DIN 51509-1-1976 Selection of lubricants for gears gear lubricating oils《齿轮润滑剂的选择 齿轮润滑油》.pdf

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1、DIN1 DIN 53509 TEIL 1 76 2794442 0085115 34T DK 665.765 : 621.892.2 : 621.833 DEUTSCHE NORMEN Juni 1976 I I DIN - Auswahl von Schmierstoffen fr Zahnradgetriebe 51 509 Teil 1 Sc h rn i erl e Selection of lubricants for gears; gear lubricating oils Selection de lubrifiants pour engrenages: huiles a en

2、grenages Ersatz fr DIN 51 509 a II c E a - a a E c E 2 r c * c C “ s Y - a c c I C 5 E a F E c c f E E a 5 5 a 2 = m 3 $ 1: c z 1 Anwendungsbereich DIN 51 509Teill erfat Schrnierleohneund mit verschlei- verringernden Wirkstoffen. Der Schwerpunkt dieser Norm liegt nicht in der Auswahl von len fr Kraf

3、tfahrzeug get rie be. Synthetische Schrnierstoffe werden von dieser Norm nicht erfat. Ein Folgeteil zu DIN 51 509 Teil 1 mit einer Auswahl von Getriebefetten und Haftschrnierstoffen ist z. Z. in Vorberei- tung. 2 Zweck Diese Norm gibt Richtwerte, Kriterien und Hinweise zur Auswahl von Schrnierstoffe

4、n fr Wlzgetriebe (Stirnrad- getriebe, Kegelradgetriebe ohne Achsversetzung) und Schraubwlzgetriebe (Schneckengetriebe und achsver- setzte Kegelradgetriebe, z. B. Hypoidradgetriebe, Schrau- bengetriebe), siehe DIN 868 I). 3 Abgrenzung der Anwendungsbereiche fr Schmierle, Getriebefette und Haft- schmi

5、erstoffe 3.1 Grundstzliches Entscheidend fr die Wahl der Schrnierstoffart sind die Urn- fangsgeschwindigkeit der Getrieberder, bertragene Lei- stung, Konstruktion sowie Konzeption (z. B. ausgelegt auf Zeit- oder Dauerfestigkeit) des Getriebes. Bei zweistufigen Getrieben sind die Betriebsverhltnisse

6、der Endstufe zu- grunde zu legen. Bei dreistufigen Getrieben ist ein Mittel- wert der fr die zweite und dritte Stufe erforderlichen kine- matischen Nennviskositt zu bilden. Bei rnehrstufigen Ge- trieben ist entsprechend zu verfahren. Ein flssiger Schrnierstoff ist vorzuziehen. Nur bei bestimmten kon

7、struktiven Gegebenheiten wieetwa offenen Getrieben oder geschlossenen, aber nicht ldich- ten Getrieben sind unter Beachtung der unten angege- benen Richtwerte fr die Umfangsgeschwindigkeit Ge- triebefette oder Haftschrnierstoffe einzusetzen. 3.2 Richtwerte fr den Einsatz verschiedener Schmierstoffar

8、ten in Abhngigkeit von der Um- fangsgeschwindigkeit 3.2.1 Stirnradgetriebe und Kegelradgetriebe ohne Achsversetzung Urnfangsgeschwindigkeit bis 1 rnls: Umfangsgeschwindigkeit bis 4 rnls: Haftschrnierstoffe (Sprh- oder Auftragsschrnierung) Getriebefette (Tauchschrnierung) und Haftschrnier- Stoffe (Sp

9、rhschrnierung) Urnfangsgeschwindigkeit bis 15 rnls: Schrnierle (Tauchschrnierung) Urnfangsgeschwindigkeit ber 15 rnls: Schrnierle (Spritzschrnierung) 3.2.2 Schneckengetriebe 3.2.2.1 Schnecke eintauchend Urnfangsgeschwindigkeit der Schnecke bis 4 rnls: Getriebefette (Tauchschrnierung) Urnfangsgeschwi

10、ndigkeit der Schnecke bis 10 rnls: Schrnierle (Tauchschrnierung) Urnfangsgeschwindigkeit der Schnecke ber 10 rnls: Schrnierle (Spritzschrnierung in Eingriffsrichtung) 3.2.2.2 Nur Schneckenrad eintauchend Urnfangsgeschwindigkeit der Schnecke bis 1 rn/s: Getriebefette (Tauchschrnierung) Urnfangsgeschw

11、indigkeit der Schnecke bis 4 rnls: Schrnierle (Tauchschrnierung) Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke ber 4 rnls: Schrnierle (Spritzschrnierung in Eingriffsrichtung) 4 Ermittlung der erforderlichen Viskositt bei der Anwendung von Schmierlen Bei der Wahl der erforderlichen Getriebelviskositt ist zwi-

12、schen Stirnrad- und Kegelradgetrieben einerseits sowie Schneckengetrieben andererseits zu unterscheiden. Richt- werte fr die kinematische Nennviskositt in rnrn*ls bei 4OoC (bzw. 50C) in Abhngigkeit von einem Kraft-Ge- schwindigkeits-Faktor geben Bild 1 und Bild 2, die auf prak- tischen Erfahrungen b

13、eruhen. Sie gelten fr eine ange- nommene Umgebungstemperatur von etwa 2OOC. Die folgenden genannten Richtwerte knnen bei Anwen- dung besonderer Manahmen berschritten werden. Hier- zu gehren z. B. Khlvorrichtungen und zweckmige Gehusegestaltungen. 1) Beabsichtigte Neufassung Fortsetzung Seite 2 bis 5

14、 Erluterungen Seite 5 und 6 Fachnormenausschu Materialprfung (FNM) irn DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. FachausschuEl Minerall- und Bren,nstoffnorrnung (FAM) des FNM Ausschu Verzahnung (AV) irn DIN Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH. Berlin 30 und Kln 1 06 76 DIN 51 509 Teil 1 J

15、un 1976 Preisgr. 5 Veri.-Nr. 0005 DINI DIN 53507 TEIL I 7b D 2774442 0085LLb 286 D Seite 2 DIN 51 509 Teil 1 4.1 Hhere Werte fr die kinematische Nennvisko- sitt werden unter den folgenden Bedingungen erforderlich: a) Wenn die Umgebungstemperatur stndig ber 25OC liegt. Die erforderliche Viskosittserh

16、hung betrgt etwa 10% je 10% Temperaturerhhung. b) StoBbeanspruchungen und kurzzeitige berbeanspru- chungen sind bei der Berechnung der Stribeckschen Wlzpressung zu bercksichtigen. c) Wenn die Zahnradpaarungen aus hnlich zusammengesetzten Sthlen oder aus Cr-Ni-Stahl (eine Ausnahme machen hier ober- f

17、lchengehrtete oder nitrierte Sthle) bestehen, ist die kinematische Nennviskositt um 35% zu erhhen. d) Bei freBempfindlichen Zahnradpaarungen (geringe oder fehlende elastohydrodynamische Tragdruckbil- dung), wenn keine Schmierstoffe mit verschlei6ver- ringernden Wirkstoffen eingesetzt werden knnen. 4

18、.2 Niedrigere Werte fr die kinematische Nenn- viskositt knnen in folgenden Fllen erforder- lich sein bzw. ermglicht werden: a) Wenn die Umgebungstemperatur stndig unter 10C liegt. Die Viskosittssenkung betrgt etwa 10% je 3OC. b) Wenn die Zahnflanken phosphatiert, sulfuriert oder ver- kupfert sind, i

19、st eine Viskosittssenkung bis zu 25% mglich. 4.3 Berechnungsbeispiele (Siehe auch DIN 3990) 4.3.1 Ermittlung der kinematischen Nennviskositat Zahnbreite b =20mm (Wlz-)Teilkreisdurchmesserdl = 73 mrn Umfangsgeschwindig keit am Teilkreis v = 8,3m/s Zhnezahlverhltnis 22/s1 u = 1,5 fr ein Stimradgetrieb

20、e (Nenn-)Umfangskraft Ft = 2800 N Ft u+l Stribecksche Wlzpressung: ks = _ . .z; .z; b.dl Fr diese berschlgige Berechnung derstribeckschen Wlz- Pressung ist das Produkt der Quadrate des Flankenform- faktors ZH und des berdeckungsfaktors Z, Z& a Z:= 3 zu setzen. 2800 1,5+1 N N .3 = 9,59 _ 20. 73 1,5 m

21、m . mm mm2 ks= . _ Kraft-Geschwindigkeits-Faktor: ks 9,59 N.s - = 1,16 MPa s m-2) v 8,3 mm2.m Mit dem errechneten Kraft-Geschwindigkeits-Faktor I6t sich aus Bild 1 die erforderliche kinematische Nennvisko- sitt ermitteln. Fr dieses Beispiel betrgt die kinematische Nennviskositt 206 mm*/s bei 40OC. F

22、r die Berechnung der Hertzschen Pressung gilt fr die Materialpaarung StahllStahl: 4.3.2 Ermittlung der kinematischen Nennviskositt Ausgangsdrehmoment M2 = 1000 N m Achsabstand a =0,125m Schneckendrehzahl n, = 1000 min- UH = 268,4 . I/lts fr ein Schneckengetriebe Kraft-Geschwindigkeits-Faktor: - ks -

23、 M2 - 1000 Nm v u3 . rzc 0,1253 .lo00 m3 * min- N . min m2 = 512 - Mit dem errechneten Kraft-Geschwindigkeits-Faktor ergibt sich aus Bild 2 fr die erforderliche kinematische Nenn- viskositt ein Wert von 362 mmVs bei 4OOC. 5 Abgrenzung der Anwendungsbereiche fr Schmierle ohne und mit verschleiBver- r

24、ingernden Wirkstoffen Da alle Getriebe entsprechend den unterschiedlichen Beanspruchungskenngr6en 3) und den Betriebsfaktoren 4) auf Dauer- oder auf Zeitfestigkeit ausgelegt werden, ist es unzulssig, nurdiezahnkrfte bzw. diestribeckschen Wlz- Pressungen - etwa oberhalb ihrer jeweiligen Grenzwerte fr

25、 die Zahnfu6- und Wlzfestigkeit 3) -sowie die Fre6-Trag- fhigkeits) als alleiniges Kriterium fr die Schmierstoff- auswahl anzusehen. Vor allem bei dauerfesten und definiert berlastbaren Ver- Zahnungen sind die Anforderungen an das Getriebel weit- gebend von der Konstruktion (auer durch die Verzah- n

26、ungsdaten und damit durch das Verhltnis von maximaler Gleitgeschwindigkeit zu Walzgeschwindigkeit definiert), von der Fertigungsgte und von zustzlichen Betriebsein- flssen, z.B. von dem mit dem gleichen Schmierstoff zu versorgenden Reibkupplungen, abhngig. 5.1 Wlzgetriebe (Stirnradgetriebe und Kegel

27、radge- 5.1.1 Schmierle ohne verschleiBverringernde Wirkstoffe fr alle vergteten, auf Dauerfestigkeit ausgelegten Ver- Zahnungen mit einer Stribeckschen Wlzpressung von unter 7,5 MPa im Bereich nachfolgender Kenndaten: Verzahnungsqualitt nach DIN 3962 = 8 Eingriffswinkel im Normalschnitt am Teilzylin

28、der o, = 20 Profilberdeckung ea = 1,3 Profilverschiebungsfaktor: xl, x2 nur positiv, mglichst x1 = x2. Wlzpunkt Mitte Eingriffsstrecke. Bei x1 * x2 knnen Schmierle mit verschlei6verrin- gernden Zustzen erforderlich werden. triebe ohne Achsversetzung) Kopfrcknahme: vorhanden Sprung berdeckung cP Z 1,

29、0 (Schrg- oder Pfeilverzahnung) bersetzung je Stufe 1 0 N E E . C Z m .- N U O Co .r- m I I I I 1 I l O O O O O O O O ow0 O N 4 m g N- cm e DIN3 DIN 53509 TEIL 3 76 W 2794442 0085LL9 T95 5.1.2 Schmierle mit vercchlei6verringernden Fr gehrtete Zahnflanken, vor allem in zeitfesten Getrie- ben mit eine

30、r Stribeckschen Wlzpressung von ber 7,5 MPa, besonders fr Verzahnungen mit stark einseitiger Profilverschiebung oder u,/u0,3 oder anderen Werten, die auerhalb des in Abschnitt 5.1.1 abgegrenzten Be- reiches liegen. 5.2 Schraubwalzgetriebe 5.2.1 Schneckengetriebe 5.2.1.1 Schmierle ohne verschleiverri

31、ngernde Wirk- stoffe fr auf Dauerfestigkeit ausgelegte Schnecken bei Dauerbetrieb. 5.2.1.2 Schmierle mit speziellen verschleiverringernden Wirkstoffen (Wirkstoffe zur Verbesserung des Gleit- und Reibungsverhaltens) fr auf Zeitfestigkeit ausgelegte, ge- hrtete Schnecken sowie bei aussetzendem Betrieb

32、. Getriebele fr achsversetzte Kegelradgetriebe sind nicht grundstzlich geeignet. 5.2.2 Achsvercetzte Kegelradgetriebe Die achsversetzten Kegelradgetriebe, z. B. als Hypoidrad- getriebe fr Kraftfahrzeugachsen bekannt, verringern mit zunehmender Achsversetzung eine Tragdruckbildung im Schmierlfilm. Au

33、f den Flanken der Schraubradgetriebe dominiert Mischreibung, die verschlei& und fresicher nur mit speziellen verschleiverringernden Wirkstoffen be- herrscht werden kann. Wirkstoffen und Schraubradgetriebe 6 Verfgbare Schmierle 6.1 Bevorzugt einzusetzende Schmierle Die Tabelle enthlt eine bersicht, w

34、elche Schmierle fr die verschiedenen Viskosittsbereiche eingesetzt werden knnen und welche Viskosittsbereiche bevorzugt gewhlt werden sollten. 6.2 Weitere geeignete Schmierle Falls die konstruktiven und betrieblichen Gegebenheiten es erfordern oder erlauben, knnen zur Getriebeschmie- rung noch folge

35、nde Schmierltypen eingesetzt werden. DIN 51 509 Teil 1 Seite 5 6.2.1 Schmierleohne verschleii3verringernde Wirkstoffe Schmierle 2 nach DIN 51 510: Hochviskose Mineralle, vor- wiegend zum Schmieren der dampfberhrten gleitenden Teile an Dampfmaschinen. Sie werden in Zahnradgetrieben mit Tauchschmierun

36、g bentigt, wenn bei dnneren Schmierlen durch die Spaltdichtungen hohe lverluste entstehen wrden. Es sind dies hauptschlich Zahnrad- getriebe von elektrischen Triebfahrzeugen. Schmierle Z werden an Dampfmaschinen nur zur Zylinderschmierung gebraucht. Anmerkung: Folgende Schmierle sind in Deutschland

37、nicht mehr auf dem Markt, sollen zur Vollstndigkeit jedoch hier erwhnt werden. Kraft fa hrze ug - G e trie b e le (un legie rt) : Es handelt sich um alterungsbestndige Mineralle, die etwa den Schmierlen C entsprechen und die den SAE-Viskositts- klassen nach DIN 51 512 zugeordnet sind. Motorenle (unl

38、egiert): Es handelt sich um alterungs- bestndige Mineralle, die etwa den Schmierlen C ent- sprechen und die den SAE-Viskosittsklassen nach DIN 51 511 zugeordnet sind. 6.2.2 Schmierle mit verschlei6verringernden Wirkstoffen Hydraulikle H-LP nach DIN 51 525: Vor allem fr den Ein- satz in hydrostatisch

39、en Anlagen. Bei gemeinsamer Ver- sorgung mechanischer Getriebe sind deren besondere An- forderungen zu beachten. Einsatz in hydrodynamischen Getrieben mit mechanischen Nachschaltgetrieben nur in Abstimmung mit dem Getriebehersteller. HD-Motorenle: Diese Schmierle, entsprechend dem der- zeitigen Stan

40、d der Technik, knnen im allgemeinen den mildlegierten Getriebelen nach API GL-3 gleichgesetzt werden (siehe Abschnitt 6.1). Vor dem Einsatz fr die Ge- triebeschmierung ist sicherzustellen, da die verschlei- verringernden Eigenschaften vorhanden sind und fr die Getriebeschmierung tatschlich ausreiche

41、n. C-LPF-Schmierle sind C-LP-Schmierle mit Festschmier- stoffenanteil. Erluterungen Die vorliegende Norm ist vom Unterausschu E laA ,Anforderungen an Schmierle und sonstige le“ im Fachausschu Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des Fachnormen- ausschusses Materialprfung (FNM) ausgearbeitet worden.

42、 DIN1 DIN 51509 TEIL 1 7b 2774442 0085320 i07 Seite 6 Tabelle. Schmierlauswahl DIN 51 509 Teil 1 Schmierle mit versc hieiverringernden Wirkstoffen ohne4) verschleiverringernde Viskositt der Schmierle Wirkstoffe h I- O? c a 1 I o al :p a, E c o “ - .- h - r m N K K a, Y 22 32 X X X X X 16 low X 32 46

43、 46 68 X X 75 X 25 m 324 X X X X 20w 20 X X X 68 X 80 X X 1 O0 30 X X X X X 150 40 50 X X X 220 X 90 X X X 220 320 X X X X X 460 680 140 X X 1) Die ISO-Viskosittsklassen nach DIN 51 519 (z. Z. noch Entwur) geben die Mittelpunktsviskositt an (Kinematische Viskositt in mmVs bei 4OOC). Der Viskosittsst

44、ufung nach DIN 51 519 (z. Z. noch Entwurf) liegt die Internationale Norm IS0 3448 zugrunde. Fr die an dieser Stelle durchgefhrte Zuordnung zu den Viskosittskennzahlen nach DIN 51 502 ist ein Viskositts-Index VI = 90 zugrunde gelegt. kann lediglich einen ungefhren Vergleich der Viskositten ermglichen

45、. 2) Die Gegenberstellung der SAE-Viskosittsklassen und SO-Viskosittsklassen nach DIN51 519(z. Z. noch Entwurf) mit den Kennzahlen 3) Die Kennzahl entspricht der kinematischen Nennviskositt in mm2l.s bei 5OoC Die Tabellenfelder der vorzugsweise zu whlenden Kennzahlen sind schraffiert. 4) Diese Schrn

46、ierle knnen Zustze zum Erniedrigen des Pourpoints und des Stockpunktes und zum Verbessern desSchaumverhaltens sowie Wirkstoffe zum Erhhen des Korrosionsschutzes, der Alterungsbestndigkeit sowie beider Eigenschaften enthalten. 5) Alterungsbestndige Mineralle, die vor allem bei Umlaufschmierung einges

47、etzt werden, wenn eine erhhte Alterungsbestndigkeit als das der Schmierle N nach DIN 51 501 erforderlich ist. Eine Norm ber die Mindestanforderungen fr Schmierle C-L ist in Vorbereitung. 6) Mineralle fr Schmierungsaufgaben, fr die keine besonderen Anforderungen, z. B. hinsichtlich Alterungsbestndigk

48、eit. Kltever- halten usw., an die Schmierstoffe gestellt werden. 7) Mineralle, die vor allem in Dampfturbinen und in elektrisch oder von Dampfturbinen angetriebenen Maschinen wie Generatoren, Turboverdichtern, Pumpen sowie Getrieben eingesetzt werden. In besonderen Fllen kann der Einsatz von EP-legi

49、erten Schmierlen in Getrieben notwendig werden. Eine Norm fur Mindestanforderungen an Schmierle TD-LP besteht noch nicht. 8) Eine Norm ber die Mindestanforderungen an Schmierle C-LP ist in Vorbereitung. 9) Nach DIN 51 502 unterscheidet man fr Kraftfahrzeug-Getriebele mit verschleiverringernden Wirkstoffen