Rasvat avoimiin ja suljettuihin vaihteistosovelluksiin

Eri teollisissa sovelluksissa, kuten sementti- ja hiilitehtaissa, kiertouuneissa tai vaikeissa tiivistysolosuhteissa käytettävien avohammasvaihteiden voiteluun käytetään usein puolijuoksuisia rasvoja nestemäisten öljyjen sijaan. Vyötärövaihteiden sovelluksissa rasvoja käytetään roiske- tai ruiskuvoitelujärjestelmän kanssa. Tällaisten rasvojen valinta vaikuttaa pisteen kestoikään ja hammaspyörien kantokykyyn sekä kulumiskäyttäytymiseen.
Tutkimuksia on tehty vertailemalla nestemäistä öljyä ja erilaisia ​​puolijuoksuisia (NLGI00) rasvakoostumuksia, jotka vaihtelevat perusöljyn viskositeetin, sakeutustyypin ja sekä nestemäisten että kiinteiden lisäaineiden suhteen. Testausajot eri parametrien määrittämiseksi suoritettiin peräkkäin varustetuilla vaihteistotestauslaitteilla; alla on esitetty testilaitteen kaavamainen kokoonpano.

Testitulokset osoittavat, että sakeuden NLGI 00 vaihteistorasvojen käyttöikä on lähes sama kuin perusöljyjen vastineiden. Lisäksi perusöljyn kinemaattinen viskositeetti vaikuttaa merkittävästi tällaisten NLGI 00 -luokan rasvojen pistesyöpymisaikaan. Erityisen synteettisen grafiitin lisääminen tällaiseen vaihteistorasvaan johti pisteen käyttöiän lyhenemiseen ja suureen kulumiseen. Testitulokset osoittavat myös, että näiden rasvojen pistekuorman kantavuus korreloi perusöljyn kinemaattisen viskositeetin kanssa. Käyttämällä korkeampaa perusöljyn viskositeettia saavutettiin pidempi pistekorkeuden käyttöikä ja suurempi pistekuorman kantavuus. Puolinestemäisille vaihteistorasvoille perusöljyn viskositeetilla laskettu pistekuorman kantavuus standardin ISO 6336 mukaan korreloi hyvin käytännön testitulosten kanssa. Testit eri puolijuoksuisten vaihteistorasvojen kulumiskäyttäytymisen analysoimiseksi tehtiin kulutustestissä A/2.8/50 ISO 14635-3 ja ISO 14635-1 perusteella. 100 tunnin kestotestille määriteltiin neljä erilaista kulumisluokkaa ja luokitus tehtiin hammaspyörän ja pyörän kulumissumman mukaan. Yleisesti ottaen lähes kaikki tutkitut voiteluaineet, lukuun ottamatta kiinteitä voiteluaineita sisältäviä rasvoja, osoittavat vähäistä kulumista kaikissa testiosissa. Perusöljyn viskositeetin vaikutus näkyy siinä, että rasvat, joilla on korkeampi perusöljyviskositeetti, kuluttavat vähemmän. Sakeutusaineen pitoisuuden ja sakeutusaineen tyypin vaikutus on lähes olematon, mutta alumiinikompleksisaippualla varustetulla rasvalla on vain hieman korkeampi kulumissumma verrattuna litiumsaippualla sakeutettuun vastineeseensa. Paljon merkittävämpi ero on nähtävissä kiinteän voiteluaineen määrän ja tyypin vaikutuksessa. Synteettistä grafiittia sisältävillä rasvoilla on paljon korkeammat kulumissummat – mikä korreloi rasvassa olevan grafiitin määrään – verrattuna samaan rasvaan, jossa ei ole kiinteitä voiteluaineita. Vaihetestin lopussa 4,2 % grafiittia sisältävä rasva osoittaa kolme kertaa suuremman kulumissumman kuin perusrasva. Ja suuremmalla määrällä grafiittia – 11,1 % – kulumissumma nousi kahdeksan kertaa korkeammalle tasolle verrattuna rasvattomaan rasvaan. Tämä suuntaus vahvistettiin myös kestävyystestissä; eli mitä enemmän grafiittia, sitä suurempi kuluminen. Toisaalta 4,2 % molybdeenidisulfidia sisältävässä rasvassa on vastaava kuluminen. Kun kantopyörästö alkaa pyöriä, vaihteiston vieressä oleva rasva häviää välittömästi, eikä se palaa kyseiseen vaihteistoon riittävän täydennysmekanismin puutteen vuoksi. Pyörivien hammaspyörien ja rasvapohjan väliin muodostuu rako. Tuoretta rasvaa ei valu öljypohjasta vaihteistoon sen kiinteän koostumuksen vuoksi. Voidaan havaita voitelun ja jäähdytyksen puute, joka voi johtaa vaihteiden korkeisiin bulkkilämpötiloihin ja lopulta hankauksiin. Vain pieni määrä rasvaa osallistuu voiteluun. Kanavoitumista tapahtuu pääosin 40 ja 50 % täyttötasoilla ja jäykemmälle pohjarasvalle askeltestin jälkeen ja vain hieman suurempaa kulumista kestotestin jälkeen.
Toisessa kontekstissa sähkötyökaluissa tai lääketieteellisissä sovelluksissa käytettävien pienten, suljettujen vaihteistokäyttöjen voiteluun sekä pienten vaihteistojen voiteluun vaikeissa tiivistysolosuhteissa suositellaan jäykemmät rasvat, joiden koostumus on usein NLGI 1 tai 2. . Rasvatyypin valinta ja täyttöaste vaikuttavat tehokkuuteen, kantokykyyn ja lämmönsiirtoon vaihteistossa.