弹性流体动力脂润滑光干涉试验台的研制

由于弹流润滑的接触区域小、润滑膜厚度薄,且由于润滑脂的非线性黏塑性和强烈的非牛顿性,使得弹流脂润滑的润滑膜厚度测量及实验研究十分困难。基于光干涉测量润滑膜厚度的基本原理,研制出一种弹性流体动力脂润滑的光干涉试验台,并设计其机械传动装置、图像采集装置、供脂及加载装置。在该光干涉试验台上进行白光干涉和单色光干涉试验,Hertz干接触及弹流脂润滑试验。结果表明,该光干涉试验台采集的图像清晰稳定;采用单色光干涉试验比白光干涉试验获得的条纹更加清晰,且测量范围更大。理论计算与实验测量结果一致,表明该试验台可用于弹流脂润滑的实验研究。     

光干涉弹性流体动力润滑试验台

弹性流体动力润滑理论是近二、三十年来发展极为迅速的、具有重大实际意义的一个新兴学科分支,它成功地解释了齿轮、凸轮、滚动轴承等,点、线接触零部件中润滑油膜的形成机理。光干涉法是测量弹流润滑油膜厚度最有效的方法之一,这种方法具有准确、直观、简便易行等优点,特别适宜于作基础研究和油品润滑性质研究。本文介绍了我们所研制的光干涉弹流润滑试验台。本试验台可以测量各种工作条件下,点接触与线接触润滑油(脂)膜厚度、油的压粘系数、接触处的滑动摩擦力。本试验台工作范围相当广,可以改变的工作条件包括:接触几何参数(包括不同接触椭圆度的点接触和线接触),滚动速度、相对滑动速度、侧滑速度、自旋速度、工作温度、工作载荷、润滑油(脂)种类、供油状况等等。实际运行表明,本试验台性能稳定、工作可靠;所获得的干涉条纹图象清晰,颜色层次丰富。     

滚动轴承弹流油膜测试仪的研制与应用

利用阻容振荡原理,通过电路参数优化,研制出一台滚动轴承弹流油膜厚度测试仪。仪器的分辨率为３．５Ｈｚ／ｐＦ,测量范围为０￣２．２ｎＦ。仪器在全膜弹流润滑时可定量测量弹流膜厚;在部分膜时可根据振荡波形分析非金属时间接触率。利用仪器实测某惯性轮轴承的弹流油膜厚度,并考虑热和乏油的影响,对轴承的弹流油膜厚度进行理论计算,实测结果与理论计算结果基本一致。     

基于最小油膜厚度的齿轮基本参数选择

利用Dowson-Higginson公式推导出齿轮基本参数与最小油膜厚度的关系式，并基于Matlab编程绘出相应的关系曲线图，通过关系曲线图揭示出齿轮基本参数对最小油膜厚度的影响规律。最后，结合传统设计参数选择的理论，提出在满足强度、寿命前提下提高润滑性能基本参数的选择原则，为齿轮设计中基本参数的选择提供了理论指导。     

食用油折射率的光干涉快速测量方法

折射率是食用油品质的一项重要指标。为测量食用油折射率,基于泰曼-格林干涉仪,在室温20℃、光源波长632.8nm条件下,通过面阵CCD相机拍照获取食用油的干涉条纹图像,并利用图像处理技术,快速测量出不同食用油样品干涉条纹的移动量,进而求得其折射率。对几种常见的食用油进行了测量,得到花生油、玉米油、大豆油、菜籽油、橄榄油以及葵花和玉米油1∶1混合后的折射率分别为1.470 9、1.473 5、1.472 9、1.471 8、1.469 4、1.473 8。结果表明,利用该方法能够对食用油折射率进行快速测定,同时实验结果精度高,能为食用油品质及地沟油的现场检测提供一种简便有效的手段。     

滚子修形及凸度量对弹流油膜的影响

本文通过了不同修形和凸度量滚子的静态和动态光干涉图片,分析了修形和凸度量对滚子弹同膜形态和接触压力分布的影响,指出滚子表面和加工精度对滚子的使用寿命有限大影响;对数修形滚子接触副间的压力分布要优于其他两种滚子;对数母线子在给定的工况条件下,存在一个使滚子轴向油膜厚度和接触压力分布最为均匀的量佳凸度量。     

光干涉法显微镜测量三维表面形貌研究

本文介绍了利用光干涉法显微镜测量三维表面形貌.利用计算机对在光干涉法显微镜下拍摄的零件表面轮廓条纹图象进行图象识别与处理,自动寻找条纹和计算,直接获得三维表面轮廓形貌.测量结果与触针式轮廓仪的测量结果进行了比较.     

斜齿圆柱齿轮的弹流润滑模型及油膜厚度研究

本文研究了斜齿圆柱齿轮的弹流润滑问题。通过分析斜齿圆柱齿轮的啮合原理及特点,提出以有限宽线接触正反圆锥滚子作为其物理模型,导出了正反圆锥滚子线接触下的油膜间隙方程,这一结论已在该问题的弹流润滑数值计算中得到了令人满意的应用。本文开展的工作对斜齿圆柱齿轮的弹流研究提供了一种有效的理论分析方法。     

滚针弹流润滑双干涉测量技术设计及试验

滚针长径比大于3,其接触区域长宽比常大于100,若用常规单弹流油膜光干涉测量装置,只能得到接触副上某一点的成膜信息,无法同时获得长度方向的成膜情况.为了更加准确地研究滚针接触副在两个不同部位的弹流现象异同,介绍了 一种间距可调的紧凑式双干涉图像显微装置设计,并将其用于同时捕捉滚针在摆动工况下两个不同部位的弹流润滑膜厚与膜形.结果表明该装置能够高质量地同时获取滚针接触副上间距大于8 mm的两处弹流光干涉图像,从而可以开展滚针接触副在正、偏载工况下的膜厚与膜形变化研究,为研究修形滚针接触副的成膜机理提供了一种新的有效手段.     

轧机油膜轴承润滑理论的回顾与展望

综述了国内外轧机油膜轴承的理论研究和应用研究现状,展望了轧机油膜轴承的发展方向,指出轧机油膜轴承的热弹流润滑理论和延寿技术的研究,是实现油膜轴承全优润滑的关键技术。     

基于推力轴承结构的润滑膜厚与摩擦因数测量系统

开发一种基于推力轴承结构的润滑膜厚与摩擦因数测量系统。该测量系统在较低速度下可实现膜厚与摩擦因数的同步测量,在较高速度下可通过保持架固定和玻璃盘回转模式实现润滑油膜测量,通过保持架自由回转和玻璃盘固定模式实现摩擦因数的测量。通过测量不同载荷下的润滑油膜厚度随速度变化曲线,以及与单点接触的测量结果进行定量对比,验证了该测量系统的可靠性。测量得到的摩擦因数曲线表明了滚动体打滑现象的存在。该测量装置为润滑剂特性和滚动轴承润滑特性研究提供了一种评价方法。     

Measurement of Sub-Nanometer Lubricant Films Using Ultra-Thin Film Interferometry

The ultra-thin film interferometric method of measuring the thickness of very thin films in lubricated contacts has been refined so as to be able to measure films down to 0.3nm with a standard deviation of 0.15nm. The main remaining source of measurement variation for films below 3nm thick is the surface roughness of the contacting solids. This modified technique has been applied to study the film-forming properties of three fluids, hexadecane, a dilute solution of surfactant in hexadecane, and cyclohexane. Purified hexadecane shows a very slightly enhanced oil-film thickness below 1nm. The long-chain surfactant forms a boundary film 2nm thick. Cyclohexane behaves as though it forms a surface layer about 1nm thick with viscosity three times the bulk fluid viscosity.     

表面速度异向下的点接触润滑油膜试验机研制及膜厚测量

弹流润滑领域中,润滑油膜的形态、厚度、摩擦力是研究接触区润滑状态,探究润滑机制极为重要的信息。研制表面速度异向下的点接触润滑油膜试验机,该试验机以多光束干涉法作为测量手段,结合弧形轨道实现接触副表面速度夹角的变化;使用旋转系统将接触副系统摩擦力转变为压力,利用高精度压力传感器及摩擦力合力公式,实现表面速度异向下的点接触摩擦力测量和计算。在限量供油条件下对表面速度异向的点接触润滑油膜形态与膜厚进行了观测,探究速度夹角对乏油状态改善及油膜形态变化的影响。结果表明：改变接触副表面速度方向,入口油池得到改善,中心膜厚增加。     

A Generalized Differential Colorimetric Interferometry Method: Extension to the Film Thickness Measurement of Any Point Contact Geometry

Whereas industrial elastohydrodynamic (EHD) contacts are generally noncircular, most experimental observations are made on sphere-on-plane conjunctions. The circular case is indeed a specific elliptical case, and it was widely investigated. The differential colorimetric interferometry (DCI) technique was often used to perform precise film thickness measurements in circular EHD contacts. From a single picture of the dynamic contact, it enables mapping the film thickness of the full conjunction, and postprocessing can be applied afterwards. Moreover, it is possible to record sequences at relatively high-frequency sampling. However, until now, the method could not be directly applied to noncircular conjunctions. In the present article, a generalized DCI method is proposed and assessed by several static and EHD validation cases for elliptical and torus-on-plane contact geometries. This new method no longer necessitates particular requirements on the contact shape while retaining the advantages of the original DCI method. It allows precise film thickness measurements in realistic industrial EHD contacts and opens the way for new experimental observations.     

A Wide Range Measuring System for Thin Lubricating Film: From Nano to Micro Thickness

This paper introduces a newly developed lubricating-film-thickness measuring system, which implements the multi-beam intensity-based (MBI) scheme proposed recently by the authors. Some details about the software of the testing system and instrumentation of the MBI approach are discussed. For efficient determination of the fringe order range of measured points, a simple counting strategy was suggested. It is shown that this measuring system can provide a measurement range from nano to micrometers and a high resolution on the nanometer level. Besides being able to detect ultra-thin lubricating film thickness, the system can also measure tiny local variations in film thickness on a nano-scale in the conventional EHL regime. The capability of the system is demonstrated by the determination of film thickness in the range of 1nm to 2.542m with a standard deviation of 0.89nm. In addition, some analyses are given for further understanding the optical EHL and the testing system in this paper.     

类金刚石薄膜厚度的测量

采用真空等离子休沉积法沉积了类金刚石膜,采用椭圆偏振光测量法测定了薄膜的厚度,在测量薄膜厚度的同时也可知道所沉积膜的均匀性情况。     

流涎法塑膜制备过程中厚度在线检测方法

采用流涎法制备塑膜时,实时检测流涎口处半透明粘稠状塑膜厚度,从而及时调整生产工艺参数,以更好地提高塑膜的生产质量。本文采用光学在线测量法,利用直射式双反射光路激光三角法,建立振动状态下厚度测量模型,设计了厚度测量传感器,提出了两步标定法,保证半透明粘稠状塑膜厚度测量的准确性。实验表明,测量误差小于10μm,有效地消除了钢带在线振动产生的误差,该方法适用于流涎口处半透明粘稠状塑膜厚度的在线测量。     

滚柱轴承离合器油膜厚度的计算

利用弹性流体动力润滑理论对滚柱轴承离合器的油膜厚度进行了分析,给出了最小油膜厚度的计算公式,进行了实例计算,为滚柱轴承离合器的设计和在制造精度上对其进行严格控制,提高其疲劳寿命和可靠性提供了理论依据。