接触电阻法在润滑状态测试中的应用研究

摘要

摩擦副润滑状态转变的研究是摩擦学领域的一个重要分支,较为经典的是早期Stdbeck曲线,而后Gumbel根据前人研究结果结合Stribeck曲线建立了更为详细的润滑状态转变图。该方法提出的膜厚比是判断润滑状态的一个重要特征参数,本文通过接触电阻法计算出膜厚比完成了润滑状态转变的分析。
　　 本文介绍了利用电阻、电容及阻容振荡等方法测量油膜厚度的原理,通过分析上述几种方法的优缺点,并结合试验机结构特征,确定了适合测量油膜厚度的检测方法,即接触电阻法。首先,基于LabVIEW软件平台开发了接触电阻法的检测系统,该系统包括数据采集模块,人机交换模块,数据处理模块和数据保存模块,完成了采集、预警、滤波处理和数据保存四个功能,获得了摩擦力、接触电压的实时测量结果。测试结果表明:该系统具有检测速度快、精度高、稳定性好等优点。其次通过判断不同载荷下接触电阻分压值,获得了适合本试验电压范围;最后,通过提取的接触电压,分别建立了温度、载荷与膜厚比的统计关系。
　　 通过接触电阻法对铸铁缸套与镀层为氮化铬活塞环的研究得出如下结论:
　　 1.载荷为10MPa.、20MPa,电压值在0.1V＜E0＜1.3V范围内,接触电阻分压值Uc值随恒压源E0值增大而增大;当载荷达到30MPa、40MPa时,接触电压值不受电源电压的影响。可以判断试验电压的选取在E0=0.8～1.5v范围内较为理想。
　　 2.接触电压变化趋势较摩擦力变化趋势更为明显。同时,二者呈现相反趋势,表现为接触电压最大时对应于摩擦力值最小位置,即往复行程的中部位置。接触电压值最小时对应于摩擦力值最大位置,即往复行程的止点位置。
　　 3.行程中部膜厚比随载荷、温度无变化,膜厚比在0.9附近,由此判断该区域处于混合润滑区;止点位置膜厚比随载荷升高而略有下降,在温度为180℃时出现拐点,膜厚比在0.5～0.7之间,由此判断该区域处于边界润滑区。