磨齿油满足EHS管理体系加工性能及设备兼容性影像仪

2019-08-12 18:07:00来源：齿轮传动

本文重点阐述磨齿油满足EHS管理体系、加工性能以及设备兼容性三个方面的必要性以及重要性，为磨齿油的设计开发提供了全面的设计思路。

通过磨齿加工的齿轮能够取得更好的表面精度，消除热应力，减少热处理变形，从而更好地控制齿轮的噪音，提高齿轮的使用寿命。这种曾经的被认为效率低、成本高齿轮加工手段，随着新型砂轮材料的优越性能及磨齿机自动化程度越来越高、磨齿机的效率得到极大提升的情况下，现在已经在齿轮加工特别是汽车齿轮加工中得到了普遍应用。

不管是采用成形法还是展成法磨齿，都朝着全数控化、高精度化、高速、高效化方向发展，对于磨齿油的产品设计与应用效果也提出了新的要求。因此，本文从三个方面进行磨齿油设计思路的分析探讨。

1.EHS管理体系

EHS管理体系是环境管理体系（EMS）和职业健康、安全管理体系（OHSMS）两体系的整合。在各类工业品的选择与使用过程中更加重视对人体、环境的友好性。

磨齿油的气味是操作工人最为关注的一个方面，为了获得低至无气味的磨齿油使用体验，在进行基础油、润滑添加剂、抗氧剂等组分的选择上就需要充分的评估，同时产品使用过程中由于老化带来的气味变化也需要被充分识别。基于此，推荐采用密封加热喷雾法、催化氧化法评估气味程度。

磨齿油在使用全生命周期内外观不应有明显的变化，外观变化模拟同样可以采用催化氧化法进行。从下图1，2可以看出A油品氧化前后色度变化最小，B油品氧化前后色度变化稍大，C油品初始色度大，氧化后颜色最深。显而易见，现场使用时A油品最为受欢迎。

图1 A，B，C三款磨齿油初始状态图2 A，B，C三款磨齿油催化氧化96h后状态

磨齿油及其挥发出的油雾在使用过程中会频繁的接触工人的手臂、脖子等暴露部位。在设计阶段需选择致敏性和挥发性低的基础油与原料，研究表明，基础油中芳烃、高活性添加剂会对皮肤有较为明显的刺激性，产品开发人员需避免采用；成品的致敏性可交由专业的检测机构进行斑贴试验，筛选出舒适性最优的产品。油雾挥发控制方面则可以通过适宜的润滑冷却性能设计、油雾抑制技术以及保证现场磨削区的磨齿油供液量与供液压力、磨齿油的喷射口可直接喷射到磨削区域、合适的冷却换热系统配备、有效过滤净化等应用方面来实现。

磨齿油需通过第三方检测机构的RoHS 6项甚至是10项认证，使之更加有利于人体健康及环境保护。随着人们对职业健康与环境保护重视程度的提升，在磨齿油中降低磷，硫，氯系添加剂的加入量，关注VOCs的挥发将是未来的发展趋势。

2.加工性能

磨齿油满足加工精度、粗糙度要求、无磨削烧伤是前提。润滑性能通过四球摩擦试验机（图3）来测试，主要参考SH/T 0189和GB/T 12583进行油膜强度与磨斑直径的检测，油膜强度的检测结果并非越高越好，磨斑直径的检测结果也并非越低越好，需保证润滑与砂轮自锐性达到最优化的平衡。

图3四球摩擦试验机

为了保证磨齿油的加工性能稳定发挥，在使用过程中夹裹着磨灰的油品应易被过滤系统净化，从而保证加工过程中不易出现划伤等表面质量问题。氧化安定性试验后的油品建议进行抽滤试验，如发现油品浑浊且不易过滤则可能有使用过程中难易净化的风险，需要提前识别出。

除此以外，也需要关注油品的泡沫性能，较高且难以消除的泡沫易导致冷却不足，烧伤等问题发生。可采用高速搅拌法评估成品油的泡沫性能，更低的泡沫高度以及更快的空气释放导致问题的风险会明显降低。图4油品较图5泡沫性能更好。

图4泡沫小、空气释放性好的油品图5泡沫高、空气释放性差的油品

3.设备兼容性

磨齿设备属于精密高端设备，油品对机床里油漆、橡胶件、工装等部位均不应发生腐蚀。图6，7，8为客户现场油品对设备造成的不利的影响。建议从原料的选择阶段与成品油均可以采用浸泡老化等方式进行模拟测试。

磨齿油闪点需高于150℃，不易发生着火问题，保证安全性；油品在流动、冲击、飞溅，与设备发频繁的接触和分离，产生静电；适宜的电导率加速静电导出，减少油品中积聚的电荷并降低油品的电位，降低静电事故[4]。常见的检测设备见图9，10。

结语：

产品的质量是设计出来的，而非维护出来的。故建议配方工程师在磨齿油产品设计时结合齿轮行业的发展趋势，客户的应用体验，加工质量的保证，设备的兼容性等方面开展工作。相信通过全面的产品设计，能够更好的助力高精齿轮的制造。

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