防“微”杜渐，瓦解齿轮侵蚀危机

　　千里之堤，溃于蚁穴。“微点蚀”这种“不起眼”的齿轮表面疲劳现象若不加以有效控制，就会成为齿轮箱乃至整个设备“崩溃”的罪魁祸首。

　　导致微点蚀产生的因素有很多，但最关键的因素是齿轮表面粗糙度和润滑油的选择。随着齿轮箱设计和技术的发展，表面硬化或渗碳齿轮被广泛地应用，这无形中让微点蚀现象越发地突出，从而也大大提升了重大设备故障的可能性。

　　因此，了解微点蚀现象的危害、掌握辨识以及控制方法，已经成为齿轮箱日常维护、提高性能水平的必备技能之一。

　　“微小”隐患，巨大威胁

　　微点蚀引起的破坏性磨损，可能在设备工作的最初数个小时之内就会出现，齿轮上的微点蚀会引发连锁反应，导致齿轮、轴承和密封的一系列问题。

　　齿轮齿面磨损增加：齿轮上出现微点蚀时，所产生的磨损会改变齿轮齿廓的形状，使得载荷集中于较小的区域，从而影响齿轮在通过啮合点时的传动精度，这不仅会导致齿轮箱的振动、噪声及错位，还会增加齿轮失效的机率。

　　点蚀：不断的磨损，让原先齿轮齿廓“微点蚀”区域逐渐发展成了一系列“点蚀”。

　　碎屑压痕导致剥落：由于磨损而产生的金属屑会成为齿轮箱润滑油中的污染物，挤压在齿轮和轴承表面上成为“碎屑压痕”，从而改变轴承滚动体和轴承滚道的表面，进而导致轴承表面金属剥落。

　　基于埃克森美孚的科学家目前研究的轴承寿命理论和数据，齿轮齿面上的微点蚀产生的硬质碎片颗粒，可能降低轴承寿命20%[1]以上。

　　及早发现，赢得先机

　　微点蚀几乎可能出现在齿轮的除节线外的任何位置，最常出现在齿轮啮合的重载区或者高速滑动区域。正因如此，微点蚀经常会发生在齿轮的齿顶和齿根以及轮齿边缘，另外在高应力的局部表面也会观测到微点蚀。然而，通过肉眼是很难看到单个的微点蚀，通常许多微点蚀会集体出现，形成黯淡无光泽的区域时才能观测到(如图4)。

图4：微点蚀观察

　　在实验室通过显微镜时，一组干净的齿轮装备在良好的定向光源下能够观测到微点蚀。而在现场检查时，最好是采用强烈的直射光，不要采用散射的荧光灯，从多个不同角度照亮齿面，以观察是否出现微点蚀现象。

　　对症下药，瓦解危害

　　能够有效抑制微点蚀的解决方案一般有三种：

　　· 使用表面极其平滑或“超精细加工”的齿轮和轴承

　　· 改变设备的工作条件

　　· 选择专用于抑制微点蚀的润滑油

　　然而，超精细加工的齿轮仅用于最关键的工业生产中，而改变工作条件通常也是不可能的，因此，最为实际、直接的方法，就是选择合适的齿轮润滑油。

　　高粘度指数、低牵引系数：在选择专用的抑制微点蚀润滑油时，简单地增加润滑油的ISO粘度等级也并非首选，更好的方法是选择具有较高的粘度指数、较低的牵引系数的润滑油，或者两者都加以考虑。较高的粘度指数可以在工作条件下提供较厚的润滑油膜，而较低的牵引系数可以帮助减少表面疲劳。例如，美孚齿轮油SHC XMP系列是具有高粘度指数和低牵引系数的合成齿轮油，可以有效控制微点蚀。

图5：美孚SHC 600系列润滑油拥有平衡配方技术

　　平衡配方：虽然微点蚀是一个主要问题，但如果因此而忽视甚至牺牲其他性能来换取解决微点蚀问题，也是不可取的。高品质的齿轮润滑油应当能拥有平衡的配方，兼顾各大性能的需求。例如，专为工业用齿轮箱设计的美孚SHC齿轮油系列，不仅在防止微点蚀性能表现出色，而且同时具有良好的抗磨损保护、良好的水分离、泡沫控制和抗腐蚀保护、与通用密封材料的兼容性等(如图5[2])，其配方能更好地延长设备使用寿命，从而提高设备的生产效率。

　　[1] 数据来源于埃克森美孚研发与工程公司

　　[2] 该数据来源于埃克森美孚研发与工程公司，所引用的数据和结果是基于埃克森美孚对美孚产品的测试和分析。该润滑油产品的实际应用效果对不同的用户可能由于设备的种类、运行条件和环境、保养情况等的不同而有所差异。