A tecnologia de medição da espessura da película de óleo é o principal instrumento para otimizar a lubrificação da caixa de engrenagens, fornecendo suporte a dados para a seleção de lubrificantes, a correspondência das condições de trabalho e o aviso prévio de falhas, monitorando o estado da película de óleo em tempo real. Tome o redutor de velocidade fixa de veículos elétricos como exemplo, sua caixa de engrenagens em alta velocidade (velocidade máxima de 12.000 rpm), alto torque (torque máximo de entrada de 300 Nm), a espessura da película de óleo afeta diretamente a vida útil da fadiga da superfície dos dentes e a eficiência da transmissão.

Princípios técnicos e aplicações de engenharia

A tecnologia atual é dividida em dois caminhos principais: óptica e eletricidade. Na óptica, a tecnologia de interferência a laser pode realizar medições de precisão em nanoescala analisando as faixas de interferência da luz refletida na superfície superior e inferior da película de óleo. Por exemplo, o medidor EHD2 da empresa PCS do Reino Unido é baseado no princípio de interferência óptica de película ultrafina, que pode obter sincronicamente a espessura da película de óleo e o fator de tração, aplicável ao estudo de lubrificação de fluxo elástico do lado de atrito de engrenagens de laboratório. A lei elétrica é representada por um sensor de fluxo turbulento elétrico, que calcula a espessura da película de óleo monitorando as mudanças no campo turbulento da superfície do substrato metálico. No Reino Unido, a série de sensores ZED23 pode medir em tempo real a membrana de óleo na faixa de 0,1-2000 μm, com precisão de ± 0,5 μm, e resistente à poluição de óleo, resistente a altas temperaturas (200 ℃), tem sido amplamente utilizado em rolamentos de motores, caixas de engrenagens eólicas e outros cenários industriais.

Valor prático na otimização da caixa de engrenagens

Correspondência precisa do lubrificante: através do monitoramento dinâmico da capacidade de formação de filmes de diferentes óleos de engrenagens de viscosidade (como 75W-90GL-4), em combinação com a curva do coeficiente Z do lubrificante no padrão GB / T3480.2-2021, o efeito do óleo na vida útil de fadiga periférica alta pode ser avaliado quantitativamente. Por exemplo, o valor do lubrificante sintético no teste de engrenagens de superfície dura deve ser corrigido por 1,1 vezes e a engrenagem de ajuste deve ser ajustada por 1,4 vezes.

Otimização da adaptabilidade às condições de trabalho: em condições de carga a velocidade variável, o sensor de fluxo de turbina elétrica pode capturar parâmetros como temperatura, pressão e velocidade de rotação para criar um modelo dinâmico da espessura da película de óleo. Em um projeto de otimização da lubrificação do redutor de velocidade elétrica, a tecnologia descobriu que a espessura da película de óleo flutuava até ± 15% em condições de alta velocidade de 12.000 rpm, de acordo com o qual a estrutura de vedação de óleo e o processo de revestimento de gordura lubrificante foram otimizados, aumentando a eficiência de transmissão de toda a caixa em 3,2%.

Aviso precoce de falha: o método de resistência e o método de tensão de descarga podem monitorar indiretamente o estado da membrana de óleo de máscara dental. Quando a carga excede o valor crítico, a queda abrupta da resistência da película de óleo ou a mutação da tensão de descarga podem alertar com 2-3 horas de antecedência sobre o risco de colagem. Em um teste de caixa de engrenagens eólica, a tecnologia capturou com sucesso o processo anormal de queda da espessura da película de óleo de 8 μm para 0,5 μm, evitando grandes acidentes de equipamento.

Tendências tecnológicas

Com a fusão de sensores de fibra óptica e tecnologia de visão de máquina, o método de interferência laser está passando do laboratório para o campo industrial. A tecnologia de interferência óptica bicolor expande o alcance óptico para mais de 10 μm através da modulação laser vermelho-verde, cobrindo as necessidades de monitoramento de ciclo completo da caixa de engrenagens, desde a inicialização até o estado estável. No futuro, a medição da espessura da película de óleo será profundamente combinada com a tecnologia gêmea digital para obter a simulação em tempo real do estado de lubrificação e o controle de circuito fechado, impulsionando o desenvolvimento do sistema de transmissão de engrenagens para uma alta confiabilidade e longa vida útil.