王彪
（長江（jiāng）大學（xué）機械工程學（xué）院，湖北荊州 434025）

　　摘　要：輪蝸杆傳動裝置（zhì）由於結（jié）構緊湊、傳動比大、傳動平穩等（děng）優點（diǎn），獲得了廣（guǎng）泛（fàn）應用。但由於它的傳動效率偏低，容易發熱，易發生膠合等失效問題。一旦潤滑（huá）不佳，蝸輪蝸杆副發生磨損，會造成較軟的蝸輪（lún）齒麵材料的快速剝落，同時引起（qǐ）功率損失增加，振動、噪聲增（zēng）大。因此，使用性能優良（liáng）的潤滑油就成為解決問題的關鍵，它能（néng）提高（gāo）蝸輪蝸杆傳動的效率，並抑製磨（mó）損速度。

　　關鍵詞：蝸輪蝸杆傳動；潤（rùn）滑（huá）
　　0　前言
　　現（xiàn）代社會，潤滑劑（jì）應用領域十分廣（guǎng）泛（fàn），幾乎所有運動的設備都需要潤滑（huá）。權威機構測算，世界能源的30%-50%消（xiāo）耗於摩擦磨損，60%以上的機械材料損耗於磨損，而且50%以上（shàng）的機械裝備惡性事故都起因（yīn）於潤（rùn）滑失效造成的過度磨損。研究（jiū）和實踐證明，采用（yòng）先進潤滑技術，可減少摩擦磨損，降低機械裝備惡性事故的發（fā）生概率，實（shí）現（xiàn）直接節能，為產業鏈的（de）各個環節創造價值並提高經濟效益。擦學在經濟社會具有增效（xiào）、節能、節材，使資源充分利用，優化環境和保障（zhàng）安全的作用，並能產生巨大的社會效益和經濟效益。
　　1　蝸輪蝸（wō）杆傳動的發（fā）展及其機械特性
　　蝸輪蝸杆傳動是主（zhǔ）要的傳動方式之（zhī）一，用以傳遞空間交錯的（de）兩（liǎng）軸之（zhī）間的動（dòng）力和運動。從（cóng）二十世（shì）紀20年代起，蝸輪蝸杆傳動技術及（jí）其齧（niè）合理論得（dé）到了（le）迅速地發展，對已有的蝸輪蝸杆副進行了改進，提高了承載能力、使用壽命和（hé）傳（chuán）動效率，同時發明（míng）了很多（duō）新型（xíng）蝸輪（lún）蝸杆傳動。如二次（cì）包絡尼曼圓柱蝸杆（gǎn）副、偏置蝸（wō）杆副、圓弧圓柱蝸杆及其各種變化形式，為蝸杆傳動（dòng）技術的（de）發展開辟了道路。五（wǔ）十年（nián）代初西德Flender公司把尼曼教授“凹麵齒圓柱蝸杆副”的研究（jiū）成果以“CAVEX”商標投放市場，六十年代日本三菱公司購（gòu）進西德“CAVEX”型蝸輪蝸杆（gǎn）專利，從（cóng）此兩國對“CAVEX”型蝸輪蝸杆不斷改進（jìn），水平（píng）不斷提高，在市場上有較強的競（jìng）爭（zhēng）力。包絡環麵蝸杆傳動近年來在我國發展十分迅速，其中尤以平麵（miàn）一次包絡和二（èr）次包絡環麵蝸杆傳動Z為突出。1971年我國冶金部門創製成功的平麵二（èr）次包絡環（huán）麵蝸杆傳動，具有承載（zǎi）能力大、傳動效率較高和蝸杆可以磨削等優點。現已大量應用於冶金設備，並在（zài）造船、采礦、機械、建築、天文等各個行業中使用，受到普遍歡迎。表明我國的蝸杆製造（zào）水平已達到了一個新的階（jiē）段。
　　蝸輪蝸杆傳動具有以（yǐ）下（xià）的特征：1.它是一種特殊的交錯軸斜齒輪傳動，交錯角為Σ＝90°，傳動比大，且準確。2.它具有螺旋傳動的某些特點，蝸杆（gǎn）相當於螺杆，蝸輪相當於螺母，蝸輪部分地包容蝸杆。蝸杆材料、蝸輪材料不僅要求具有足夠的強（qiáng）度（dù），更重要的是要具有（yǒu）良好的跑合（hé）性能、耐磨性能和抗膠合性能。蝸輪蝸杆傳動（dòng）常采用青銅或鑄鐵作蝸輪的（de）齒圈，與淬硬並磨製的鋼製蝸杆相匹（pǐ）配。3.傳動平穩，無噪聲。因蝸（wō）杆（gǎn）與蝸輪齒的齧合是連續的，同（tóng）時（shí）齧合的齒（chǐ）對較多（duō）。4.當蝸杆的（de）螺旋升角（jiǎo）小於齧合麵的當量摩擦角時，可以實現自鎖。5.傳動效率比較低。6.因齧合處（chù）有較大的滑動（dòng）速度（dù），會產生較嚴重的摩擦磨損（sǔn），引起發熱，使潤滑情況惡化，所以蝸輪一般常用青銅等貴重金屬（shǔ）製造。
　　2　蝸輪蝸杆傳動對潤滑的要求（qiú）
　　蝸杆傳動由於齒麵間的滑（huá）動較大且（qiě）齒的接觸時間比齒輪傳動相（xiàng）對較長，摩擦（cā）磨損（sǔn）情（qíng）況突出。因此（cǐ），不宜采用一般齒輪油來潤滑。一（yī）般（bān）要求油的粘度較（jiào）大，並有（yǒu）較高的粘度指數，油性要好，且含有某些特殊添加劑。總的要求有以下幾點（diǎn）：1.潤（rùn）滑油要有良（liáng）好的減摩特性，摩擦係數要小。2.在較高溫度時要（yào）有好的抗氧化老化性能，油的安定性要好。3.添加劑要適（shì）合鋼-銅摩擦副的特殊要求。4.油在低溫時（shí）要有良好的流動（dòng）性（xìng），亦即傾（qīng）點要低。這一點對於蝸輪蝸杆傳動常用（yòng）高粘度（dù）的潤滑油來說尤其（qí）重要，因（yīn）為當環（huán）境溫度低（dī）於零度以下時，蝸輪蝸杆傳動起動過程中由於油的凝固，將造成齧合區（qū）缺油現（xiàn）象，產生（shēng）嚴重（chóng）事故。5.既要有好的抗極壓性能和減摩、抗磨性能，還要對銅不（bú）起腐蝕作用。適（shì）用於鋼對鋼齒輪（lún）副的極壓潤滑（huá）油對鋼製（zhì）齒麵的點（diǎn）蝕和瞬時高溫膠合有抑製作用，但對蝸輪（lún）蝸（wō）杆副未必有針對性。因為鋼與銅的接觸和膠合機理與之不盡（jìn）相同，且常用的硫、磷、氯型添加劑（jì）對青銅（tóng）具有很強的腐蝕性，易（yì）促使蝸輪（lún）齒麵產生（shēng）腐蝕、微孔和白斑、綠斑，反而（ér）使磨（mó）損增加。因此，蝸輪蝸杆潤滑油在配製時對基礎油和（hé）添加劑的複合、選（xuǎn）配（pèi）就較複雜些。國外的蝸輪（lún）蝸杆潤滑油從一般的含有脂肪（fáng）油、合成脂肪油來（lái）滿足高滑動率傳動的特點之外，還增加（jiā）了綜合磨損指數這一（yī）項要求和一些特殊添加劑的要求。國外規格中還明確規定了硫等元素的含量（liàng），以（yǐ）避免對銅蝸輪的腐蝕。
　　3　蝸輪蝸杆潤滑油的現狀和發展趨勢
　　目前，國內外主要（yào）用下列品種的潤滑油供蝸輪蝸杆傳動潤滑：
　　1.複合油：它是以（yǐ）礦物（wù）油為基礎油，加入3%-10%的動物脂肪油或合成脂肪油複合而成。它的特點是摩擦係數小，有利於防止發熱過高（gāo），適（shì）用於蝸輪蝸杆傳動的潤滑；2.極壓型蝸輪蝸杆潤滑油：它是以礦物油為基礎油，加入極壓抗磨劑、油性劑等添加（jiā）劑調配而成。主要適用於承受重（chóng）負荷、傳動中有振動和衝擊負荷的蝸輪蝸杆副的潤滑；3.合成型蝸輪蝸杆潤滑油：這類油由聚乙二（èr）醇有機（jī）化合物合成（chéng），具有較（jiào）低的摩擦係數，可降低蝸杆、蝸輪的摩擦磨損（sǔn），提高效率，抗老化能力強，可承受較高（gāo）的工作（zuò）溫度，溫度範圍（wéi）寬（-30℃～+100℃），傾點低，便於低溫下啟動。此外，合（hé）成油的（de）使用壽命較長，可延長換（huàn）油期；4.極壓工業齒輪油（礦物油係）；其中（zhōng）聚乙二（èr）醇潤滑油是國外蝸（wō）輪蝸（wō）杆生產商（shāng）主要推薦產品，而國外企業在設（shè）備維護過程中也大量的使用此類（lèi）潤滑油。我國對蝸輪蝸杆潤（rùn）滑油的研究始於1977年，那時的改進措施還隻是提高油的粘度，後來又（yòu）進行了在基礎油中加入動物脂肪、合成脂肪的研（yán）究（jiū），先後研製出了具有團際水平的蝸輪蝸杆潤滑油係列產品。我國目前將蝸輪（lún）蝸杆潤滑油分為普通型（L2CKE）和（hé）極壓型（xíng）（L2CKE/P）兩大類。相（xiàng）當於國外的複合油和極壓型蝸輪蝸（wō）杆潤滑油。合成型蝸輪蝸杆潤（rùn）滑油即聚乙二醇潤滑油在國內蝸輪蝸杆傳動潤滑中使用還很少。而國內大多數企業在設備維護方麵，由（yóu）於礦物油價（jià）格低廉（lián），從而主要使用它作為蝸輪蝸杆的潤滑油。總體而言，目前，主要的（de）蝸輪蝸（wō）杆傳動使用的潤滑油（yóu）可歸為（wéi）三種，即礦物油、合成烴（tīng）和聚乙二醇。
　　4　結語
　　眾所周知，潤滑（huá）與機械設備運（yùn）轉息息相關，是保（bǎo）證和改進機械設備高效、正常、長期運轉（zhuǎn）的基本手段，是機械運轉的命脈。失去（qù）了潤滑就（jiù）沒有機械設備（bèi）的存在。因此，各國都十分重視先（xiān）進合理潤滑技術的開發和（hé）利用。
　　參考文獻
　　[1]戚文（wén）正，吳曉鈴，張繼山等.國（guó）內外蝸輪蝸杆油的現狀及發（fā）展趨勢[J].潤滑油，2000，15（6），21-24.
　　[2]洪（hóng）家娣（dì），肖文林，王統.潤滑油對蝸杆傳動效率（lǜ）影（yǐng）響的研（yán）究[J].機械設計與研究，1997，（3），19-21.

來源：《城市建設理論研究（電子版）》2015年2期