摩擦試驗機輔助裝置設(shè)計與潤滑油高溫摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、摩擦試驗機是摩擦學(xué)研究和發(fā)展最基本的要素?！肮び破涫?，必先利其器”，隨著摩擦學(xué)研究的深入和發(fā)展，對摩擦學(xué)試驗裝置在功能、精度和可靠性等方面的要求也越來越高。為應(yīng)對潤滑油高溫摩擦學(xué)性能研究的需要，本文依托國家自然科學(xué)基金和973課題，結(jié)合測試?yán)碚摵图夹g(shù)的發(fā)展前沿，以高溫低速四球摩擦試驗機為研究對象，開發(fā)了高精度溫控系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)四球摩擦試驗機的磨斑測量裝置及其相關(guān)軟件；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合PDSC與拉曼光譜儀試驗方法，試驗研究了TMPTO基礎(chǔ)油

2、的高溫摩擦學(xué)性能、不同添加劑組合對潤滑油摩擦系數(shù)臨界轉(zhuǎn)變溫度的影響規(guī)律，探討摩擦系數(shù)臨界轉(zhuǎn)變溫度的物理意義。本文取得的主要成果和結(jié)論如下：
　?。?）以高溫低速四球摩擦試驗機為研究對象，開發(fā)了一種新型高精度溫度控制系統(tǒng)。基于有限元分析及相關(guān)理論計算，設(shè)計試驗容器的相關(guān)結(jié)構(gòu)，引入恒溫循環(huán)水裝置，結(jié)合分段PID參數(shù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)升溫段和恒溫段在不同溫度條件下的高精度試驗環(huán)境溫度控制。試驗結(jié)果表明，所研制的溫度控制系統(tǒng)將高溫低速四球摩擦試驗

3、機的原有控溫精度由±4℃提高到±0.5℃左右，能夠較好地以不同速率升溫并在恒溫段保持較低的溫度波動值，實現(xiàn)了溫度的精確控制。
　?。?）通過設(shè)定試驗環(huán)境下的重復(fù)性試驗，并結(jié)合溫度-粘度變化對潤滑狀態(tài)的影響，研究了高溫低速四球摩擦試驗機測定潤滑油摩擦系數(shù)與油溫關(guān)系的可靠性。試驗結(jié)果表明，試驗得到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)重現(xiàn)性良好，溫升過程中的粘度變化對四球試驗的潤滑狀態(tài)影響不大，試驗機整體具有良好的可靠性。
　?。?）采用高溫低速四球摩擦試

4、驗機對 TMPTO及添加劑的摩擦學(xué)性能進行研究。試驗結(jié)果表明，四球試驗中摩擦系數(shù)的臨界轉(zhuǎn)變溫度與PDSC的起始氧化溫度在不同抗氧添加劑條件下表現(xiàn)出相同的變化趨勢；平均摩擦系數(shù)變化趨勢與拉曼圖譜中=C-H和C=C伸縮振動峰的峰強變化趨勢呈現(xiàn)一定的對應(yīng)關(guān)系，而通過紅外光譜分析四球試驗油樣的氧化作用不明顯，這可能與測定環(huán)境有關(guān)。
　?。?）針對標(biāo)準(zhǔn)四球摩擦試驗機磨斑測量的特殊性，結(jié)合數(shù)碼顯微鏡的特點，采用支撐梁內(nèi)嵌調(diào)節(jié)螺母結(jié)構(gòu)，將磁場力