Трансмиссионные масла предназначены для смазывания
зубчатых передач и других деталей и узлов трения. В зубчатых передачах
шестерни работают в режиме гидродинамической или граничной смазки, но
чаще в обоих режимах одновременно с преобладанием граничного.
Использование трансмиссионных масел должно обеспечивать длительную
работу редуктора или трансмиссии при температуре -50 ... 150 °С и выше.
Современные трансмиссионные масла представляют собой сложные
многокомпонентные системы, состоящие из базовых масел и присадок. При
этом базовые масла должны обладать хорошими вязкостно-температурными
свойствами, а присадки к трансмиссионным маслам — повышенной химической
активностью и адсорбционной способностью. Подбор присадок к
трансмиссионным маслам затруднен. С одной стороны, присадки и продукты
их взаимодействия с маслом не должны вызывать химической и
электрохимической коррозии металлических поверхностей трансмиссий. С
другой стороны, с целью снижения износов и предотвращения задиров
присадки, вводимые в трансмиссионные масла, должны быть в определенной
степени химически активны, чтобы на поверхностях трения образовывались
противоизносные и противозадирные модифицированные слои.
Зубчатые передачи и подшипники качения — основные элементы агрегатов
трансмиссий — работают в условиях высоких удельных нагрузок и
температур. При температуре работающего масла ниже 100 °С в нем может
содержаться конденсационная влага (от следов до 2 ... 3 %).
Следовательно, масло должно обладать хорошими антикоррозионными
свойствами, в противном случае существенное развитие получают
коррозионные процессы, что в свою очередь может привести к вибрации,
нарушению соосности валов, выходу их из строя. Товарные трансмиссионные
масла при непрерывной работе машин защищают поверхности от
электрохимической коррозии. При периодической работе трансмиссий защита
поверхностей от коррозии во многом зависит от адгезионных свойств масла.
Если масло способно вытеснять воду с поверхности, то оно обладает
высокими защитными свойствами. Введение ингибиторов коррозии может
улучшать или ухудшать смазывающие свойства масел. Это зависит во многом
от их совместимости с противоизносными и противозадирными присадками, т.
е. необходимо, чтобы воздействие вводимых в масла присадок взаимно
усиливалось. Трансмиссионное масло должно удовлетворять следующим
требованиям:
обеспечивать работоспособность узлов трения в условиях высоких удельных
нагрузок и окружающих скоростей или скоростей скольжения, а также
длительную бессменную работу;
иметь хорошие вязкостные и термоокислительные свойства, обеспечивающие
широкий температурный диапазон применения (—50 ... 150 °С и выше);
снижать износ шестерен и других пар трения в трансмиссиях, а также
трение и потери энергии на трение; отводить тепло от пар трения;
предотвращать коррозию металлических пар трения в условиях повышенных
нагрузок и влаги;
снижать вибрацию и шум шестерен и защищать их от ударных нагрузок;
вымывать и удалять из зоны трения продукты износа и другие загрязнения.
Вязкостные свойства масел определяют надежность работы редукторов. Это
обусловлено тем, что в процессе работы масло нагревается до высоких
температур, поэтому оно должно обладать повышенной исходной вязкостью. В
начале рабочего цикла трансмиссионное масло имеет низкую температуру,
следовательно, необходимо использовать базовые масла с низкой
температурой застывания и пологой вязкостно-темпера-турной
характеристикой. При высоких температурах (150 °С и выше) некоторые
противоизносные и противозадирные присадки теряют свои свойства, что
может привести к интенсивной коррозии и окисляемости масел. Поэтому
трансмиссионные масла должны иметь высокую термоокислительную
стабильность.
Для повышения эксплуатационных свойств трансмиссионных масел в них
вводят противоизносные, противозадирные, антиокислительные,
противопенные и другие присадки. При использовании трансмиссионных масел
в редукторах температура застывания масел должна быть на
5 ... 10 °С ниже минимальной температуры окружающей среды.
Физикохимические показатели отечественных масел для трансмиссий
приведены в табл. 2.26.
В настоящее время выпускаемые трансмиссионные масла имеют более 20
марок. Практически для каждой новой марки машины или трансмиссии
разрабатывается новое масло. В этих условиях унификация и технически
обоснованная классификация трансмиссионных масел является настоятельной
необходимостью.
Согласно классификации SAE все трансмиссионные масла разделены на шесть
классов вязкости: 75W, 80W, 85W (всесезонные масла), 90, 140 и 250.
Классификация API делит масла по их применимости в конкретных передачах:
GL-1, GL-2, GL-3 — соответственно для мало-, средне- и
тяже-лонагруженных прямозубых, спирально-конических и червячных передач;
GL-4 и GL-5 - для гипоидных передач с обычной и повышенной температурой
масла в объеме; GL-6 — для гипоидных передач с увеличенным смещением
ведущей шестерни.
В 1973 г. странами-членами СЭВ были приняты рекомендации по
стандартизации трансмиссионных масел. Предложенная классификация делит
все масла на три класса по вязкости (9, 18 и 34 мм2/с при 100 0С) и на
пять эксплуатационных групп.
Специалистами ВНИИНП предложена классификация трансмиссионных масел,
которая направлена на дальнейшее ее совершенствование и унификацию
масел. Все масла предложено разделить на пять эксплуатационных групп и
шесть классов вязкости с учетом конкретных передач и условий применения.
В зависимости от области применения предложены следующие группы
масел:ТМ1 — для прямозубых, спирально-конических и червячных передач,
работающих при контактных напряжениях до 100 МПа и температуре масла в
объеме до 90 ° С; минеральные масла для присадок;
ТМ2 - для тех же передач, но при контактных напряжениях до 2000 МПа и
температуре масла в объеме до 120 0 С; минеральные масла с
противоизносными присадками;
ТМЗ — для тех же передач, но при контактных напряжениях свыше 2000 МПа и
температуре масла в объеме свыше 120 °С; минеральные масла со слабыми
противозадирными присадками;
ТМ4 — для гипоидных передач при температуре масла в объеме до 135 °С;
минеральные масла с сильными противозадирными присадками;
ТМ5 — для гипоидных передач при наличии ударных нагрузок и температуре
масла в объеме свыше 135 °С; минеральные масла с сильными
противозадирными присадками и высокой термоокислительной способностью.
Допустимые пределы вязкости трансмиссионных масел приведены в табл.
2.27.