4116润滑油摩擦特性及其润滑机理的研究

摘要

润滑失效是导致航天轴承运动机构非正常工作的关键因素之一。为了高效而准确的评价润滑剂的润滑性能和预测轴承的摩擦力矩，开展润滑剂润滑性能的研究是十分必要的。本论文通过基础理论研究、试验测试和数值计算等方法，系统的研究了4116润滑油的摩擦特性、油膜形成能力及流变润滑机理。
　　针对航天润滑油的使用工况，改进了摩擦力试验机的控温系统，实现了高低温工况下摩擦力的测试；测量航天润滑油在裕油润滑状态下摩擦系数随滑滚比变化的润滑曲线，分析其变化规律，回归出摩擦系数的数学计算公式；采用正交试验分析了滚动速度、滑动速度、工作压力和入口油温四个因素对润滑油摩擦性能的影响权重；在乏油润滑状态下测试了摩擦系数随滑滚比和工作时间的变化曲线，并对比分析了裕油和乏油润滑状态下摩擦曲线的变化规律。对等温点接触裕油弹流润滑进行了数值模拟，考察了滚速、载荷及温度对裕油润滑膜厚和压力分布的影响；求解了等温点接触乏油弹流润滑的完全数值解，研究了初始油膜膜厚、滚速及载荷对接触区膜厚、压力分布和部分油膜比例的影响；给出了接触区从乏油到裕油的变化过程的评估标准，为确定弹流最佳供油量提供依据。
　　建立 Walther黏温曲线计算公式，准确的反映4116黏度随温度的变化关系；基于 T-J流变模型研究了润滑油的流变参数，建立了润滑油的平均极限剪应力、系统线性区斜率和系统剪切弹性模量的计算公式；推导了系统剪切弹性模量与润滑剂剪切弹性模量的关系以及不同滚子当量半径下系统剪切弹性模量的求解。最后，利用 MCR302流变仪完成了低剪切速率时的流变试验；使用扫描电镜观察了乏油试验后盘试件的微观形貌，以及用红外光谱仪分析了试验前后润滑油成分的变化，探讨了润滑油的摩擦化学机理。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的意义及内容

第2章 点接触弹流润滑理论

2.1 基本方程

2.2 方程的无量纲化

2.3 基本方程离散

2.4 润滑油的轴承润滑机理

2.5 本章小结

第3章 润滑油摩擦力试验装置及试验结果分析

3.1 试验台测试系统

3.2 润滑油摩擦力试验机

3.3 试验

3.4 裕油结果与分析

3.5 乏油结果与分析

3.6 试验误差分析

3.7 本章小结

第4章 等温点接触裕油和乏油弹流润滑研究

4.1 裕油弹流润滑问题求解

4.2 裕油润滑特性分析

4.3 乏油弹流润滑问题求解

4.4 乏油润滑特性分析

4.5 本章小结

第5章 4116润滑油流变特性研究

5.1 润滑油的非牛顿流变特性

5.2 流变模型的建立

5.3 流变参数的确定

5.4 流变机理分析

5.5 本章小结

第6章 结论

6.1 全文结论

6.2 工作展望与设想

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果