GBT 19936.2-2024 齿轮 FZG试验程序 第2部分：高极压油的相对胶合承载能力FZG阶梯加载试验A1016.6R120标准立项发展报告

齿轮FZG试验程序第2部分：高极压油的相对胶合承载能力FZG阶梯加载试验A10/16.6R/120标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Gears—FZGTestProcedures—Part2:RelativeScuffingLoad-CarryingCapacityofHighEPOils—FZGStepLoadTestA10/16.6R/120摘要齿轮传动作为机械装备核心基础零部件，其润滑油的承载能力直接关系到设备运行的可靠性与寿命。高极压油（HighEPOils）在重载齿轮传动中应用广泛，但缺乏统一的试验评价方法和标准依据，制约了产品质量提升与国际技术交流。本报告围绕国家标准GB/T19936.2-2024《齿轮FZG试验程序第2部分：高极压油的相对胶合承载能力FZG阶梯加载试验A10/16.6R/120》的立项背景、编制过程、技术内容和应用前景展开系统论述。该标准等同采用ISO14635-2:2004国际标准，规定了高极压油相对胶合承载能力的FZG阶梯加载试验方法，涵盖试验设备、试验齿轮、试验条件、试验步骤及结果评定等核心技术要素，适用于评估高极压齿轮油的抗胶合性能，同时可扩展至传动润滑油的开发、质量控制及失效分析等领域。本标准的发布实施填补了国内在高极压油胶合承载能力评定领域的标准空白，实现了与国际先进测试方法的对接，对规范润滑油市场、提升齿轮传动系统可靠性、促进润滑油产品进出口贸易具有重要支撑作用。报告还介绍了主要起草单位郑州机械研究所有限公司的技术实力与承担标准化工作的背景，并对标准未来在智能化和绿色化方向的修订完善提出了展望。关键词：齿轮传动；FZG试验；高极压油；胶合承载能力；润滑剂；标准AbstractGeartransmissionservesasacorefundamentalcomponentofmechanicalequipment,andtheload-carryingcapacityofitslubricatingoildirectlyaffectsthereliabilityandservicelifeofequipmentoperation.Highextreme-pressure(EP)oilsarewidelyusedinheavy-dutygeartransmissions;however,theabsenceofunifiedtestevaluationmethodsandstandardbasishasconstrainedproductqualityimprovementandinternationaltechnicalexchange.Thisreportprovidesasystematicdiscussionontheprojectinitiationbackground,draftingprocess,technicalcontent,andapplicationprospectsofthenationalstandardGB/T19936.2-2024*Gears—FZGTestProcedures—Part2:RelativeScuffingLoad-CarryingCapacityofHighEPOils—FZGStepLoadTestA10/16.6R/120*.ThestandardidenticallyadoptstheinternationalstandardISO14635-2:2004,specifyingtheFZGsteploadtestmethodforevaluatingtherelativescuffingload-carryingcapacityofhighEPoils,coveringcoretechnicalelementsincludingtestequipment,testgears,testconditions,testprocedures,andresultevaluation.Itisapplicabletotheevaluationofanti-scuffingperformanceofhighEPgearoilsandcanbeextendedtofieldssuchasdevelopment,qualitycontrol,andfailureanalysisoftransmissionlubricants.Thepublicationandimplementationofthisstandardfillthedomesticgapinthefieldofscuffingload-carryingcapacityevaluationofhighEPoils,achievingalignmentwithinternationallyadvancedtestmethods,andprovidingsignificantsupportforregulatingthelubricantmarket,enhancingthereliabilityofgeartransmissionsystems,andpromotingimportandexporttradeoflubricantproducts.ThereportalsointroducesthetechnicalstrengthsandstandardizationworkbackgroundofZhengzhouResearchInstituteofMechanicalEngineeringCo.,Ltd.,theprimarydraftingunit,andproposesprospectsforfuturerevisionsofthestandardinintelligentandgreendirections.Keywords:geartransmission;FZGtest;highextreme-pressureoil;scuffingload-carryingcapacity;lubricant;standard1引言齿轮传动是机械装备中最主要、应用最广泛的动力传递形式，广泛服务于能源装备、轨道交通、航空航天、船舶海洋、冶金矿山等国民经济关键领域。齿轮润滑油的性能优劣直接影响传动系统的效率、温升、磨损乃至整机寿命。其中，胶合（Scuffing）是重载齿轮传动中最具破坏性的失效模式之一，其特征为齿面在高速重载条件下因润滑膜破裂而发生局部焊合与撕裂，迅速导致齿面严重损伤。因此，准确评价润滑油抵抗胶合失效的能力，对齿轮装置的设计选型、润滑油配方开发和质量控制具有不可替代的重要意义。FZG试验作为国际通用的齿轮油承载能力评定方法，由德国慕尼黑工业大学齿轮研究中心（FZG）于20世纪60年代率先提出，经过数十年发展已形成系统化的试验标准族。ISO14635系列标准将FZG试验方法国际化，其中ISO14635-2规定了采用A10/16.6R/120试验程序评价高极压油相对胶合承载能力的方法。长期以来，我国在齿轮油承载能力评定方面主要参考引用相关国际标准或国外先进标准，缺乏自主制定的国家标准，难以满足国内行业发展和国际贸易的需求。在此背景下，制定GB/T19936.2-2024国家标准，等同采用ISO14635-2:2004，对于完善我国齿轮润滑标准化体系、提升润滑油产品质量水平、促进国内外贸易便利化具有重要的现实意义和战略价值。本报告对该标准的立项背景、编制原则、技术内容、创新点和应用前景进行全面阐述。2标准立项背景与必要性2.1行业需求分析随着我国装备制造业向高端化、智能化方向快速发展，齿轮传动装置不断向高速、重载、紧凑化方向演进，对润滑油的性能要求日益严苛。高极压油（HighEPOils）以其优异的极压抗磨性能，在冶金、矿山、水泥、风电等高负荷工况中获得广泛应用。然而，由于缺乏统一的国家标准试验方法，不同企业、不同检测机构之间对高极压油胶合承载能力的评价结果存在较大差异，导致产品质量参差不齐，市场秩序受到干扰。在实际生产和贸易中，润滑油生产商、齿轮装置制造商和终端用户亟需一种公认、可靠、可重复的标准试验方法来评定和比较不同高极压油产品的胶合承载能力。制定该国家标准正是回应行业这一核心诉求的关键举措。2.2国际接轨需求ISO14635-2:2004《齿轮FZG试验程序第2部分：高极压油的相对胶合承载能力FZG阶梯加载试验A10/16.6R/120》是国际标准化组织齿轮技术委员会（ISO/TC60）发布的权威标准，在国际润滑油行业得到广泛认可和应用。我国作为ISO常任理事国和全球最大的装备制造国，有必要将这一重要国际标准转化为我国国家标准，以满足国际贸易中技术标准互认的需求。具体而言，采用ISO14635-2:2004具有以下战略意义：一是实现国内检测方法与国际贸易中通用方法的完全对接，消除技术壁垒；二是促进国内润滑油生产企业参与国际市场竞争，提升产品国际认可度；三是为国内检测机构出具国际互认的检测报告提供标准基础。2.3标准体系完善需求我国已建立齿轮精度、强度计算、承载能力等较为完整的齿轮标准体系，但在润滑油性能试验方法方面仍存在薄弱环节。GB/T19936系列标准对应ISO14635系列标准，其中第1部分（GB/T19936.1）涉及A/8.3/90试验程序，已先行发布；本标准的制定将完善该系列标准的配套性，使高极压油和普通润滑油分别获得对应的FZG试验评价方法，形成更为严密的标准化体系。2.4政策法规依据本标准的制定符合《中华人民共和国标准化法》和《国家标准化发展纲要》的精神要求。《国家标准化发展纲要》明确提出"持续推进标准国际化，推动中国标准与国际标准体系兼容"，本标准的制定正是落实纲要精神、推动标准"引进来"与"走出去"有机结合的具体实践。同时，国家"十四五"规划中将高端装备制造和核心基础零部件作为重点发展方向，齿轮润滑标准的完善直接服务于这一战略布局。3标准编制原则与依据3.1编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：（1）等同采用原则。根据采用国际标准的管理规定，本文件等同采用ISO14635-2:2004，在技术内容和结构编排上与ISO标准保持一致，确保国内外试验方法和评价结果的一致性。仅在编辑性方面做必要修改，以满足我国标准编写规范和实际使用需求。（2）科学性原则。标准中规定的试验方法经过大量试验验证，具有良好的区分度、重复性和再现性。试验条件（如转速、载荷级数、油温等参数）的选取基于充分的工程实践和理论分析。（3）可操作性原则。标准注重实用性和可操作性，试验装置、试验齿轮、操作流程等均有明确、具体的规定，便于各类检测机构和生产企业实施。标准中所需的试验设备具有成熟的商业化供货渠道，无需特殊定制。（4）协调性原则。标准在制定过程中充分考虑与GB/T19936.1、GB/T3480（齿轮承载能力计算）等相关标准的协调配套，避免标准之间的交叉重复或相互矛盾。3.2标准属性本标准为推荐性国家标准（GB/T），技术上规定了高极压油相对胶合承载能力的FZG试验方法。推荐性国家标准的性质既保证了方法的权威性和统一性，又为不同应用场景下的灵活选用留有余地。标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求进行编写。4标准主要内容4.1范围本标准规定了高极压油的相对胶合承载能力FZG阶梯加载试验A10/16.6R/120的试验方法，包括试验原理、试验设备、试验齿轮、试验条件、试验步骤、结果评定和试验报告等内容。标准适用于高极压齿轮油（APIGL-5级别及以上）相对胶合承载能力的评定，也可扩展到其他类型润滑油或含不同添加剂配方油品的对比评价。值得注意的是，本试验方法作为相对评价方法，其结果用于比较不同油品在相同试验条件下的胶合承载能力，并非用于预测实际齿轮装置的绝对承载能力。这一范围的明确界定确保了试验方法的科学定位和合理应用。4.2规范性引用文件标准中规范性引用了ISO14635-1（齿轮FZG试验程序第1部分：油品的相对胶合承载能力FZG试验方法A/8.3/90）等国际标准，以及涉及试验齿轮精度、润滑剂粘度测定等相关标准，确保了标准实施所必需的配套技术文件完备性。4.3术语和定义标准界定了"胶合（scuffing）""胶合承载能力（scuffingload-carryingcapacity）""失效载荷级（failureloadstage）"等关键术语。其中"失效载荷级"的定义尤为关键，指试验齿轮齿面出现胶合损伤时对应的载荷级，是评定结果的直接依据。4.4试验原理与装置试验原理：在FZG齿轮试验机上，以恒定转速（16.6m/s节圆线速度）和规定的初始油温（120℃）运行标准试验齿轮副，逐级增加载荷，在每个载荷级下运行规定时间后停机检查齿面状况，记录齿面出现胶合损伤（以齿面胶合损伤面积超过规定判据为准）的载荷级。试验装置：FZG齿轮试验机由驱动电机、试验齿轮箱、加载离合器、传动系统、润滑系统、温控系统等组成。试验齿轮副采用标准的FZG变位齿轮（A型），齿数比约为1:1（小齿轮齿数16，大齿轮齿数24），法向模数4.5mm，压力角20°，齿宽20mm，材料为优质合金钢（如20MnCr5），经渗碳淬火处理至规定硬度。A10/16.6R/120参数含义：其中"A"代表A型齿轮（变位系数x1=+0.8535，x2=-0.5）；"10"代表起始载荷级为第10级（小齿轮扭矩约358N·m）；"16.6"代表节圆线速度为16.6m/s（对应小齿轮转速约3000r/min）；"R"代表顺时针方向旋转（右旋）；"120"代表初始油温为120℃。4.5试验条件与步骤试验条件：试验载荷级从第10级开始，逐级加载至胶合失效或达到第12级（最终载荷级）。每个载荷级的运行时间为15分钟，试验油量、油温控制方式等均按标准规定执行。试验齿轮每级载荷后需拆卸检查齿面状态。试验步骤：主要包括试验齿轮的安装与磨合、油样准备与加注、分级加载试验、齿面检查与胶合判定的循环操作，直至达到失效判据。具体步骤包括：a)安装新试验齿轮副并进行标准磨合程序；b)将油样加热至120℃并保持稳定；c)按第10级开始加载，运转15分钟后停机，拆卸检查；d)若未发生胶合，依次增加载荷级（第11级、第12级）；e)每次检查时记录齿面胶合损伤的类型、位置和面积；f)当任一对齿面的胶合损伤面积超过判据时，判定该载荷级为失效载荷级。4.6结果评定试验结果的评定以失效载荷级（FLS）和胶合总载荷级（SSL）为主要参数。失效载荷级为出现胶合失效的最低载荷级；胶合总载荷级为各级载荷级之和。标准同时规定了试验结果的有效性判断条件：两次平行试验结果的允许偏差范围，以及异常数据的处理方法。最终报告应包含油品标识、失效载荷级、胶合总载荷级、齿面损伤描述等信息。5技术亮点与创新5.1强化了高温极压条件下的评价能力相较于GB/T19936.1（对应ISO14635-1，A/8.3/90试验程序），本标准规定的A10/16.6R/120试验程序起始载荷级更高（第10级），节圆线速度更大（16.6m/s），初始油温更高（120℃），更接近高极压油在实际重载高速齿轮传动中的苛刻工况条件，有效避免了普通FZG试验对高极压油区分度不足的问题。5.2实现与国际接轨等同采用ISO14635-2:2004，使国内高极压油胶合承载能力的评价从方法原理到判定准则均与国际通行做法完全一致，为润滑油产品的国际贸易和技术交流扫清了障碍。这也有助于国内检测机构获得国际互认的检测能力。5.3系统性的试验条件控制标准对试验齿轮的材料、热处理、精度等级、表面粗糙度，试验油的温度控制精度、流量要求，环境温湿度条件等都做出了详细且严格的规定，有力保证了试验结果的重复性和再现性。5.4明确的失效判据相比早期的FZG试验方法，本标准在齿面胶合损伤的判定上提供了更为明确的量化判据，减少了人为判断的偏差，提高了不同实验室之间结果的可比性。6主要起草单位介绍本标准的主要起草单位为郑州机械研究所有限公司（以下简称"郑州机械所"）。该公司始建于1956年，是原机械工业部直属的综合性机械科学研究机构，现隶属于中国机械工业集团有限公司（国机集团），是国家级转制科研院所和行业归口单位。郑州机械所长期致力于齿轮传动基础理论、设计方法、试验检测技术和标准化研究，设有新型钎焊材料与技术国家重点实验室、国家齿轮产品质量监督检验中心等国家级创新平台。在齿轮强度计算、齿轮润滑、齿轮试验技术、齿轮精度检测等方向积累了深厚的科研基础和丰富的工程实践经验，主持或参与制修订了百余项齿轮传动领域的国家和行业标准，是我国齿轮标准化技术委员会（SAC/TC52）的主要承担单位之一。在齿轮润滑与试验研究方面，郑州机械所建有国际先进水平的FZG齿轮试验室，配备多台FZG试验机及配套检测设备，承担过大量齿轮润滑油、添加剂的承载能力测试与研究工作，具备丰富的FZG试验经验和数据积累。在本标准的制定过程中，郑州机械所作为主要起草单位，负责标准草案的拟订、实验室间比对试验的组织、验证试验的实施以及标准送审稿、报批稿的编制等工