기어 오일을 선택할 때 알아야 할 사항

기어 오일이란?

기어 오일은 자동차, 트럭 및 기타 기계의 변속기, 트랜스퍼 케이스 및 차동 장치용으로 특별히 제작된 윤활유입니다. 점도가 높고 일반적으로 유기황 화합물을 포함합니다.

일부 현대식 자동 변속기(통합 변속기 및 차동 장치)는 중유를 전혀 사용하지 않고 대신 자동 변속기의 압력 하에서 사용할 수 있는 저점도 유압유로 윤활합니다. 기어 오일은 윤활유 시장의 약 20%를 차지합니다.

대부분의 기어박스 및 차동 윤활유에는 하이포이드 베벨 기어의 슬라이딩 작용을 처리하기 위해 고압 첨가제(EP)와 내마모 첨가제가 포함되어 있습니다. 일반적인 첨가제에는 디티오카바메이트 유도체 및 황 처리된 유기 화합물("황 함유 탄화수소")이 포함됩니다.

인/황 화합물을 포함하는 EP 첨가제는 부싱 및 싱크로나이저에 사용되는 구리 및/또는 황동과 같은 황색 금속을 부식시킵니다. GL-1 등급의 기어 오일에는 EP 첨가제가 포함되어 있지 않으므로 노란색 금속으로 만들어진 부품이 포함된 응용 분야에 사용됩니다.

 

어떤 기어 오일이 주어진 용도에 가장 적합한지 어떻게 알 수 있을까?

일반적으로 서비스 설명서를 검색하고 QPL(적격 제품 목록)에서 제품을 선택하는 것만 큼 간단합니다. 불행히도 이 솔루션은 주어진 기어 세트에 대해 최적의 윤활을 제공하거나 윤활유 재고 관리의 최대 효율성을 제공하지 않을 수 있습니다.

일부 OEM(Original Equipment Manufacturer)은 관련 매개변수를 고려한 일반 사양을 제공하지만 다른 OEM은 작동 온도를 고려하지 않을 수 있는 일반 사양만 제공합니다.

따라서 윤활유 선택을 담당하는 사람은 기어박스에 윤활유가 지정되는 방식에 대한 기본적인 이해를 갖는 것이 중요합니다.

장치 제조업체의 사양을 이해하고 해석하는 것 외에도 이유를 이해하고 필요한 경우 변경할 수 있는 것이 중요합니다.

산업용 기어 윤활유를 선택할 때 단순히 유지보수 매뉴얼의 QPL에서 제품을 선택하는 것 외에도 제품 가용성, 작동 조건, 선호하는 윤활유 브랜드 및 제품 통합 노력을 포함하여 다양한 요소를 고려해야 합니다. 윤활유의 올바른 선택은 우수한 윤활 프로그램의 초석입니다.

이것을 잘 이해하면 윤활 기술자는 정상 조건에서 기계의 신뢰성을 극대화하고 윤활제 사양을 비정상 조건에서 문제 해결사로 사용할 수 있습니다.

 

기어 오일 선택 기준

기어 세트에 가장 적합한 윤활제를 선택하려면 다음 기준을 충족해야 합니다.

점도.
흔히 윤활유의 가장 중요한 성질이라고 합니다.

첨가제.
윤활유에 사용되는 첨가제 패키지는 윤활유의 일반적인 범주를 결정하고 작동 조건에서 다양한 주요 성능 특성에 영향을 미칩니다.

기유 유형.
사용되는 기유의 종류는 작동 조건, 기어 종류 및 기타 요인에 따라 결정되어야 합니다.

 

점도

적절한 점도 등급을 선택하는 것은 일반적으로 구성 요소의 서비스 설명서에서 권장 사항을 찾는 것만큼 간단합니다. 불행히도 매뉴얼이 항상 존재하는 것은 아니거나 기계가 OEM의 권장 사항을 벗어난 조건에서 작동합니다.

따라서 점도 선택 방법과 요구 사항에 영향을 미치는 요인을 이해하는 것이 중요합니다.

기어 윤활유의 점도는 주로 주어진 속도와 하중에서 결합 표면 사이에 원하는 필름 두께를 제공하기 위해 선택됩니다. 대부분의 점도 선택 방법은 하중을 결정하기 어렵기 때문에 하중을 가정하고 결정 요인은 속도가 됩니다.

점도를 결정하는 가장 일반적인 방법 중 하나는 ANSI(American National Standards Institute) 및 AGMA(American Gear Manufacturers Association)에 따른 ANSI/AGMA 9005-E02 표준입니다. 이 방법에서는 윤활제의 부하, 점도 지수 및 압력-점도 계수와 관련하여 가정합니다.

그림 1의 표는 스퍼, 헬리컬 및 모따기 폐쇄 기어 세트에 적용됩니다. 웜 기어 및 개방형 기어에 대한 다른 다이어그램이 있습니다. 이 방법을 사용하려면 기어 세트의 유형, 기어 형상, 작동 온도 및 느린 기어의 속도가 결정되어야 합니다.

기어 오일 점도 등급
장치에서 가장 느린 기어의 피치 라인 속도를 계산한 후, 장치의 가장 가능성 있는 작동 온도를 사용하여 표에서 필요한 점도 등급을 읽을 수 있습니다.

이 방법은 윤활제의 점도-온도 관계를 가정한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다(점도 지수 = 90). 윤활제의 VI가 이 값과 다른 경우 VI = 120 및 160인 오일에 대한 추가 표가 포함되거나 점도-온도 도표를 사용하여 적절한 ISO 점도 등급을 보간할 수 있습니다.

 

기어 윤활제 종류 및 첨가제 선택

점도 등급을 선택한 후 기본 윤활유 유형을 선택해야 합니다. 많은 변형이 있지만 기어 윤활유는 일반적으로 R&O, 스커프 방지 및 컴파운드의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 특정 용도에 가장 적합한 기어 윤활유의 유형은 작동 조건에 따라 결정됩니다.

이 결정을 뒷받침하는 표준 지침이 없기 때문에 선택은 다소 주관적입니다. 많은 장치 제조업체는 점도 요구 사항을 설정하고 이 결정은 최종 사용자에게 맡깁니다.

다른 사람들은 보수적인 것을 선택하고 적용을 위해 EP 윤활제를 지정할 것입니다. 따라서 이 요구 사항에 영향을 미치는 일반적인 조건을 이해하는 것이 중요합니다.

 

R&O 기어 윤활유

녹 및 산화 방지(R&O) 기어 윤활유에는 퍼프 방지 첨가제나 윤활유가 포함되어 있지 않습니다. R&O 기어 오일은 일반적으로 화학적 안정성, 항유화성, 부식 방지 및 거품 억제 범주에서 우수한 성능을 보입니다. 이 제품은 상대적으로 고속, 저하중 및 균일한 하중(충격 하중 없음)에서 작동하는 기어박스에 사용하도록 설계되었습니다.

이 윤활유는 모든 표면 접촉이 유체역학적 또는 탄성유체역학적 윤활 조건에서 작동하는 적용 분야에 가장 적합한 선택입니다. 경계 윤활 조건에서 잘 작동하지 않거나 마모를 방지합니다.

 

안티 스커프(극압) 기어 오일

일반적으로 극압(EP) 윤활유라고 하는 마찰 방지 기어 윤활유는 R&O 오일보다 우수한 성능 특성을 가지고 있습니다. R&O 윤활유에 대해 나열된 특성 외에도 Antiscuff 윤활유에는 필름 강도 또는 하중 지지 능력을 향상시키는 특수 첨가제가 포함되어 있습니다.

가장 일반적인 EP 첨가제는 경계 윤활 조건에서 접착제가 마모되는 것을 방지하기 위해 기계 표면의 화학적 성질을 변화시키는 화학적 활성 화합물인 황 인입니다.

덜 심각한 응용 분야에서는 내마모 첨가제를 사용하여 경계 윤활 조건에서 내마모성을 제공할 수도 있습니다. 일반적으로 미끄럼 방지 윤활제가 필요한 기계 조건에는 고하중, 저속 및 충격 하중이 포함됩니다.

내마모 첨가제인 황 인 및 아연 디알킬디티오포스페이트(ZDDP) 외에도 이황화몰리브덴(몰리브덴), 흑연 및 붕산염을 비롯한 몇 가지 일반적인 고체 재료가 방청제로 간주됩니다.

이러한 첨가제의 장점은 표면 온도가 높을 때만 활성화되는 황-인 화합물과 달리 활성화되기 위해 온도에 의존하지 않는다는 것입니다. 인황 EP 첨가제의 또 다른 잠재적인 부정적인 측면은 특히 고온에서 기계 표면을 공격할 수 있다는 것입니다.

이러한 유형의 첨가제는 또한 황색 금속을 부식시킬 수 있으므로 웜 기어와 같은 이러한 재료로 만든 구성 요소가 있는 응용 분야에는 사용해서는 안 됩니다.

 

복합 기어 오일

복합 기어 윤활유는 세 번째 유형의 일반 윤활유입니다. 일반적으로 복합 윤활제는 윤활성과 피막 강도를 높이기 위해 합성 지방산(지방이라고도 함)과 혼합됩니다. 이러한 기어 윤활유의 가장 일반적인 용도는 웜 기어 적용입니다.

미끄럼 접촉과 EP제의 역효과 때문에 복합 윤활유는 일반적으로 이러한 용도에 가장 적합한 선택입니다. 혼합 오일은 원래 증기 실린더 용도로 만들어졌기 때문에 실린더 오일이라고도 합니다.

 

기유 선택

고품질 광물성 기유는 대부분의 응용 분야에 적합합니다. 사실, 광물성 기유는 일반적으로 일반 합성 물질보다 더 높은 압력-점도 계수를 가지므로 주어진 작동 점도에 대해 더 큰 필름 두께를 허용합니다. 그러나 합성 기유가 선호되는 상황이 있습니다.

많은 합성 기본 재료는 산화 및 열 분해에 대한 고유한 저항력이 더 크기 때문에 높은 작동 온도 응용 분야에 선호되며 경우에 따라 더 긴 서비스 간격을 허용합니다.

또한 합성은 높은 점도 지수와 낮은 유동점으로 인해 낮은 주변 온도에 노출된 기계에서 더 나은 성능을 보입니다.

점도 지수가 높기 때문에 합성 제품은 더 넓은 범위의 주변 온도에 적합하므로 계절에 따라 오일을 교환할 필요가 없습니다. 일부 합성 물질은 또한 더 큰 윤활성을 제공하여 슬라이딩 접촉의 마찰을 줄입니다.

산업용 기어용 윤활유 선택은 대부분의 응용 분야에서 유사합니다. 좋은 사양을 만들기 위한 특별한 속성이나 값은 없습니다. 특정 응용 분야에 가장 적합한 선택을 결정하려면 올바른 점도, 기유, 윤활유 유형을 선택하고 적절한 성능 특성을 평가해야 합니다.