一種潤滑膜溫度試驗方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種摩擦學(xué)領(lǐng)域中用于評價潤滑油邊界潤滑性能的新試驗方法與試驗裝置，即提出采用邊界潤滑膜臨界溫度法來評價潤滑油的邊界潤滑性能，并以此為基礎(chǔ)，研制了與此相應(yīng)的試驗裝置，對于潤滑油的合理使用及其性能的提高，對于潤滑油品的設(shè)計和開發(fā)，對于潤滑工程本身的理論和實踐，都有著十分重要的意義。
【專利說明】一種潤滑膜溫度試驗方法與裝置
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種摩擦學(xué)領(lǐng)域中的一種新試驗方法與試驗裝置，尤其是一種潤滑膜溫度試驗方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]在各種各樣的摩擦付系統(tǒng)中，邊界摩擦是最為廣泛的摩擦形式，在邊界摩擦過程中，邊界潤滑膜的性能起著決定性的作用，因此，研究各種潤滑油在摩擦面間形成的邊界膜的性能，對于潤滑油的合理使用及其性能的提高，對于潤滑油品的設(shè)計和和開發(fā)，對于潤滑工程本身的理論和實踐，都有著十分重要的意義。
[0004]目前評價潤滑油邊界潤滑能力的判據(jù)主要是采用臨界載荷或臨界速度，通常是在室溫條件下，針對影響摩擦副狀態(tài)的兩個主要工作參數(shù):載荷和速度。在保持其中的一個參數(shù)不變的條件下，通過改變另一個參數(shù)的值，使摩擦副系統(tǒng)由正常工作狀態(tài)到破壞狀態(tài)，由此獲得速度(或載荷)變化的臨界值，來作為潤滑油邊界潤滑性能的評價指標(biāo)。
[0005]但是、由于載荷和速度都不是潤滑油本身的物理量，與潤滑油本身的物理——化學(xué)特性沒有直接關(guān)系，因此，用它們作為評價指標(biāo)是不確切的，一個明顯的問題是:試驗結(jié)果隨試驗條件的不同將發(fā)生顯著的變化，使得在采用不同的試驗方法或不同的試驗條件所得到的試驗結(jié)果之間沒有好的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提出一種新的試驗研究方法來評價潤滑油邊界膜的潤滑能力。
[0007]針對上述研究所存在的問題，在進(jìn)行了系統(tǒng)研究和分析的基礎(chǔ)上，提出摩擦面溫度的升高是造成邊界潤滑膜失效的直接和本質(zhì)原因，因此、如果以臨界溫度來作為潤滑油邊界潤滑能力的評價指標(biāo)，則上述問題可以得到解決。
[0008]按現(xiàn)代摩擦學(xué)的觀點，摩擦付之間的載荷傳遞是通過只占名義接觸面積很小比例的真實接觸面積實現(xiàn)的，在真實接觸面積上所產(chǎn)生的比壓接近于材料的屈服極限，在摩擦過程中，真實接觸面積上所產(chǎn)生的摩擦熱，一部分傳給摩擦付和潤滑油，另一部分傳給周圍環(huán)境，這些真實接觸區(qū)的邊界潤滑膜的特性，對于摩擦付工作的可靠性起著決定性的作用。如果摩擦增大，摩擦面溫度將升高，當(dāng)摩擦面溫度升高到一定值時，隔開摩擦表面，表現(xiàn)有承載能力的潤滑油邊界膜的結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致摩擦表面金屬直接接觸，摩擦熱急劇增加，干摩擦區(qū)急劇擴(kuò)大，邊界潤滑失效。這個導(dǎo)致邊界潤滑失效的溫度值，就定義為邊界潤滑膜的臨界溫度。
[0009]在研究了載荷和速度對潤滑油邊界膜的影響后表明:當(dāng)邊界膜處于由能夠正常潤滑轉(zhuǎn)為破壞的臨界狀態(tài)時，式pv = k恒能成立，其中k為常數(shù)，它對于一定的潤滑油在一定的金屬材料表面形成的邊界膜來說是固定的不變的。f、p、V分別是臨界狀態(tài)時的摩擦系數(shù)，比壓和滑動速度，而f PV即為單位摩擦功率。眾所周知，摩擦面上的摩擦發(fā)熱量是與摩擦功率成正比的，當(dāng)環(huán)境情況恒定時，摩擦發(fā)熱量與摩擦溫升是單值函數(shù)關(guān)系。于是可以得出這樣的結(jié)論:邊界潤滑膜破壞時的溫度是恒定不變的，這個溫度就是邊界潤滑膜的臨界溫度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是邊界潤滑膜臨界溫度試驗裝置示意圖(圖在最后):其各部分的名稱和功用如下:
I—主框架；
2—手輪+絲桿:帶動升降支架5上升；
3—直線導(dǎo)軌
4—電機:伺服電機，帶動主軸低速旋轉(zhuǎn)
5—升降支架:安裝主軸7及電機4等 6一聯(lián)軸器:將電機4與主軸7相連；
7-主軸:傳遞扭矩，固定上試樣夾具并帶動其旋轉(zhuǎn)；
8 —上試樣夾具:與主軸相連，用于固定上試樣，并帶動上試樣旋轉(zhuǎn)；
9—上下試樣:可以是四球摩擦副，也可以是錐一柱或環(huán)一環(huán)摩擦副；
10—下試樣夾具:安裝在油盒中，用于固定下試樣；
11 一油盒:裝試驗油樣、固定下試樣夾具，上下試樣均浸泡在油樣中；
12—加熱器:對試驗油樣加熱，并可使油樣控制在預(yù)定溫度值；
13—油盒支承軸 14 一拉力傳感器
15—直線滑塊
16—加載砝碼:與升降部分的自重一起構(gòu)成試驗載荷。
[0011]具體實施方法
本發(fā)明研制了與此相應(yīng)的試驗裝置；試驗裝置旨在研究邊界摩擦?xí)r，潤滑油邊界膜的溫度特性，因此，必須具有如下特點:
1、試驗機應(yīng)能較精確地測出摩擦面間潤滑油邊界膜的溫度；
2、在試驗的過程中應(yīng)能根據(jù)試驗的需要，比較方便地將摩擦面間潤滑油邊界膜的溫度調(diào)整控制到預(yù)定值；
3、應(yīng)始終保證摩擦的性質(zhì)為邊界摩擦。
[0012]為了滿足上述要求，試樣的相對滑動速度應(yīng)取得很低，這是因為:
(I)、當(dāng)滑動速度很低很低時，可以最大限度地減少摩擦發(fā)熱，從而將摩擦溫升限制到一個很微小的范圍內(nèi)，則可以用摩擦面附近一點的溫度來近似代表摩擦面間潤滑油邊界膜的溫度，而不引起太大的誤差。因為要直接測量摩擦面間的溫度在技術(shù)上目前是非常困難的，甚至是不可能的。
[0013](2)、當(dāng)摩擦面溫升非常小，小到可以忽略不計時，使可以認(rèn)為摩擦面間潤滑油邊界膜的溫度與試樣周圍油浴潤滑介質(zhì)的溫度近似一致。這樣，就可以利用控制油浴潤滑介質(zhì)的溫度來達(dá)到有效地控制摩擦面間潤滑油邊界膜溫度的目的。并可以根據(jù)試驗的需要將其自由地調(diào)整到預(yù)定值。
[0014](3)、低滑動速度可防止流體潤滑效應(yīng)的影響，從而始終保持邊界潤滑狀態(tài)。
[0015]在設(shè)計試驗機中，主軸轉(zhuǎn)速采用每分鐘一轉(zhuǎn)，基本上能夠滿足以上各項要求。
[0016]試驗方法如下:
邊界膜臨界溫度的試驗方法采用逐級升溫試驗法，即對于一種油樣邊界膜溫度特性的檢驗:要有計劃地選擇若干個有代表性的溫度點，在這些溫度點分別做獨立的試驗，獲得第一個試驗點的摩擦系數(shù)與磨斑面積值，然后將這些獨立的試驗結(jié)果匯總起來，便可以觀察到該油樣在該種金屬上的邊界潤滑膜在各個不同溫度點的性態(tài)。原則上每個溫度點的試驗都要更換新的試樣和油樣。溫度點的選擇以能夠?qū)⑵錅囟忍匦员憩F(xiàn)清楚為原則。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明涉及一種潤滑膜溫度試驗方法與裝置，其發(fā)明權(quán)利特征在于， 試驗機應(yīng)能較精確地測出摩擦面間潤滑油邊界膜的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在試驗的過程中應(yīng)能根據(jù)試驗的需要，比較方便地將摩擦面間潤滑油邊界膜的溫度調(diào)整控制到預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)始終保證摩擦的性質(zhì)為邊界摩擦。
【文檔編號】G01N19/02GK103852416SQ201210519089
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】孟繁錕 申請人:新昌縣冠陽技術(shù)開發(fā)有限公司