[发明专利]一种润滑膜温度试验方法与装置

说明书

 

技术领域

    本发明涉及一种摩擦学领域中的一种新试验方法与试验装置，尤其是一种润滑膜温度试验方法与装置。

背景技术

在各种各样的摩擦付系统中，边界摩擦是最为广泛的摩擦形式，在边界摩擦过程中，边界润滑膜的性能起着决定性的作用，因此，研究各种润滑油在摩擦面间形成的边界膜的性能，对于润滑油的合理使用及其性能的提高，对于润滑油品的设计和和开发，对于润滑工程本身的理论和实践，都有着十分重要的意义。

目前评价润滑油边界润滑能力的判据主要是采用临界载荷或临界速度，通常是在室温条件下，针对影响摩擦副状态的两个主要工作参数：载荷和速度。在保持其中的一个参数不变的条件下，通过改变另一个参数的值，使摩擦副系统由正常工作状态到破坏状态，由此获得速度(或载荷)变化的临界值，来作为润滑油边界润滑性能的评价指标。

但是、由于载荷和速度都不是润滑油本身的物理量，与润滑油本身的物理──化学特性没有直接关系，因此，用它们作为评价指标是不确切的，一个明显的问题是：试验结果随试验条件的不同将发生显著的变化，使得在采用不同的试验方法或不同的试验条件所得到的试验结果之间没有好的一致性。

发明内容

本发明旨在提出一种新的试验研究方法来评价润滑油边界膜的润滑能力。

针对上述研究所存在的问题，在进行了系统研究和分析的基础上，提出摩擦面温度的升高是造成边界润滑膜失效的直接和本质原因，因此、如果以临界温度来作为润滑油边界润滑能力的评价指标，则上述问题可以得到解决。

按现代摩擦学的观点，摩擦付之间的载荷传递是通过只占名义接触面积很小比例的真实接触面积实现的，在真实接触面积上所产生的比压接近于材料的屈服极限，在摩擦过程中，真实接触面积上所产生的摩擦热，一部分传给摩擦付和润滑油，另一部分传给周围环境，这些真实接触区的边界润滑膜的特性，对于摩擦付工作的可靠性起着决定性的作用。如果摩擦增大，摩擦面温度将升高，当摩擦面温度升高到一定值时，隔开摩擦表面，表现有承载能力的润滑油边界膜的结构破坏，导致摩擦表面金属直接接触，摩擦热急剧增加，干摩擦区急剧扩大，边界润滑失效。这个导致边界润滑失效的温度值，就定义为边界润滑膜的临界温度。

在研究了载荷和速度对润滑油边界膜的影响后表明：当边界膜处于由能够正常润滑转为破坏的临界状态时，式：f pv = k  恒能成立，其中k为常数，它对于一定的润滑油在一定的金属材料表面形成的边界膜来说是固定的不变的。f、p、 v分别是临界状态时的摩擦系数，比压和滑动速度，而f pv即为单位摩擦功率。众所周知，摩擦面上的摩擦发热量是与摩擦功率成正比的，当环境情况恒定时，摩擦发热量与摩擦温升是单值函数关系。于是可以得出这样的结论：边界润滑膜破坏时的温度是恒定不变的，这个温度就是边界润滑膜的临界温度。

附图说明

图1是边界润滑膜临界温度试验装置示意图（图在最后）：其各部分的名称和功用如下：

1—  主框架；

2—  手轮+丝杆：带动升降支架5上升；

3—  直线导轨

4—  电机：伺服电机，带动主轴低速旋转

5—  升降支架：安装主轴7及电机4等

6—  联轴器：将电机4与主轴7相连；

7—  主轴：传递扭矩，固定上试样夹具并带动其旋转；

8—  上试样夹具：与主轴相连，用于固定上试样，并带动上试样旋转；

9—  上下试样：可以是四球摩擦副，也可以是锥—柱或环—环摩擦副；

10—              下试样夹具：安装在油盒中，用于固定下试样；

11—              油盒：装试验油样、固定下试样夹具，上下试样均浸泡在油样中；

12—              加热器：对试验油样加热，并可使油样控制在预定温度值；

13—              油盒支承轴

14—              拉力传感器

15—              直线滑块

16---加载砝码：与升降部分的自重一起构成试验载荷。

具体实施方法

本发明研制了与此相应的试验装置；试验装置旨在研究边界摩擦时，润滑油边界膜的温度特性，因此，必须具有如下特点：

1、试验机应能较精确地测出摩擦面间润滑油边界膜的温度；