1 Scope
This document specifies the test method for the gluing load capacity of different lubricants for test gears under specific test conditions, and the comparison method for the gluing load capacity of different gears under the same test conditions, including test purpose, test equipment, test types, failure evaluation, test procedures and test reports.
This document applies to the test of thermal bonding damage caused by the breakdown of the lubricant film on the tooth surface due to high temperatures caused by load and tooth sliding under oil-lubricated conditions.
This document does not apply to cold galling at low tooth sliding speeds due to high tooth surface pressure, severe off-loading or inadequate lubrication.
2 Normative references
The contents of the following documents constitute essential provisions of this document through the normative references in the text. Among them, note the date of the cited documents, only the date of the corresponding version applies to this document; do not note the date of the cited documents, its latest version (including all the revision of the list) applies to this document.
GB/T 1356 Standard Cylindrical Tooth Profile for General and Heavy Machinery Basic Rack Tooth Profile
GB 1922-2006 Solvent Oil for Paint and Cleaning
GB/T 2821 Geometric Element Code of Gears
GB/T 3374.1 Gear Terms and Definitions Part 1: Geometric Definitions
GB/T 3480.1-2019 Calculation of Load Carrying Capacity of Spur and Helical Gears Part 1: Basic Principles, Overview and General Influence Factors
GB/T 3480.2-2021 Calculation of Load Carrying Capacity of Spur and Helical Gears Part 2: Calculation of Tooth Surface Contact Strength Pitting
GB/T 10095 (All Parts) Cylindrical Gears, Precision System
GB/T 19936.1-2005 FZG Test Procedure for Gears Part 1: Relative Glue Bearing Capacity of Oils FZG Test Method A/8.3/90
3 Terms and definitions
The terms defined in GB/T 2821 and GB/T 3374.1 and the following terms and definitions apply to this document.
3.1
Gluing scuffing
Damage to gear meshing surfaces in the sliding direction caused by adhesive wear.
Note 1. scuffing is the migration of material from the same or different tooth surfaces due to severe adhesion, or the loss of material due to welding and tearing. note 2 Typical tooth scuffing generally occurs at high temperatures. High pressures or high relative sliding speeds are caused by the lack or destruction of the lubricant film between the meshing tooth surfaces.
or breakdown of the lubricating oil film between the intermeshing tooth surfaces.
Note 3: Abrasion is classified as abrasive wear and not as galling.
3.2
3.2 Scuffing load capacity of oils
The maximum load that the lubricant can withstand against gear galling under the test conditions of the specified installation.
3.3
scuffing load capacity of gears
The maximum load that can be carried by gears without galling failure under the specified test conditions.
4 Symbols
The symbols listed in Table 1 are applicable to this document.
Table 1 Symbols, their description and units
5 Purpose of the test
5.1 Test of oil galling load carrying capacity
Under the specified test conditions, standard test gears made of specific parameters
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 Symbols
5 Purpose of the test
6 Test equipment
7 Test types
8 Failure evaluation of the test gear
9 Test procedure
10 Test report
Appendix A (normative) CL-100 gear testing machine main technical performance
Appendix B (Informative) Calibration of CL-100 Gear Testing Machine
Appendix C (normative) Parameters of the "A" type test gear
Appendix D (Informative) Gluing Test Records
1范围
本文件规定了特定试验条件下不同润滑油对于试验齿轮的胶合承载能力的测试方法,和相同试验条件下不同齿轮的胶合承载能力的比对方法,包括试验目的、试验装备,试验种类,失效评价,试验步骤和试验报告。
本文件适用于有油润滑条件下由于载荷和齿面滑动引起的高温导致齿面润滑油膜破裂所造成的热胶合损伤试验。
本文件不适用于在较低的齿面滑动速度下由于齿面压力过高,偏载严重或润滑不充分等原因造成的冷胶合。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文作必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1356通用机械和重型机械用圆柱齿范标准基本齿条齿廓
GB 1922-2006油漆及清洗用溶剂油
GB/T 2821齿轮几何要素代号
GB/T 3374.1齿轮术语和定义第1部分:几何学定义
GB/T 3480.1-2019直齿轮和斜齿轮承载能力计算第1部分:基本原理,概述及通用影响系数GB/T 3480.2-2021直齿轮和斜齿轮承载能力计算第2部分:齿面接触强度点蚀计算
GB/T 10095(所有部分)圆柱齿轮﹐精度制
GB/T 19936.1-2005齿轮FZG试验程序第1部分：油品的相对胶合承载能力FZG试验方法A/8.3/90
3术语和定义
GB/T 2821和GB/T 3374.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
胶合scuffing
齿轮啮合表面在滑动方向上因黏着磨损造成的损伤。
注1。胶合是由于严重的黏着引起的同一齿面或不同齿面上的材料迁移,或由于焊合和撕裂导致的材料损失，注2典型的齿面胶合一般发生在高温.高压或相对滑动速度较高等情况下﹐是由于相啮合齿面间润滑油膜的缺乏
或破坏而导致的.
注3:擦伤归类为磨粒磨损,不属于胶合
3.2
油品胶合承载能力scuffing load capacity of oils
在规定装置的试验条件下,润滑油抗齿轮胶合可承受的最大载荷。
3.3
齿轮胶合承载能力scuffing load capacity of gears
在规定的试验条件下,齿轮不发生胶合失效可承受的最大载荷。
4符号
表1中列出的符号适用于本文件。
表1符号及其说明和单位
5试验目的
5.1测试油品胶合承载能力
在规定的试验条件下﹐采用特定参效<特定材料﹑特定工艺制成的标准试验齿轮加载运转,通过试验齿轮的失效情况,测试和研究不同油品的胶合承载能力。
5.2比对齿轮胶合承载能力
遵循单一变量原则,在不同的油品和润滑方式下,采用不同材料、不同加工工艺或不同齿形等条件的比对试验齿轮加载运转,通过试验齿轮的失效情况﹐比对和研究相同条件下比对试验齿轮的抗胶合承载能力。试验齿轮的比对内容包括但不限于:
6试验装备
6.1试验机
6.1.1用于测试油品胶合承载能力
6.1.1.1结构与功能
应使用满足附录A的CL-100齿轮试验机(或可覆盖CL-100齿轮试验机全部技术要求的试验装置),试验机校验要求见附录B。
6.1.1.2载荷级
试验机的加载设置应包含12个载荷级(对应给定的计算接触应力为146 N/mm'~1 841 N/mm')，并符合表2的要求。
6.2试验齿轮
6.2.1针对油品胶合承载能力测试,试验齿轮参数(“A”型)应符合附录C的规定。
6.2.2针对齿轮胶合承载能力比对,两组或多组试验齿轮应采取单一变量比对,变量以外的其他条件均应保持一致﹐还需满足下列要求;
a)试验齿轮可按产品齿轮参数和实际运行条件进行相似设计﹐但中心距应符合试验机(或齿轮箱)要求,参数设计时应注意避免试验中提前发生点蚀﹑断齿等其他失效情况﹔
b)试验齿轮可选择的变量包括但不限于;齿形参数(如齿形角、变位系数,滑移率,修形方法﹑修形量)、材料、成型﹑热处理﹑机加工、表面处理和工艺流程等﹔
c)同组的试验齿轮应保证同一材料、同一工艺、同一批次完成,并有必要的过程记录;
d)陪试齿轮宜与试验齿轮具有相同的技术参数,并通过增大齿宽等方式避免发生自身失效。警告:试验齿轮参数及其他试验条件的多样性可能会造成试验结果的不确定性﹐即以胶合为目的的试验有可能首先发生点蚀,断裂等其他失效情况,造成试验失败甚至设备损伤。所以试验的设计应考虑全面,试验的过程应严密监控。
6.2.3试验前应对试验齿轮的加工精度和齿面的粗糙度﹑硬度、有无烧伤等进行检查与核对。
6.2.4当利用7.1和7.2的试验结果进行仲裁时,一对试验齿轮只能使用一次。当进行7.3或7.4规定的试验时,如果试验目的和试验条件相同,每对试验齿轮可使用两次,即同一轮齿的左、右齿面各使用一次，
6.3润滑油
6.4计时器和转数计
用以显示和控制每一级试验时试验齿轮的转数﹐应在每一级试验结束后自动切断电动机电源。
6.5试验齿轮装卸工具
包括但不限于加温箱,液压或机械拉马等,应保证试验齿轮在装卸过程中不会损伤自身和试验机。
6.6溶剂油
清洗试验齿轮用。应符合GB 1922-2006中2号油的要求﹐或以未经使用的汽油代替。
7试验类别
7.1常规试验法
在油品胶合承载能力的测试试验中,使用CL-100试验机或同类试验机、"A"型试验齿轮,在齿轮节圆线速度为8.3 m/s,初始油温为90 ℃±3 ℃的条件下进行试验(试验条件代号为A/8.3/90)。其他试验条件应符合GB/T 19936.1-2005中表4的规定。
7.2特殊试验法
在油品胶合承载能力的测试试验中,应根据需郊改变7.1的试验条件。改变主要有以下两种情况。
7.3载荷谱试验法
在齿轮胶合承载能力的比对试验中,使试验齿轮处于给定的安装和润滑条件下。按照实际需求的载荷谐(或稳定载荷)进行加载胶合试验。记录发生胶合的载荷谱(或稳定载荷)循环次数,并对两个试验齿轮的齿面进行检查和评定。
7.4逐级试验法
在齿轮胶合承载能力的比对试验中﹐使试验齿轮处于给定的安装和润滑条件下。试验载荷级最高为22级,接触应力最高为3 357 N/mm'。按照表3对齿面逐级加载,在大齿轮转速为1 450 r/min的情况下,每加一级载荷试验齿轮稳速运转15 min(允许提高大齿轮转速而相应减少齿轮的运转时间).从第5级载荷开始,控制初始油温不超过给定值的±3 ℃,允许油温在每级载荷运转试验中自由上升。
7.5双面试验法
8试验齿轮的失效评价
8.1测试油品胶合承载能力
在具有16个齿的小齿轮有效齿面区域上,相加起来的整个胶合损伤宽度超过一个轮齿宽度( 20 mm)时的载荷级确定为失效载荷级。
8.2比对齿轮胶合承载能力
9试验步骤
9.1试验准备
9.1.1计算
在进行齿轮胶合承载能力比对试验前,应计算本次试验所用小齿轮在设定工况下的接触应力,并将表3的小齿轮接触应力0m中大于或等于计算接触应力的最小应力对应的载荷级作为本次试验的最高载荷级。
注:针对一对试验齿轮的试验为一次试验。
9.1.2润滑
9.1.2.1对于油品胶合承载能力测试试验,应选择油浴润滑。
9.1.2.2对于齿轮胶合承载能力比对试验,针对汽车齿轮和工业齿轮,可按实际工况选择油浴润滑,喷油润滑或两者的组合;针对航空齿轮,除可按实际工况选择油浴润滑,喷油润滑或两者的组合外,还可考虑选择贫油润滑以验证这类齿轮的特殊性。
9.1.3 清洗
9.1.3.1用溶剂油清洗并吹干一对未经使用的试验齿轮。
9.1.3.2检查试验齿轮,其齿面不得有腐蚀,锈蚀或任何其他形式的损伤。
9.1.3.3用未经使用的溶剂油彻底冲洗试验齿轮箱两次。清洗时,溶剂油要加至轴线以上﹐然后用手慢慢地转动试验机以便排出轴承中残留的润滑油。清洗后,放空溶剂油,吹干试验齿轮箱。
9.1.4安装
宜采用恰当的工具来安装试验齿轮,保证不会对齿轮内孔、试验机轴以及其他部位造成损伤。应保证大,小试验齿轮的位置和方向正确,手动盘转无滞涩。
9.2测试油品胶合承载能力
9.2.1 常规试验法
9.2.1.1将指定润滑油加入试验齿轮箱内,使液面至轴心线,齿轮处于油浴润滑状态。9.2.1.2插上加热器插头,装好试验齿轮箱顶盖,盖上试验机防护罩。
9.2.1.3在电机转速约1 450 r/min和环境温度下﹐按照表⒉施加第1级载荷﹐接通加热器电源,起动电动机,运转15 min。
9.2.1.4关停电动机,施加第⒉级载荷,起动电动机继绞云转15 min。按同样程序进行第3级和第4级载荷操作。
9.2.1.5 从第4级载荷开始,每级载荷试验结束后,打开试验齿轮箱,按8.1目测齿面损伤情况。如果达到失效载荷级应停机,对胶合失效齿轮进行照相,在试验报告中记录齿面损伤的位置和尺寸;如果未达到胶合失效﹐再按表2进行下一级载荷试验。
9.2.1.6从第5级载荷开始,每级载荷试验的初始油温应控制在90 ℃±3 ℃,
9.2.1.7在规定的运转时间里﹐当油温超过93℃时,在进行下一级载荷试验前﹐应使润滑油温度冷却至90 ℃±3℃.
9.2.1.8 逐级增加齿面载荷,试验进行到齿面胶合失效为止。如果载荷增加到第12级时齿面仍未胶合失效,停止试验,在试验报告中注明“胶合失效载荷级超过12级”。
9.2.1.9试验中当齿面开始出现胶合时,出现试验噪声增加,试验齿轮箱内冒白烟等情况。在试验机运转和试验齿轮润滑正常的情况下,应按规定运转时间完成后才可停机检查。
9.2.1.10每级载荷运转后要记录油温﹑转矩和电动机总转数。
9.2.1.11试验结束后,应先卸载荷,后卸齿轮。
10试验报告
附录A(规范性)CL-100齿轮试验机的主要技术性能
附录B(资料性)CL-100齿轮试验机的校验
附录C(规范性）“A”型试验齿轮的参数
附录D(资料性)胶合试验记录
