基于电容法的油膜厚度测量技术研究

【摘要】：摩擦学是研究相对运动表面间的摩擦、润滑和磨损的一门应用科学。在点接触摩擦副的弹流润滑状态研究中,润滑油膜厚度值是表征润滑状态的重要标志之一,并决定着机械零件工作表面间的润滑状态。本文利用电容法在点接触摩擦磨损试验机上测试了摩擦副间的油膜电容值,得到了油膜电容值与转速、载荷、圆盘粗糙度和润滑油粘度的特性关系曲线。 本试验在原有的点接触摩擦磨损试验机的测试系统进行了抗干扰设计,主要内容包括：采用聚四氟乙烯(PTFE)材料,使上、下试样与外部机构完全绝缘；采用特制的坡莫合金屏蔽箱阻断了外部电磁场与电磁波对阻容特性参数仪的影响；将试验机的强电元器件和结构外壳可靠接地,消除噪声、人体或是金属外壳体的静电对测试信号的干扰。本文在轻载、低转速工况下,开展了定载荷-变转速试验、定转速-变载荷试验测试,主要结论如下： 在一定的载荷条件下,油膜电容值随着转速的增加而逐渐减小。在不同的转速范围内,油膜电容值因转速变化的幅值存在差异,表征出不同的润滑状态；在一定的转速条件下,润滑油膜的电容值随着载荷的增加略微增大。当外部载荷达到某一值时,油膜电容值随载荷的增加变化不明显,油膜特性曲线趋于平坦。 在载荷一定的条件下,本文继续研究了粘度与粗糙度对油膜电容值的影响。低转速区域,粘度对油膜电容值的影响作用较为显著,转速升高,影响力下降。粗糙度同样会影响油膜电容值,比较而言,粗糙度较小的圆盘更易于形成稳定的润滑油膜,油膜电容值也较小。