路径: 主页 > GB > 第90页 > GBZ13672-2022 | 标准编号 | GB/Z 13672-2022 (GB/Z13672-2022) | | 中文名称 | 齿轮胶合承载能力试验方法 | | 英文名称 | Test method for scuffing load capacity of gears | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | J17 | | 国际标准分类 | 21.200 | | 字数估计 | 26,257 | | 发布日期 | 2022-10-14 | | 实施日期 | 2022-10-12 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 13672-1992 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/Z 13672-2022: 齿轮胶合承载能力试验方法
GB/Z 13672-2022 英文名称: Test method for scuffing load capacity of gears
ICS 21.200
CCSJ17
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件
代替GB/T 13672-1992
齿轮胶合承载能力试验方法
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
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件必不可少的条款。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。
5.1 测试油品胶合承载能力
在规定的试验条件下,采用特定参数、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。
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146N/mm2~1841N/mm2),
并符合表2的要求。
6.1.2 用于比对齿轮胶合承载能力
6.1.2.1 结构与功能
主体结构与CL-100齿轮试验机相似。试验机加载可采用其他可控方式(如液压加载等),另外还
应满足以下要求:
---驱动电机功率不小于5.5kW;
---试验过程中发生严重胶合或异常时能够自动停机;
---有控制试验油温的加热和散热装置。
同时,宜满足以下要求:
---中心距为91.5mm或160mm,也可自定义;
---具备双向运转和加载能力,转速可调控,转矩连续可调(加载误差不大于名义转矩的±1.5%);
---润滑油温度控制误差不大于±3℃;
---采用喷油润滑方式时可提供的最大喷油流量不低于15L/min,喷油流量可调节,流量控制精
度不低于±1L/min。喷油嘴多向设置,并可独立控制。
6.1.2.2 载荷级
试验机的加载设置应包含22个载荷级(对应给定的小齿轮计算接触应力为146N/mm2~
3357N/mm2),并符合表3的要求。
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
试验用润滑油应与齿轮箱设计文件中的规定用油一致,或由试验者自行选择(必要时,应与委托方
协商)。
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8.3m/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,应根据需要改变7.1的试验条件。改变主要有以下两种情况。
a) 改变试验齿轮的节圆线速度。如试验条件代号为A/16.6/90,即使用“A”型试验齿轮,齿轮节
圆线速度为16.6m/s,初始油温为90℃±3℃。
b) 改变试验的初始油温。如试验条件代号为A/8.3/60、A/8.3/110和A/8.3/140,即使用“A”型试
验齿轮,齿轮节圆线速度为8.3m/s,初始油温分别为60℃±3℃、110℃±3℃和140℃±3℃。
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
载荷谱(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3357N/mm2。按照表3对齿面逐级加载,在大齿轮转速为1450r/min的
情况下,每加一级载荷试验齿轮稳速运转15min(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
在齿轮胶合承载能力的比对试验中,应首先按照7.4对试验齿轮的一个齿面进行试验,再根据试验
状况进行如下操作:
---如果在试验者设定的最高载荷级下齿轮未胶合失效,则以最高载荷级对试验齿轮的另一个齿
面进行胶合试验,记录发生胶合的应力循环次数,并对试验齿轮的两个齿面进行检查和对比
评价;
---如果在试验者设定的最高载荷级之前齿轮胶合失效,则以失效载荷级对试验齿轮的另一个齿
面进行胶合试验,记录发生胶合的应力循环次数,并对试验齿轮的两个齿面进行检查和对比
评价。
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
(20mm)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
每级载荷运转结束或达到指定循环次数运转后,试验齿轮齿面上出现的损伤形式和损伤程度可对
比表4和图1~图10进行观察,而齿轮的胶合承载能力应以胶合失效时的载荷级或以胶合失效时的应
力循环次数来确定,具体为:
---如果在某个载荷级(例如第10级)运转后,试验齿轮齿面出现中度或重度胶合损伤,则该载荷
级(第10级)就可认为是胶合失效载荷级;
---如果在某个应力下运转后,试验齿轮齿面出现中度或重度胶合损伤,则最近两次开箱时的应力
循环次数的平均值就可认为是胶合失效应力循环次数,例如第217500次循环后拆箱未见齿
轮胶合或仅有轻度胶合,而第239250次循环后拆箱发现齿面出现中度或重度胶合损伤,则二
者的平均值228375就可认为是该应力下的胶合失效应力循环次数。
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σH1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1450r/min和环境温度下,按照表2施加第1级载荷,接通加热器电源,起动电
动机,运转15min。
9.2.1.4 关停电动机,施加第2级载荷,起动电动机继续运转15min。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。
9.2.2 特殊试验法
试验流程与9.2.1相同,而某些试验条件应根据不同的要求做相应改变。具体为:
---对于A/8.3/60,从第5级载荷开始,每级载荷试验的初始油温应控制在60℃±3℃,在规定的
运转时间里,当油温超过63℃ 时,在进行下一级载荷试验前,应使润滑油温度冷却至60℃±
3℃;
---对于A/8.3/110,从第5级载荷开始,每级载荷试验的初始油温应控制在110℃±3℃,在规
定的运转时间里,当油温超过113℃ 时,在进行下一级载荷试验前,应使润滑油温度冷却至
110℃±3℃;
---对于A/8.3/140,从第5级载荷开始,每级载荷试验的初始油温应控制在140℃±3℃,在规
定的运转时间里,当油温超过143℃ 时,在进行下一级载荷试验前,应使润滑油温度冷却至
140℃±3℃;
---对于A/16.6/90,提高齿轮节圆线速度至16.6m/s,每级载荷的运转时间可降为7.5min。
9.3 比对齿轮胶合承载能力
9.3.1 载荷谱试验法
9.3.1.1 按照试验润滑要求将试验台调整为油浴润滑、喷油润滑、油浴和喷油润滑、贫油润滑状态中的
一种。
9.3.1.2 闭合试验齿轮箱,盖上试验机防护罩。
9.3.1.3 按实际载荷谱要求的扭矩和转速给试验台加载,起动电动机。
9.3.1.4 达到预设的时间(一般不超过1h)或循环次数后暂停试验,打开试验齿轮箱,按8.2目测齿面
损伤情况,如果出现中度或重度胶合(见表4和图6~图10),停止试验,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,应继续进行下一循环载荷试验(再次起动
电动机开始试验时,应使用加热器保证油温和上一次试验结束时的油温相同)。
9.3.1.5 试验结束后,应先卸载荷、后卸......
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