硬脂酸界面修饰对油膜润滑影响的试验研究

研究了有限量供油条件下,硬脂酸界面修饰对滑块-玻璃盘面接触条件下油膜润滑的影响。利用面接触润滑油膜测量系统,作者测量了PAO10、甲基硅油基础油以及添加了0.1%硬脂酸的同种基础油产生的润滑油膜厚度随速度的变化曲线,理论计算了连续双侧脊薄油层和离散液滴供油条件下的油膜厚度,并对硬脂酸在盘表面的吸附进行了表征。结果表明,硬脂酸吸附层使润滑轨道表面能降低,其上润滑油发生“反润湿”呈现液滴状分布,该分布能够增高润滑膜厚;硬脂酸吸附使固体表面产生致密膜,表面粗糙度降低;离散油滴经接触区被压塌成为连续油层分布,再次恢复到离散态需要一定时间,这与固体表面吸附层密切相关;此外,二甲基硅油能够促进硬脂酸吸附,增大玻璃盘基体改性程度和润滑油膜厚度。     

非线性剪切流速分布对滑块轴承承载力的影响

目的针对滑动轴承等面接触机械器件,研究非线性剪切流速分布对滑块轴承承载力的影响。方法采用荧光漂白恢复方法结合面接触润滑油膜测量系统,获得了润滑油膜受剪切时的流速分布。采用广义雷诺方程结合剪切流速分布,对面接触流体动压润滑的承载特性进行理论分析。采用Sigmoid函数对非线性流速分布进行拟合。结果由于表观滑移或低黏度层的影响,微纳米间隙PAO8和PB450在膜厚较小时呈现非线性流速分布,且其非线性程度随膜厚变化,润滑油膜在厚度方向的黏度不是一个常量,在高膜厚时呈线性分布。非线性流速分布使广义雷诺方程中的黏度参量1/ηeff大于1,随着非线性程度的增加,黏度参量先迅速增加,然后缓慢上升,相应的最大无量纲承载量对应的收敛比大于经典计算值1.2,膜厚较高时,剪切流速呈现线性分布,理论值最大承载量对应的收敛比为1.2。通过与光干涉技术得到的无量纲承载量-收敛比实验结果进行对比,可知两者具有很好的一致性。结论受剪切时的流速分布可以对机械器件的流体动压润滑特性进行理论预测。     

油性添加剂对限量供油润滑影响的实验研究

目的 探究在限量供油条件下,润滑油中油性剂吸附对滑块-玻璃盘面接触润滑油膜的影响。方法 利用面接触润滑油膜测量系统,测量了PAG基础油以及添加了0.1%硬脂酸和0.1%十八胺油性剂的同种基础油产生的润滑油膜厚度随速度的变化曲线,并对油性剂在盘表面的吸附进行了表征。结果 在普通玻璃盘和紫外照射的玻璃盘两种条件下,有硬脂酸添加的PAG与纯PAG相比,润滑膜厚均降低,其中紫外照射玻璃盘下硬脂酸作用对膜厚的降低程度更为明显。在玻璃盘运转的最低速度和最高速度下,硬脂酸作用使普通玻璃盘膜厚降低量分别为0.25 μm和0.64 μm,降幅为44.2%和22.1%;紫外照射玻璃盘下膜厚降低量分别为0.38 μm和0.91 μm,降幅为61.5%和41.7%。对于紫外照射玻璃盘,硬脂酸吸附使润滑剂在润滑轨道上发生反润湿,呈液滴状分布,对应膜厚降低;十八胺使润滑剂呈离散条状分布,润滑油膜厚与PAG基础油相当,最低和最高速度下膜厚降低量分别为0.11 μm和0.17 μm,降幅为18.2%和8.1%。结论 使用普通玻璃盘时,润滑油膜与滑块表面硬脂酸吸附膜的弱亲和性是导致相应润滑膜厚低于纯PAG基础油的主要原因。玻璃盘紫外照射促进油性剂在盘面的润滑轨道内吸附,润滑轨道内外形成张力梯度,引发润滑油流失,使润滑油膜厚度大幅降低。极性基团极性大小的差异,使添加十八胺产生了远高于添加硬脂酸的膜厚,影响了润滑轨道上润滑油的分布及供油。