開式齒輪傳動，主要用于礦山、冶金、化工、建材等重工業(yè)，其特點是：傳動功率大、轉速低、重量大、體積大、生產周期長、價格高。大型開式齒輪傳動，多是全廠整個生產流程中關鍵設備的關鍵件。它的損壞，會導致全廠停工，給生產帶來巨大的經(jīng)濟損失。延長開式齒輪的使用壽命，是完成生產計劃、達到預定經(jīng)濟效益的保證。
保證開始齒輪的使用壽命，除了嚴格執(zhí)行操作規(guī)程以外，重要一環(huán)，就是保證高性能的潤滑。需要有高性能、滿足開式齒輪特殊要求的潤滑劑；需要有保證將油品及時、足量地供應到嚙合部位的供油措施。也就是，既需要有好的油品，還需要有和先進的、可靠的供應潤滑劑的方式和設備。
二、 開式齒輪潤滑劑的特點和高性能潤滑劑
開式齒輪潤滑，歷來不被重視。一般認為開式齒輪傳動，屬于“傻大黑粗”設備，齒面應力不大、轉速不高、齒厚磨去一半還可以照用。過去開式齒輪潤滑，常常是在廢機油中加入瀝青，加熱后涂抹到齒面上。瀝青在金屬表面上附著能力強，并有防水作用；但瀝青的高低溫性能很差。在15℃時會硬化，在5~8℃時固化，潤滑膜會裂紋、剝落，使齒面的金屬裸露，加速齒面的磨損；溫度在50~80℃時，又變稀，易于從齒面甩掉【1】，不僅增加潤滑劑的消耗，還嚴重影響工作環(huán)境。
隨著科學技術的進步，機械設備向功率大、轉速高、壽命長的方向發(fā)展，引起人們對開式齒輪潤滑的重視。開式齒輪傳動的特點是：①沒有嚴密的箱體，有的還工作在戶外；②運轉過程中，要經(jīng)歷寒暑，遇到風沙；③還要受環(huán)境中的濕氣、腐蝕性氣體的侵蝕。開式齒輪的工作特點，決定了開式齒輪潤滑劑必須具備：①合適的高低溫性能，低溫不硬化、高溫不流失；②具備較強的黏附性；③具備足夠的擠壓抗磨性能；④具有防銹、防腐蝕性能；⑤適應多灰塵、潮濕、有腐蝕性氣體的環(huán)境。
上世紀中后期，一些大油品公司，根據(jù)開式齒輪的特點，開發(fā)出一些高性能的開式齒輪油。新油品，以高粘度餾分油為基礎油，加入極壓抗磨劑、優(yōu)質粘結劑以及超細固體潤滑劑。新油品黏附性能強，具有極好的極壓抗磨損性能。有的新油品不含瀝青、氯、溶劑和重金屬，符合環(huán)保要求，適用于各種大型開式齒輪傳動。高性能開式齒輪油，以噴射方式供油，廣泛應用于國內外先進的重型設備。
開式齒輪油用于噴射式潤滑，存在的最大問題，是油的粘度隨溫度變化大。開式齒輪，多安裝在戶外或寬大、防寒不好的車間，冬夏溫差大，潤滑油粘度變化懸殊。一般情況，潤滑油的工作溫度上升25℃，其黏度將下降80%，由于噴油潤滑時噴射流的圖形和幾何尺寸，隨粘度變化，溫差大，會嚴重影響潤滑油噴射狀態(tài)的穩(wěn)定。解決辦法，是在保證潤滑性能的前提下，改變潤滑劑的形態(tài)，改用潤滑脂。潤滑脂的稠度，受溫度影響小，在達到滴點以前，脂的軟硬程度變化不大，實踐證明，開式齒輪潤滑脂，是開式齒輪潤滑劑的最佳選擇。
近年來，國內外大油廠，開發(fā)出一批高性能開式齒輪潤滑脂，很好地解決了開式齒輪的潤滑問題，例如：德國Kluber公司的GRAFLOSCON CSG；德國Fuchs公司的CEPLATTYN MG15KG10（威力霸系列）；美孚公司的Mobil OGL-007；埃索公司的DYNAGEAR和我國的一坪公司的7420開式齒輪潤滑脂。其性能如表1、表2：
表1 國外公司開式齒輪潤滑脂理化性能
|
項目 |
QGL-007 |
DYNAGEAR |
威力霸2500 |
|
基礎油 |
礦油 |
礦油 |
礦油 |
|
增加劑 |
高聚物 |
高聚物 |
高聚物 |
|
稠化劑 |
皂類 |
皂類 |
皂類 |
|
固體潤滑劑 |
石墨 |
石墨+MoS2 |
石墨 |
|
錐入度（1/10mm） |
109 |
107 |
104 |
|
滴點（Pa.s）（-20℃，D=20s-1） |
184 |
158 |
186 |
|
相似粘度（-20℃，D=20s-1）（Pa.s） |
982 |
1103 |
- |
|
粘附性（66℃，15min）（%） |
99.9 |
99.8 |
- |
|
四球試驗（常溫，1500r/min） |
- |
- |
- |
|
Ps（N） |
980 |
980 |
735 |
|
PD（N） |
6076 |
6076 |
4900 |
|
d（392N，60min）（mm） |
0.45 |
0.47 |
0.5 |
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表2 一坪公司研制的開式齒輪潤滑脂典型性能
| 項目 | 0# | 00# | 使用方法 |
| 基礎油40℃粘度（mm2/s） | 2504 | 2504 | GB/T 265 |
| 錐入度（1/10mm） | 385 | 426 | GB/T 269 |
| 滴點（℃） | 192 | 190 | GB/T 3498 |
| 粘附性（66℃，15min）（%） | 99.7 | 99.5 | GB/T 0469附A |
| 腐蝕（45#鋼，100℃，3h） | 合格 | 合格 | SH/T 0331 |
| 相似粘度（-20℃，D=20s-1）（Pa.s） | 530 | 498 | SH/T 0048 |
| 四球試驗（常溫，1500r/min） | - | - | GB/T 3142 |
| Ps（N） | 980 | 980 | - |
| PD（N） | >6076 | >6076 | - |
| 梯母肯OK值（N） | 264.6 | 364.6 | SH/T 0203 |
| FZG齒輪試驗（級） | >12 | >12 | SH/T 0306 |
從表中可以看到，新油品，具有如下特點：①無瀝青，高低溫性能好。②加有粘接劑，粘附性強，粘附性達到99.5%。③極壓抗磨性能好，其極壓性能力大于FZG12極。④加有10%，純度為99%，粒度為5μm的固體潤滑劑——石墨或二硫化鉬，大幅度提高了抗磨性能【1】。這些油品，滿足當代開式齒輪傳動對潤滑劑的要求。
一、 供油（脂）方式的現(xiàn)代化
1、 目前使用的潤滑方式
機械設備的潤滑方式，主要是兩類：連續(xù)潤滑和間歇潤滑。理論上講，連續(xù)潤滑，可以是嚙合部位不斷得到新的潤滑劑，可以保證潤滑性能；保證齒輪長壽命，應是正確的選擇。但具體到實際中的開式齒輪潤滑，效果并不理想。其原因是：①開式齒輪傳動，沒有封閉良好的箱體；油品易于混入沙塵，增加齒輪的磨損；易于混入水分和腐蝕性物質，促使油品性能劣化。開式齒輪傳動，采用浸油潤滑或噴油循環(huán)潤滑時由于油品迅速劣化，需頻頻換油，會造成成巨大的浪費。②目前。潤滑油品中，都加入了高性能添加劑，使?jié)櫥阅艽蠓忍岣?。極壓抗磨添加劑，可以在金屬表面上生成化學反應膜，化學反應膜具有殘余效應，一次成膜，可以抗多次磨損；高性能開式齒輪潤滑脂，還加有固體潤滑劑——石墨，石墨易于在金屬表面上形成化學轉移膜，保護金屬表面，從開式齒輪的具體工況和現(xiàn)代科學技術角度看，開式齒輪傳動最好的潤滑方式，應是：使用高性能開式齒輪潤滑脂的間歇式噴射潤滑。
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目前，使用效果好的潤滑系統(tǒng)，是如圖1【2】所示的噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以噴潤滑油也可以噴半流體潤滑脂，其工作原理如下：潤滑系統(tǒng)工作時，空壓機供給的壓縮空氣，經(jīng)濾水器、電磁閥、F1二連體以后，分兩路：一路經(jīng)電磁閥F2減壓閥、油霧器進入油泵，作為油泵的動力；另一路直接經(jīng)管路到達噴咀板，噴咀板上，根據(jù)被潤滑齒輪的齒寬，安裝一定數(shù)量的噴咀，潤滑劑從容器中泵出，經(jīng)溢流閥到達噴嘴，當噴嘴打開時，潤滑劑與壓縮空氣混合，呈霧狀噴出，在齒面上形成潤滑膜，使齒輪保持良好的潤滑。
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2、 噴射方式的現(xiàn)代化
目前存在的干油噴霧潤滑系統(tǒng)，可以實現(xiàn)程序控制，滿足生產需要，但從發(fā)展的角度看，仍有不足，其不足是：①由兩條線分別供油供汽；②油（脂）被霧化，有部分油品霧化飛散，即浪費油品，有污染環(huán)境。
新的開式齒輪噴射裝置，具備以下特點：①體積小、重量輕、結構簡單；②油脂不霧化，利用率可達90%以上，符合節(jié)能環(huán)保要求；③噴射壓力、噴射距離、噴射范圍調整范圍廣，適用于不用油品、不同大小齒輪的要求；④利用反沖，很容易解決賭咀問題，維護方便；⑤可預設噴射時間、停止時間，易于實現(xiàn)自動化。
