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关于薄膜润滑程度分析的相关实验
2014-09-19 13:13  点击:111

  目前薄膜润滑的计算,采用了表面层模型,认为在粘变状态下,近表面层的粘度为定值,即为流变态的粘度;中间层的的粘度为常规粘度。同时,提出了等效粘度修正模型,使得计算可以简化为理论方程,但没有实验的支持。本文在此基础上进行实验以论证所得模型的准确性。

  实验轴承是平板滑动轴承,其参数为:B×L=6×4mm,润滑剂为10号标准粘度液,在室温下的粘度值为8.5878mPa/s,对于这种润滑剂是以小分子组成,分子直径大约在=0.8~1.0nm,由此,计算中根据能量的作用距离大约在(2.0~2.5),吸附层厚度=(1.6~2.5)nm,速度v=1.75m/min,施加的载荷是变化的,以使得膜厚发生变化。对于这种实验条件的目的是消除温度和压力对润滑剂的影响,可以只考虑间隙对润滑剂特性的影响,对于检验模型的正确与否是比较适宜的。

  由于实验中轴承表面采用镀铬,因此,可以把两表面的吸附性能看作相同,即计算中取总吸附层厚度为2是合理的。在一般的情况下,用于轴承的金属分子数密度相差较小,特别是采用轴承合金与一般的合金钢,它们的密度比较接近,分子直径相差较小,近似可以看作数密度相等,即对两表面来讲,对液体的吸附性能相同,以简化计算。实验轴承的特性计算在载荷W=8.6470580N时。

  超薄膜液体润滑在引入润滑剂粘度随膜厚变化后,轴承的特性产生了变化,压力、承载能力、摩擦特性等都在变化,这也表现了油润滑轴承具有自稳定性。

  (1)在膜厚达到几个纳米后,壁面吸附层的影响逐渐增大,实际上在厚膜润滑下,吸附层也存在,只是作用相对很小,在计算中可以忽略不计。

  (2)润滑剂的粘度变化,主要是由于润滑剂分子在超薄膜时的取向性和固体表面的强相互作用。

  (3)引入粘变参数后使计算简化,能得出显式的算式,为实际应用提供了方便。

  (4)轴承的摩擦特性在hs很小时,摩擦系数随着hs的增大而减小,但当hs接近于1时,用此方式计算的摩擦系数急剧增大,这与模拟公式的特性有关,因此公式只适用于0≤hs<1.本文的计算和论述是在不考虑温度和压力对润滑剂特性影响的条件下进行的。

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