一種油潤滑條件下銷盤式摩擦機(jī)的膜厚測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油膜厚度測量與性能評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油潤滑條件下銷盤式摩擦機(jī)的膜厚測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦副是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成，摩擦副的摩擦磨損性能對機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的性能與可靠性有著重要影響。目前研宄工程上的摩擦副材料摩擦磨損性能一般需要借助摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。國內(nèi)摩擦學(xué)研宄中廣泛使用的試驗(yàn)機(jī)有滾子式磨損試驗(yàn)機(jī)、四球式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、切入式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、銷盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等。其中，銷盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、摩擦區(qū)域內(nèi)接觸應(yīng)力均勻以及操作方便等特點(diǎn)，在材料的摩擦學(xué)特性研宄中得到了廣泛應(yīng)用。銷盤式摩擦機(jī)不但能通過測量摩擦材料的摩擦力和摩擦系數(shù)等參量來評(píng)定材料的摩擦特性，還由于試驗(yàn)銷與摩擦盤接觸面積小，磨損量大，因此可通過磨損量測量來快速評(píng)定摩擦材料的耐磨性。另外，通過改變銷盤式摩擦機(jī)的工作轉(zhuǎn)速、載荷以及潤滑介質(zhì)等試驗(yàn)條件，還可進(jìn)行工況參數(shù)對材料摩擦磨損性能的影響研宄。
[0003]油膜厚度對分析材料的摩擦磨損性能以及潤滑介質(zhì)的潤滑特性有著重要意義。針對銷盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，目前對油膜厚度的測試方法主要有電阻法和電容法，其中，電阻法具有電路簡單，設(shè)備價(jià)格低廉的特點(diǎn)，適合用于定性分析膜厚，但是，由于電阻法存在油膜電阻隨油膜厚度變化不明顯的問題，尚無法定量測出膜厚的具體值；而電容法能準(zhǔn)確測試全膜潤滑狀態(tài)下兩接觸表面之間的膜厚，但在混合潤滑狀態(tài)下該法失去功效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的缺陷，為了解決無法定量測出膜厚的具體值及無法在混合潤滑狀態(tài)下測量膜厚的問題，提出一種油潤滑條件下銷盤式摩擦機(jī)的膜厚測試方法，進(jìn)而利用油膜厚度來準(zhǔn)確分析材料的摩擦磨損性能以及潤滑介質(zhì)的潤滑特性。
[0005]本發(fā)明方法是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種油潤滑條件下銷盤式摩擦機(jī)的膜厚測試方法，其基本實(shí)施過程如下:
[0007]第一步，將位移傳感器安裝在支座上，與試驗(yàn)銷位于同一端，調(diào)整位移傳感器與試驗(yàn)銷的相對位置，使試驗(yàn)銷的底部比位移傳感器的底部突出設(shè)定的距離；
[0008]第二步，調(diào)節(jié)加載裝置與摩擦盤的相對位置，使試驗(yàn)銷與摩擦盤的軸線不重合；
[0009]第三步，測量基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Htl:在無油狀態(tài)下，將試驗(yàn)銷緩慢的推向摩擦盤，當(dāng)試驗(yàn)銷與摩擦盤剛一接觸上，立即停止試驗(yàn)銷的前移，然后再以設(shè)定的低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)摩擦盤，讓其完整的轉(zhuǎn)一圈，將此過程中位移傳感器所采集的測量值Htl確定為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
[0010]第四步，測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)Ητ:添加潤滑油，再根據(jù)試驗(yàn)工況要求對試驗(yàn)銷加載的載荷及摩擦盤的轉(zhuǎn)速進(jìn)行相應(yīng)控制，最后再以設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)摩擦盤，讓其完整的轉(zhuǎn)一圈，將此過程中位移傳感器所采集的測量值％確定為試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0011]第五步，將摩擦盤同一點(diǎn)位置的HjP Ht的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，選取若干一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)組，將數(shù)據(jù)組里Ht的數(shù)據(jù)減去相應(yīng)的H C1的數(shù)據(jù)，從而計(jì)算得相應(yīng)位置的油膜厚度△ H。
[0012]所述第二步的具體過程為:通過自動(dòng)調(diào)零和/或機(jī)械調(diào)零的方式對加載裝置及摩擦盤進(jìn)行調(diào)整，使試驗(yàn)銷的軸線與摩擦盤的軸線重合，然后再調(diào)節(jié)加載裝置與摩擦盤的相對位置，使試驗(yàn)銷沿摩擦盤的徑向移動(dòng)，且使試驗(yàn)銷與摩擦盤的軸線不重合，并記錄移動(dòng)的距離，即為此次試驗(yàn)的摩擦半徑R。
[0013]在第五步中，所述選取若干一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)組的方式為:將摩擦盤同一點(diǎn)位置的HjP Ht的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，根據(jù)摩擦半徑R計(jì)算出摩擦周長，每隔摩擦周長的固定長度取出HjP Ht中對應(yīng)位置的數(shù)據(jù)，將取出的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)的記為H’ JP H’ ;將!1’ τ的數(shù)據(jù)減去相應(yīng)的H’ C1的數(shù)據(jù)，計(jì)算得相應(yīng)位置的油膜厚度△ H。
[0014]在執(zhí)行完第五步后還可進(jìn)行進(jìn)一步判斷:當(dāng)ΛΗ > O時(shí)，利用ΔΗ表征油膜厚度變化；當(dāng)ΛΗ<0時(shí)，利用ΔH表征摩擦盤表面粗糙峰磨損量。
[0015]在執(zhí)行完第五步后，改變測試參數(shù)，所述測試參數(shù)包括試驗(yàn)銷的加載載荷、摩擦盤的轉(zhuǎn)速及潤滑介質(zhì)，按照第四步至第五步的方式，獲得油膜厚度ΛΗ，并分析各個(gè)測試參數(shù)對油膜厚度、潤滑狀態(tài)及磨損特性的影響。
[0016]有益效果:(1)本發(fā)明的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，測試成本低廉，測量數(shù)據(jù)精度高，適用條件廣，改進(jìn)了傳統(tǒng)的銷盤式摩擦機(jī)，增加了傳感器與支座，使其具備定量測試膜厚的功會(huì)K。
[0017](2)本發(fā)明通過控制試驗(yàn)銷的加載載荷、摩擦盤的轉(zhuǎn)速及潤滑介質(zhì)等試驗(yàn)參數(shù)，模擬摩擦副極限工況，能夠測得材料極限PV值，得出零部件失效與PV值關(guān)系，得出各因素影響下膜厚的測量數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成摩擦磨損的機(jī)理性研宄；該試驗(yàn)方法還可以通過改變試驗(yàn)條件，重現(xiàn)實(shí)際潤滑狀態(tài)，由此進(jìn)行潤滑油膜形成規(guī)律及變化的試驗(yàn)研宄。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明中銷盤式摩擦機(jī)結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)銷與摩擦盤相對位置示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明測量基準(zhǔn)時(shí)粗糙表面與傳感器位置關(guān)系；
[0020]圖3為本發(fā)明試驗(yàn)測試時(shí)形成較大油膜時(shí)粗糙表面與傳感器位置關(guān)系；
[0021]圖4為本發(fā)明試驗(yàn)測試時(shí)有較大粗糙峰接觸時(shí)粗糙表面與傳感器位置關(guān)系；
[0022]其中，1-試驗(yàn)銷，2-位移傳感器，3-支座，4-加載裝置，5-摩擦盤。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]本發(fā)明提供了一種油潤滑條件下銷盤式摩擦機(jī)的膜厚測試方法，實(shí)際油膜厚度為試驗(yàn)銷I底面的粗糙表面中心線與摩擦盤5的粗糙表面中心線的距離Hc，位移傳感器2的測量值為位移傳感器2與摩擦盤5表面的距離，由于位移傳感器2距離試驗(yàn)銷I底面的距離保持不變，因此，可用位移傳感器2的測量值反映實(shí)際油膜厚度的變化。
[0025]第一步，將位移傳感器2安裝在支座上，與試驗(yàn)銷I位于同一端，調(diào)整位移傳感器2與試驗(yàn)銷I的相對位置，使試驗(yàn)銷I的底部比位移傳感器2的底部突出設(shè)定的距離；
[0026]第二步，調(diào)節(jié)加載裝置4與摩擦盤5的相對位置，使試驗(yàn)銷I與摩擦盤5的軸線不重合；
[0027]第三步，測量基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Htl:在無油狀態(tài)下，將試驗(yàn)銷I緩慢的推向摩擦盤5，當(dāng)試驗(yàn)銷I與摩擦盤5剛一接觸上，立即停止試驗(yàn)銷I的前移，然后再以設(shè)定的低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)摩擦盤5，讓其完整的轉(zhuǎn)一圈，將此過程中位移傳感器2所采集的測量值Htl確定為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
[0028]第四步，測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)Ητ:添加潤滑油，再根據(jù)試驗(yàn)工況要求對試驗(yàn)銷I加載的載荷及摩擦盤5的轉(zhuǎn)速進(jìn)行相應(yīng)控制，最后再以設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)摩擦盤5，讓其完整的轉(zhuǎn)一圈，將此過程中位移傳感器2所采集的測量值％確定為試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0029]第五步，將摩擦盤5同一點(diǎn)位置的Htl和H τ的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，選取若干一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)組，將數(shù)據(jù)組里Ht的數(shù)據(jù)減去相應(yīng)的Htl的數(shù)據(jù)，從而計(jì)算得相應(yīng)位置的油膜厚度ΛΗ。
[0030]執(zhí)行完第五步后，通過控制試驗(yàn)銷的加載載荷、摩擦盤的轉(zhuǎn)速及潤滑介質(zhì)等測試參數(shù)，模擬摩擦副極限工況，能夠測得材料極限PV值，得出零部件失效與PV值關(guān)系，得出各因素影響下膜厚的測量數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成摩擦磨