齒輪油的構成和分類

周璇　丁波　周欣偉　石玉龍　王世聞

【摘 要】齒輪是機械中最主要的一種傳動機構齒輪的傳遞功率，齒輪的傳遞功率范圍大、傳動效率高、可傳遞任意二軸之間的運動和動力。齒輪油用于各種齒輪轉動裝置，以防止齒面磨損、擦傷、燒結等，延長其使用壽命，提高傳遞功率效率。本文綜述了齒輪油的構成和分類。

【關鍵詞】齒輪油；構成；分類

Composition and Classification of Gear Oli

ZHOU Xuan DING Bo ZHOU Xin-wei SHI Yu-long WANG Shi-wen

（HuaDian Electric Power Research Institute， Hangzhou Zhejiang 310030， China）

【Abstract】Mechanical power transfer gear is one of the most important transmission mechanism gear， the power transmission gear range， high transmission efficiency， power and motion transfer between any two axes. Gear oil used in various gear transmission， in order to prevent tooth wear， abrasion， sintering， to extend its life and improve the efficiency of power transfer. This article reviews the composition and classification of gear oil.

【Key words】Gear oil； Constitute； Classification

0 前言

齒輪油是以石油潤滑油基礎油或合成潤滑油為主，加入極壓抗磨劑和油性劑調制而成的一種重要潤滑油，添加劑可以單獨加入油中，也可將所需各種添加劑先調成復合添加劑，再加入油中。它用于各種齒輪轉動裝置，以防止齒面磨損、擦傷、燒結等，延長其使用壽命，提高傳遞功率效率。齒輪油具有良好的抗磨、耐負荷性能、合適的粘度、良好的熱氧化安定性、抗泡性、水分離性能和防銹性能。齒輪的齒形不同，對齒輪油的要求也不同，一般分為普通齒輪油和雙曲線齒輪油。齒輪油的用量約占潤滑油總量的6%-8%。

1 齒輪油的構成

1.1 齒輪油基礎油

石油潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類[1]。

礦物潤滑油基礎油又稱中性油。中性油粘度等級以37.8℃（100℉）的賽氏粘度（賽氏粘度：是一定量的試樣，在規定溫度（如100°F、210°F或122°F等）下從賽氏粘度計流出200毫升所需的秒數，以“秒”單位，餾分油按賽氏通用粘度（秒）分為75，100，150，200，350，500， 600，7個牌號，標以100N、150N、500N 等。）表示。把取自殘渣油制得的高粘度油，則稱作光亮油，以98.9（210℉）賽氏粘度（秒）表示，如 150BS、120BS 等。我國于70年代起，制定出三種中性油標準，即石蠟基中性油、中間基中性油和環烷基中性油三大標準，分別以 SN、ZN和DN加以標志。例如，75SN、100SN、150SN、200SN、350SN、500SN、650SN和150BS。但是SN 油的粘度以40℃的運動粘度，BS則以 100℃運動粘度劃分。這些中性油的規格標準已在國內實行了一段時期，對于潤滑油總體生產技術起了促進和提高作用。

中國石化總公司從 90 年代起按照國際上通用的中性油分類方法，并根據國內原油性質和粘度指數，把中性 油分為 UHVI （超高粘度指數，粘度指數>140）、VHVI（很高粘度指數，粘度指數>120）、HVI （高粘度指數，粘度指數>80）、MVI （中粘度指數，粘度指數40-80）和 LVI（低粘度指數，粘度指<40）四大類。見表1礦物基礎油分類和表2國外通用的礦物基礎油的 API 分類。

合成基礎油是采用有機合成方法，由低分子經過化學合成制備成的較高分子的物質，具有一定化學結構和特殊性能。制備合成油的原料可以是動植物油脂，也可以用石油或其他化工產品。在化學組成上，合成基礎油的每一個品種都是單一的純物質或同系列的混合物。構成合成基礎油的元素除碳、氫之外，還包括氧、硅、磷和鹵素等。合成潤滑油與礦物潤滑油相比，在性能上具有一系列優點，可以解決礦物潤滑油不能解決的問題，因此日益得到重視，合成潤滑油不但是軍工產品的重要潤滑材料，而且在民用方面也有很大的潛力。合成潤滑油雖然比礦物潤滑油價格高，但由于性能優良、使用壽命長，機械磨損小，因此合成潤滑油的應用越來越廣泛。見表3合成基礎油的分類。

1.2 齒輪油添加劑

齒輪油添加劑常用的添加劑為極壓抗磨劑和油性劑[2]。

極壓抗磨劑的主要功能是防止擦傷、燒結和磨損。通常極壓抗磨劑均為含硫、磷和氯等活性元素的添加劑，在使用中主要關注其溶解性、揮發性及價格等因素，常見的極壓抗磨添加劑如：硫化異丁烯、磷酸酯和氯化石蠟等。

油性劑是含有極性基團（-COOH、-OH、-OR、–NH2）的長鏈有機化合物，主要包括脂肪酸類、脂肪酸酯類和高級脂肪醇類等。油性劑通過物理吸附和化學吸附而在金屬 形成厚約30nm的定向吸附層，從而阻止金屬間的直接接觸，起減摩抗磨作用。

2 齒輪油的分類

齒輪油可分為汽車齒輪油和工業齒輪油兩類。前者用于潤滑各種汽車的變速箱、傳動箱、減速器和齒輪傳動軸。后者用于潤滑冶金、煤炭、水泥和化工等各種工業的齒輪裝置。

美國石油學會將汽車齒輪油分五檔GL-1～GL-5。GL-1～GL-3的性能要求較低，用于一般負荷下的正、傘齒輪以及變速箱和轉向器等齒輪的潤滑。GL-4用于高速低扭矩和低速高扭矩條件下，汽車雙曲線齒輪傳動軸和手動變速箱的潤滑。GL-5的性能水平最高，用于運轉條件苛刻的高沖擊負荷的雙曲線齒輪傳動軸和手動變速箱的潤滑。參照美國API（美國石油學會）提出的齒輪油性能分類，我國汽車齒輪油分為普通車輛齒輪油（GL-3）、中負荷車輛齒輪油（GL-4）、重負荷車輛齒輪油（GL-5）三級，質量分別與美國的GC-3、GC-4、GC-5級油相當。（一般情況下油質與性能的良好順序為GL-3至GL-5）。

工業齒輪油用于潤滑正、斜、人字、錐齒輪和蝸輪蝸桿等。主要分為以下各種：

①閉式齒輪油。普通齒輪油用于輕負荷運轉的齒輪潤滑；極壓齒輪油中含較多極壓抗磨劑，用于中、重負荷或有沖擊負荷的齒輪潤滑，多用于冶金工業，一般均沿用美國齒輪廠商協會和美國鋼鐵公司的規格。

②開式齒輪油。粘度高，粘附力強。用重質潤滑油加瀝青或聚合物粘附劑調制，為使用方便可加稀釋劑。

③蝸輪蝸桿油。用精制石油潤滑油或合成油加適量脂肪或油性劑調成。

【參考文獻】

[1]中石化基礎油分類標準2005[S].

[2]SH/T0389-92石油添加劑的分類[S].

[3]GB/T 3141-94 工業液體潤滑劑 ISO粘度分類[S].

[責任編輯：楊玉潔]