滑剂。由于润滑油的应用最为广泛，所以本章的润滑设计主要讨论应用齿轮润滑油的润滑设计。
（1）齿轮润滑剂的作用
①减少摩擦 如果两齿面被润滑剂流体膜隔开，则避免了金属与金属的直接接触，把干摩擦变成了液体摩擦。或者由于形成了物理、化学吸附膜减少摩擦，避免齿轮点蚀和胶合的发生。
②散热 润滑油可以把啮合产生的热量带走，避免温度过高引起的胶合等齿面损伤的
发生。
③防锈 润滑剂覆盖了齿轮和其他零件表面，起到了隔绝空气，避免齿轮的氧化锈蚀。
④降低振动冲击和噪声 由于润滑剂的粘滞性，能起到降低齿轮振动、冲击和噪声的
作用。
⑤排除污物 润滑油能冲刷齿面上的磨粒和杂质，带走油池或润滑系统中的污物，保
证齿面的清洁，减少磨损。
（2）齿轮润滑剂应具备的主要性质
齿轮润滑剂要起到上述作用，需具备以下性质：
①具有合适的黏度与流动性，以适用于不同的工况条件
②具有良好的抗磨性，以保持一定的承载能力
③具有良好的氧化安定性，使油不氧化，不变黏，不变质，不堵塞油路。
④抗乳化性 在有水部位工作的齿轮，要求使用抗乳化性，油水分离性好的润滑油。
因为润滑油中的极压添加剂，基础油中的极性物质或油中的氧化物都是表面活性物质，当水混入油中时，上述表面活性物质起乳化作用。
⑤抗泡性 良好的抗泡性能使混入油中的空气顺利地逸出，否则，油中的气泡使摩擦
表面供油不足导致磨损或胶合。在循环润滑系统中，抗泡性差的油会引起油的流量减少，降低散热效果。
⑥防锈性 防锈性主要是具有保护齿轮齿面不生锈的性能。
⑦抗腐蚀性 润滑剂的腐蚀性主要来源于油中的酸性物质，这些物质对金属具有腐蚀
性。所以齿轮润滑剂应具有良好的抗腐蚀性。
⑧无毒性 润滑剂应对人体无害，保障操作人员的安全。
9．1．2 齿轮的润滑状态
9．1．2．1 油膜比厚
摩擦学中常用油膜比厚的概念来描述润滑状态。油膜比厚是齿面之间的最小油膜厚度与两齿面综合粗糙度之比。其数学表达式为
λ=hmin/σ (9-1)
式中 λ——油膜比厚；
hmin——最小油膜厚度；
=， 其中 ，分别为小齿轮和大齿轮的表面粗糙度。
油膜厚度与油品本身的性质、齿轮的几何形状、负荷、速度、材料、工作条件等有关。油膜比厚越大，润滑剂分离两个啮合齿面的趋势就越强。
9．1．2．2 齿轮的润滑状态
20世纪以来，许多学者研究用油膜比厚来区分润滑状态，得到图9-1所示的润滑状态图。在有润滑剂润滑的条件下，根据图9-1，齿轮传动具有以下三种润滑状态。
（1）边界润滑
当λ<1，齿轮传动处于边界润滑状态，齿轮齿面有表面粗糙峰相接触的情况发生。在边界润滑状态下，润滑油的黏度不起作用，靠添加剂与齿面形成的物理吸附膜或化学反应膜来保护齿面。
（2）混合润滑
当1<λ<3，齿轮传动处于混合润滑状态。在混合润滑状态下，摩擦力由粗糙峰和润滑油内部的摩擦力两部分构成，齿面负荷由油膜和齿面粗糙峰共同承担。润滑油中需要少量的极压添加剂。
（3）全膜润滑
当λ>3，齿轮传动处于全膜润滑状态，在全膜润滑状态下，润滑油膜的厚度远远大于表面粗糙度，两运动表面完全被连续的油膜所隔开。因此润滑剂的黏度起主导作用，不需要添加剂。
当计入齿轮的弹性变形时，全膜齿轮润滑状态即成为弹性流体动力润滑，其理论分析是英国著名学者D.Downson完成的。该理论考虑了物体的弹性变形和润滑油在高压下黏度的变化，先用计算机获得了数值解，进而导出了如下的经验公式
hmin=2.65α0.54(η0)0.7ρ120.43E`-0.03W-0.13 (9-2)
式中 α——润滑油的压黏系数； m2/N
η0——润滑油的动力粘度；Pa·S
E`——综合弹性模量；MPa
W——单位齿宽上的载荷；N/mm
——卷吸速度， = (1+2)/2, 1, 2分别为两接触体的圆周速度；m/s
ρ12——两个滚子的相对曲率半径。mm
对于齿轮传动而言，在整个啮合过程中，曲率半径和卷吸速度等随时间变化，因此各接触点的油膜厚度都不一样。作者导出了整个齿轮啮合过程中油膜厚度的计算式，得出以下结论：
1）沿啮合线，相对曲率半径呈抛物线规律变化；
2）沿啮合线，卷吸速度呈线性规律变化；
3）在理论啮合线的特征点处，最小油膜厚度有理论上的最大值（hmax）。

图9-1 润滑状态图
9．1．3 润滑对齿轮传动的影响及其策略
9．1．3．1 润滑剂是齿轮设计的重要参数
齿轮润滑剂对齿轮传动的影响主要表现在摩擦、磨损、胶合性能、振动、噪声水平、齿轮箱热平衡性能等诸多方面。因此，在进行齿轮设计时不能忽略润滑剂这一重要参数。
（1）润滑对齿轮传动失效的影响，见表9-1。
（2）从润滑角度防止齿轮失效的对策，见表9-2。
表9-1 润滑对齿轮传动失效的影响
齿轮失效形式
磨损
腐蚀性磨损
擦伤与胶合
点蚀
剥落
齿体塑变
峰谷塑变
起皱
润滑
润滑油黏度
△

△
△
△
△
△
△
润滑性质
△
△
△
△
△
△
△
△
润滑方式
及润滑油供油量
△

△
△
△
△

△
注：△-表示有影响
表9-2 从润滑角度防止齿轮失效的对策
失效形式
对 策
点 蚀
提高润滑油黏度或采用含有极压添加剂的中负荷工业齿轮油
剥 落
选用含极压添加剂的中、重负荷工业齿轮油，提高润滑油的黏度
磨 损
提高润滑油黏度，选用合适的润滑剂，降低油温，采用合适的密封形式，在润滑装置中增设过滤装置，适时更换润滑油和清洗有关零件
胶 合
必须保证齿轮在一定载荷、速度、温度下始终具有良好的润滑状态，使齿面润滑充分，采用含极压添加剂的润滑油或合成齿轮润滑油，还可使用重负荷工业齿轮油，润滑系统加冷却装置
起脊，鳞皱
改善润滑状况，采用含极压添加剂的工业齿轮油和增加润滑油的黏度，经常更换润滑油，润滑装置增加过滤系统
齿体塑变
对循环润滑的齿轮传动，防止润滑油供油不足和中断。油池润滑时注意油面位置，提高润滑油的黏度

9．1．3．2 齿轮润滑的策略
（1）齿轮润滑油的正确选用
尽量采用国内外先进标准或者按设备制造商的推荐选用。例如：
JB/T8831-2001 工业闭式齿轮的润滑油选用方法；
AGMA250.04 工业闭式齿轮传动的润滑；
DIN51509 第一部分，齿轮润滑剂的选择。
（2）购买质量信誉有保证的厂家的润滑剂产品。
（3）对于不同类型的齿轮选择合理的润滑方式
对于低速齿轮一般采用油池润滑。对于高速齿轮一般采用喷油润滑。
（4）采用润滑油监测技术
采用铁谱、光谱等技术监测、分析油样中的磨粒信息，包括形状、颜色、尺寸、含量等。利用此信息诊断齿轮运行的“健康”状况。
9．2 齿轮润滑油（脂）和添加剂
齿轮润滑油按其用途分为工业齿轮油和车辆齿轮油两大类。其产品的应用包括两个要素：黏度等级和质量等级。工业齿轮油和车辆齿轮油的黏度等级和质量等级分属两个不同的体系，表示方法不尽相同。
9．2．1 工业齿轮油的分类
我国的工业齿轮油根据其用途分为：工业闭式齿轮油、蜗轮蜗杆油、工业开式齿轮油，高速齿轮传动通常采用汽轮机油。我国工业齿轮油分类是参照ISO6743-6（1990）标准及AGMA和美国钢铁公司224等标准制订的。
我国工业齿轮油的黏度分级采用以40℃运动黏度为基础的GB3141《工业用润滑油黏度分类》标准。此分类法与国际通用的ISO3448《工业润滑油黏度分类法》相当。对于工业用齿轮油，按其40℃运动黏度的中心值分为N68、N100、N150、N220、N320、N460、N680共七个牌号。表9-3列出与相应黏度等级的对应关系。
9．2．1．1 工业闭式齿轮油的分类
工业闭式齿轮油适用于齿轮节圆圆周速度不超过25的中、低速工业闭式齿轮传动的润滑。按GB/T7631.7《润滑剂和有关产品（L类）的分类第7部分：C组（齿轮）》的规定，我国工业闭式齿轮油的分类见表9-4。
应予指出，工业闭式齿轮油的分类及其规格标准，事实上以AGMA和美钢222和224标准为代表。前者针对抗氧防锈油（包括复合油）和极压油制订。后者以钢铁厂压延设备使用的重负荷齿轮油为对象。其中美钢220和AGMA的抗氧防锈油为一般负荷用齿轮油。美钢222和AGMA250.03是较早的极压工业齿轮油。美钢224和AGMA250.04则是较新的极压工业齿轮油规格。
表9-3 工业齿轮油的黏度等级
GB3141
黏度级
40℃运动黏度
/mm2.s-1
相当于旧牌号
（50℃黏度）
AGMA①
黏度级
ISO
黏度级
N68
N100
N150
N220
N320
N460
N680
61.2~74.8
90~100
135~165
198~242
288~352
414~506
612~748
50
70
90
120
200
250
350
2EP
3EP
4EP
5EP
6EP
7EP
8EP
VG68
VG100
VG150
VG220
VG320
VG460
VG680
①AGMA 9EP相当ISO黏度1500；
10EP、11EP、12EP、13EP黏度分别为3200、4600、6800、32000 mm2/s；
13EP 100℃运动黏度182～214 mm2/s；14R0 100℃运动黏度429～858mm2/s；15R0 100℃运动黏度858～1715 mm2/s。
表9-4 工业闭式齿轮油的分类
分类
现行名称
组成、特性及使用说明
相对应的
国外标准
ISO
我国
CKB
CKB
抗氧
防锈型
工业齿轮油
由精制矿物油加入抗氧、防锈添加剂调配而成，有严格的抗氧、防锈、抗泡、抗乳化性能要求，适用于一般轻载荷的齿轮润滑
AGMA251.02的R&O型
CKC
CKC
极压型
中负荷
工业齿轮油
由精制矿物油加入抗氧、防锈、极压抗磨剂调配而成，比CKB具有较好的抗磨性，适用于中等载荷的齿轮润滑
AGMA
250.03EP
CKD
CKD
极压型
重负荷
工业齿轮油
由精制矿物油加入抗氧、防锈、极压抗磨剂调配而成，比CKC具有更好的抗磨性和热氧化安定性，适用于高温下操作的重载荷的齿轮润滑
AGMA250.04的EP型
美钢224
CKE
CKE
蜗轮蜗杆
蜗轮蜗杆油
由精制矿物油或合成烃加入油性剂等调配而成，具有良好润滑特性和抗氧、防锈性能，适用于蜗轮蜗杆传动润滑
AGMA中
250.03的COMP油
CKT
CKT
合成烃
极压型
低温中载荷
工业齿轮油
由合成烃为基础油，加入同CKC相似的添加剂，性能除具有CKC的特性外，有更好的低温、高温性能，适用于在高、低温环境下的中载荷齿轮之润滑
AGMA
250.03
合成烃油
CKS
CKS
合成烃型
合成烃
齿轮油
由合成油或半合成油为基础油加入各种相配伍的添加剂，适用于低温、高温或温度变化大，耐化学品以及其它特殊场合的齿轮传动润滑

9．2．1．2 工业开式齿轮油的分类
开式齿轮传动一般速度不高，要求润滑油具有沾附力强、黏度高和良好的防锈性能。可采用润滑油润滑、润滑脂润滑 润滑成膜膏润滑等。工业开式齿轮油分类见表9-5。
另外，开式齿轮传动也可采用润滑脂润滑。这种润滑脂由稠化剂、基础油和添加剂组成。稠化剂一般采用钙基皂。针入度是润滑脂最重要的指标，用来控制润滑脂工作稠度。各国的润滑脂大都是按针入度以美国国家润滑脂学会（NLGI）的规定进行分号的。推荐按表9-6选择润滑脂的牌号。
表9-5 工业开式齿轮油的分类
分类
现行名称
组成、特性、使用说明
性能要求
相对应的
国外标准
ISO
我国
CKH
CKH
普通
开式齿轮油
由精制润滑油加抗氧防锈剂调 制而成，具有较好的抗氧防锈性和一定的抗磨性。适用于一般载荷的开式齿轮和半封闭式齿轮润滑

AGMA251.02的R&O型
CKJ
CKJ
极压
开式齿轮油
由精制润滑油加入多种添加剂调制而成，它比CKH油具有更好的极压性能。适用于苛刻条件下的开式或半封闭式的齿轮箱润滑
Timken Ok值不小于200N或FZG齿轮试验通过9级以上
AGMA251.02的EP型
CKK
CKK
溶剂稀释型开式齿轮油
由高黏度的普通开式或极压开式齿轮油加入挥发溶剂调制而成，当溶剂挥发后，齿面上形成一层油膜，该油膜具有一定的极压性能
溶剂挥发后的油膜强度Timken ok值不小于200N或FZG齿轮试验通过9级以上
AGMA251.02的溶剂
挥发型
CKM
CKM
特种开式
齿轮润滑剂
由矿物油加入高聚物和其它专门添加剂制成，具有好的粘附性能，能生成很黏的润滑膜，并具有很好的耐水性、防锈性和极压性
Timken ok值不小于200N或FZG齿轮试验通过9级以上
AGMA251.02

表9-6 NLGI规定的润滑脂牌号
环境温度/℃
传动形式
选用脂针入度（25℃）
NLGI分号
0～20
开式齿轮传动
290～330
1
20～60
开式齿轮传动
230～290
2、3
0～50
开式蜗轮传动
320～370
0、1

9．2．1．3 蜗轮蜗杆油的分类
蜗轮蜗杆传动一般以钢蜗杆和铜合金蜗轮相匹配，具有结构紧凑、体积小、传动比大、运转平稳、噪声低和承载能力大等优点。它的齿面滑动速度高，因此，齿面温度高，油膜容易破坏，润滑条件苛刻。近代在蜗轮蜗杆油中使用摩擦改进剂、高效油性剂。传统的蜗轮蜗杆油中常加有3％～10％动植物油型的油性添加剂。由于在冶金大型减速机上使用，对蜗杆油在抗氧化性和抗乳化性方面也提出了较高要求。
目前我国蜗轮蜗杆油（石化行业标准SH0094-91）分为以下两个品种：
（1）L-CKE蜗轮蜗杆油（轻负荷蜗轮蜗杆油）
L-CKE蜗轮蜗杆油的性能和质量符合美军MIL-L-15019E（6135）规格和美国齿轮制造者协会AGMA250.04规格中的复合蜗轮蜗杆油（Compound Oil）的要求。该油有矿油型和合成型两类，含有一定的减摩抗磨剂，适用于钢—铜匹配的圆柱型和双包络等类型承受轻负荷、传动中平稳无冲击的蜗轮蜗杆副的润滑。在使用过程中，应防止局部过热和油温在100℃以上时长期运转。
（2）L-CKE/P蜗轮蜗杆油（重负荷蜗轮蜗杆油）
L-CKE/P蜗轮蜗杆油的性能和质量符合美军MIL-L-18486B（OS）-82的规格要求。该油有矿油型和合成型两类，含有油性剂、极压抗磨剂、抗氧抗腐剂、抗泡剂等，能降低摩擦系数，提高传动效率，适用于钢-铜匹配的圆柱型承受重负荷、传动中有振动和冲击负荷的蜗轮蜗杆副的润滑，可代替轧钢机油等使用。如果要用于双包络等类型的蜗轮蜗杆副，必须有蜗轮蜗杆副设计部门的推荐建议。
9．2．1．4 高速齿轮润滑油的分类
目前高速齿轮（齿轮节圆圆周速度大于25m/s）传动通常使用各种汽轮机油（又称透平油）来润滑。我国常用于高速齿轮传动润滑的汽轮机油类型如下：
（1）L-TSA汽轮机油（防锈汽轮机油，GB11120-1989）
该油品以深度精制、脱蜡的润滑油组分为基础油，加入抗氧、防锈、抗泡添加剂调合而成，具有优良的润滑性、冷却性、抗氧性、防锈性、抗乳化性、防腐性及抗泡性。适用于发动机、工业驱动装置及其相配套的控制系统及不需改善齿轮承载能力的船舶驱动装置。
（2）抗氨汽轮机油（SH0362-1996）
该油品以精制矿油或低温合成烃润滑油为基础油，加入抗氧、防锈、抗泡等添加剂调合而成，除满足防锈汽轮机油的性能要求外，还具有良好的抗氨性。适用于大型合成氨化肥装置离心式合成气压缩机、冷冻机及汽轮机组的润滑和密封。
（3）L-TSE汽轮机油（极压汽轮机油）
L-TSE汽轮机油是指在满足防锈汽轮机油质量指标的基础上，增加FZG齿轮承载能力试验不小于9级的指标要求，目前我国尚未制订此类产品统一的规格标准。
9．2．1．5 ISO及AGMA对工业齿轮油的分类
国际标准化组织（ISO）对工业齿轮油的分类及我国的相应分类见表9-7。
另外，美国齿轮制造者协会（AGMA）的工业齿轮油分类与我国工业齿轮油分类对照见表9-8。
表9-7 国际标准化组织（ISO）对工业齿轮油分类①及我国的相应分类
符号字母
一般应用
特殊应用
具体应用
组成和特性
ISO-L
的符号
应用例子③
备注
我国
的分类
C
齿轮
闭式
齿轮
飞溅、循环或喷射式连续润滑
精制矿物油，并具有抗氧化、抗腐蚀（对铁和非铁金属）和抗泡性能的CKB油，并已提高其极压和抗磨性
CKB
CKC
在轻载荷下操作的齿轮在正常或中等的恒定油温和高载荷下运转的齿轮

L-CKB抗氧防锈工业齿轮油
L-CKC中负荷（中极压）工业齿轮油
CKC油，并已提高和改善其热氧化安定性，使其可用于高温
CKD
在高的恒定油温和重载荷下运转的齿轮

L-CKD重负荷（高极压）工业齿轮油
具有抗氧化、抗磨和抗腐蚀（对铁和非铁金属）性的润滑剂，能用于特别低的温度和高的温度
CKS
在低的或更高恒定液体温度和轻载荷下运转的齿轮
用于一般设备。当常用矿物油不能满足要求时，可以用合成油或含有合成油的产品
低温工业齿轮油
可以在宽广温度（低温和更高温）和在高载荷下使用的CKS型润滑剂
CKT
在低的或更高的恒定液体温度和重载荷下运转的齿轮
低温重载荷工业齿轮油
飞溅式连续润滑
具有极压和抗磨性的润滑脂
CKG
在轻载荷下运转的齿轮

装有安全挡板的开式齿轮
间断式或滴入式机械润滑
通常采用具有抗腐蚀性的沥青型产品
CKH
在中等环境温度和通常在轻载荷下运转的圆柱直齿轮或斜齿轮
1）在ISO6743/1中确定的AB油②，可以用于与CKJ油相同的使用场合
2）为使用方便，这些产品可以含有挥发性稀释剂，这类产品命名为CKH-DIL或CKJ-DIL
抗氧防锈型开式齿轮油
CKH油，并已具有和提高其极压和抗磨性
CKJ
极压开式齿轮油
具有已改进的极压、抗磨、抗腐蚀和热稳定性能的润滑脂
CKK
在高或更高的环境温度下和在重载荷下运转的圆柱直齿轮或斜齿轮

间断应用
允许在极限载荷下使用、已改进其抗擦伤性，而且具有热稳定性的黏稠产品
CKM
通常在特别重的载荷下运转的齿轮
本产品不能喷射
特种开式齿轮润滑剂
①本分类不包括汽车齿轮油的分类。ISOTC28/SC4文件提出，当一个产品可用于任何组别时，则只能编入一个应用组。
　　②AB油是含有沥青或添加剂以提高其粘附性、极压性和抗腐蚀性的精制矿物油，它实际上是一种极压型开式齿轮油。
③分类中涉及的两个参数（温度-油温、环境温度；载荷-齿面应力、滑动速度）说明如下：
温度：更低温度＜-35℃；低温（-34~-16℃）；正常温度（-15~69℃）；中等温度（70~99℃）；高温（100~120℃）；更高温度（＞120℃）。
载荷：轻载荷-赫兹应力低于500Mpa（500N/mm2）和在齿面上的最大滑动速度（）低于1/3的节圆柱上圆周速度（）。
重载荷-赫兹应力大于500Mpa和可能大于1/3。

表9-8 美国齿轮制造者协会（AGMA）的工业齿轮油分类与我国工业齿轮油对照
AGMA分类
组 成
我国的分类
说 明
抗氧防锈型矿物油
矿物油+防锈剂+抗氧剂
抗氧防锈型工业齿轮油
使用温度为-20～120℃
极压齿轮油
矿物油+极压抗磨剂+其它添加剂
中负荷（中极压）工业齿轮油
加有硫磷型极压抗磨剂、防锈剂、抗氧剂、抗泡剂、减摩剂，使用温度为-20～120℃
复合油
矿物油+3%～10%脂肪油或合成脂肪油
蜗轮蜗杆油
油性较好，一般用于蜗杆传动
合成油
合成烃、羧酸酯、聚二醇醚、聚苯醚、硅油和氟油等
合成油
其优点是热氧化安定性好，黏度指数高，凝点低，抗磨性好。用于在特殊运转条件下工作的封闭式齿轮和蜗轮蜗杆，工作温度为-73～260℃
开式工业齿轮油
加有粘附剂
开式齿轮油
适用于开式齿轮，工作温度为5～120℃
润滑脂
在润滑油中加入稠化剂（皂类）稠化而制成凝胶状物质
润滑脂
适用于低速或间断操作的轻载荷零件，使用寿命长，工作温度为-20～120℃

9．2．2 车辆齿轮油的分类
车辆齿轮油主要用于各种车辆的变速箱、后桥齿轮箱和转向机构的润滑。车辆齿轮的工作特点是：
（1）啮合部位承受的压力很高；
（2）工作温度高，一般工业齿轮的工作温度为10～80℃，在苛刻条件下短时间内可达
到90～100℃。但准双曲面齿轮的工作温度可达到120～180℃；
（3）滑动速度大，冲击载荷大，润滑条件苛刻。因此对车辆齿轮所用齿轮油提出了更高的要求。
9．2．2．1 车辆齿轮油的粘度分类
SAEJ306C黏度分类是车辆齿轮油的代表性黏度分类。各国均参照采用。我国参照SAE黏度分类，制订了驱动桥和手动变速器齿轮润滑油黏度分类（见表9-9）。
表9-9 驱动桥和手动变速器齿轮润滑油黏度分类（GB7631.7-89）
黏度牌号
黏度为150000mPa·s时最高温度/℃
运动黏度（100℃）（mm2·s-1）
最 小
最 大
70W
75W
80W
85W
90
140
250
-55
-40
-26
-12
-
-
-
4.1
4.1
7.0
11.0
13.5
24.0
41.0
-
-
-
-
小于24.0
小于41.0

9．2．2．2 车辆齿轮油的质量等级分类
美国石油学会API把车辆齿轮油分成不同质量水平的共六个等级列于表9-10中。其中GL-5级车辆齿轮油符合美军规格MIL-L-2105D。
汽车后桥一般均使用GL-5水平车辆齿轮油。手动变速器则主要使用GL-4，或GL-5水平的车辆齿轮油。
在车辆齿轮油使用分类中，同时还有一个美军标分类。MIL-L-2105A，始于40年代，约相当于GL-3。MIL-L-2105始于50年代，相当于GL-4。MIL-L-2105B出现于60年代初，约相当于GL-5，但现已废除。其后于70年代初和80年代中，先后出现MIL-L-2105C和MIL-L-2105D，均相当于GL-5水平。其中MIL-L-2105D专门提出，可以适用于利用再生润滑油作基础油的GL-5齿轮油。
进入90年代，由于大功率长距离货运汽车对GL-5车辆齿轮油的热氧化安定性和抗擦伤和剥落等抗磨损性的特殊要求，先后提出了MT-1和PG-2两档水平的车辆齿轮油。原美军标准出现了MIL-L-PREF-2105E。
我国参照API分类，制订了车辆齿轮油的详细分类（见表9-11）。
我国车辆齿轮油详细分类与API齿轮油使用分类的对应关系如表9-12所示。
表9-10 API汽车变速箱和驱动桥润滑剂使用分类
分类
使 用 说 明
GL-1
低齿面压力、低滑动速度下运行的汽车螺旋伞齿轮的驱动桥以及各种手动传动箱规定用GL-1齿轮油，直馏矿油能满足这类情况的要求。可以加入抗氧剂、防锈剂和消泡剂改善其性能
GL-2
适用于汽车蜗轮后桥齿轮，由于其负荷温度和滑动变速的状况，使得GL-1齿轮油不能满足要求的蜗轮齿轮规定用GL-2的齿轮油，这种油通常都加有脂肪添加剂
GL-3
适用于速度和负荷比较苛刻的汽车手动传动箱和螺旋伞齿轮的驱动桥规定用GL-3类的油，这种油耐负荷能力比GL-1和GL-2要高，但比GL-4要低
GL-4
在低速高转矩，高速低转矩工况下的各种齿轮，特别是客车和其它车辆用的准双曲面齿轮，规定用GL-4的油。要求油品抗擦伤性能等于或优于CRC参考油RGO-105，并要通过试验程序，其性能水平达到1972年4月起用的ASTMSTP-512规定的要求
GL-5
在高速冲击负荷、高速低转矩、低速高转矩下操作的各种齿轮，特别是客车和其它车辆的准双曲面齿轮规定用GL-5油。要求其抗擦伤性能等于或优于CRC参考油RGO-110，并要通过试验程序，其性能达到1972年4月起用的ASTMSTP-512规定的要求
GL-6
这个分类已经被废除，评价润滑油性能试验程序所用的设备已经不存在了

表9-11 车辆齿轮油的详细分类（GB7631.7-89）
代号
组成特性和使用说明
使用部位
CLC
精制矿油加抗氧剂、防锈剂、抗泡剂和少量极压剂等制成，适用于中等速度和负荷比较苛刻的手动变速器和螺旋伞齿轮的驱动桥
手动变速器、螺旋伞齿轮的驱动桥
CLD
精制矿油加抗氧剂、防锈剂、抗泡剂和极压剂等制成，适用于在低速高转矩、高速低转矩下操作的各种齿轮，特别是客车和其它各种车辆用的准双曲面齿轮
手动变速器、螺旋伞齿轮和使用条件不太苛刻的准双曲面齿轮的驱动桥
CLE
精制矿油加抗氧剂、防锈剂、抗泡剂和极压剂等制成，适用于在高速冲击负荷，高速低转矩和低速高速转矩下操作的各种齿轮，特别是客车和其它各种车辆的准双曲面齿轮
操作条件缓和或苛刻的准双曲面齿轮及其它各种齿轮的驱动桥，也可用于手动变速器

表9-12 我国车辆齿轮油的详细分类与API使用分类的对应关系
我国车辆齿轮油的详细分类
相当API使用分类
CLC
GL-3
CLD
GL-4
CLE
GL-5

国外使用较多的是GL-3，GL-4和GL-5水平车辆齿轮油。GL-1、GL-2等质量较低的油品，可用性能相当的工业齿轮油来代替。我国国家标准已取消与其相对应的CLA，CLB两类油。
CLC，CLD车辆齿轮油我国以前都叫双曲面齿轮油，分为两类：
（1）渣油型双曲面齿轮油，适用于一般载荷的准双曲面齿轮，按100℃黏度，又分为22、28两个牌号，现在该油品由于质量不好，已停止生产。
（2）馏分型双曲面齿轮油，按其所含极压剂类型又分为硫-磷-氯-锌型和硫-磷型两类（后者的热氧化安定性、防锈性能等优于前者），该油品可用于苛刻条件下的小轿车、公共汽车、载重汽车的准双曲面齿轮，按100℃粘度又分为18、26两个牌号，其质量水平相当于CLC或CLD车辆齿轮油。
9．2．2．3 车辆齿轮油的发展过程
车辆齿轮油使用分类或质量等级发展过程中，主要与极压抗磨添加剂的类型等有密切关系。早期，在车辆齿轮油中以硫化矿油或硫化动植物油和环烷酸铅或氯化石蜡等添加剂为主，即所谓S-P型或S-Cl-Pb型车辆齿轮油。随着负荷和抗擦伤性能的提高，从含磷酸酯类抗磨添加剂的S-P-Cl型，引入二烷基二硫代磷酸锌类添加剂，成为S-P-Cl-Zn四元素添加剂型。由于以后热氧化安定性要求更苛刻，出现了S-P型车辆齿轮油。迄今已有了第二代、第三代S-P型车辆齿轮油。在热氧化安定性、抗极压性、水解稳定性、耐冲击负荷等全面性能得到明显地提高。表9-13汇总了这些演变与性能分类之间的关系。
我国车辆齿轮