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水基润滑剂特性及其摩擦学实验研究

黄钰浩  
【摘要】:水基润滑剂由于具有资源广泛、对环境友好等特点,引起了研究人员的关注。要想水基润滑剂进一步发展,在润滑与磨损方面的基础理论研究也是必不可少的。稠化剂水溶液便是一种最简单的水基润滑剂,以稠化剂水溶液进行摩擦学实验,可以排除其他添加剂的影响,只需考虑润滑剂的粘性。本论文做了以下工作:1.选择聚氧化乙烯(PEO)作为稠化剂,配制了一系列不同粘度的PEO稠化剂水溶液,根据测量数据拟合了PEO水溶液动力粘度与浓度的函数关系式,减少了在配制所需粘度的PEO水溶液时的试制过程,并使用HAAKE RheoWin Mars40流变仪分析了PEO水溶液的流变特性。2.根据拟合的函数关系式配制了与润滑油相同粘度的PEO水溶液,与润滑油分别作为滑动轴承的润滑剂,测试其润滑效果。发现在低速时,润滑状态处于边界润滑,PEO水溶液作为润滑剂的轴承摩擦力要大于等粘度润滑油作为润滑剂的轴承摩擦力。随着转速的增大,润滑状态从边界润滑转变为流体润滑时,两者的摩擦力趋于一致。3.使用MRH-3高速环块摩擦磨损试验机进行不添加润滑剂的磨损试验,考虑了摩擦副材料,载荷以及转速等变量对磨损率的影响。采用了一种基于Archard磨损计算模型的数值计算方法,计算出了与磨损试验相对应工况条件下的磨损量。经过数据的对比和分析,发现通过数值计算得出的结果与实验结果基本相符。4.通过环块摩擦磨损试验机进行了添加润滑油、水基润滑剂的磨损试验,并与不添加润滑剂的磨损试验进行了对比。发现水基润滑剂本身具有一定的抗磨损作用,且转速越大水基润滑剂的抗磨损作用越明显。通过实验与数值计算结合的方法,分析了水基润滑剂的抗磨损机理,认为水基润滑剂的抗磨损作用主要来自于微弹流润滑区对压力分布的改变。


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