环境友好型工业齿轮油的润滑特性研究

发布时间：2020-11-12 16:51

　　 本文面对21世纪的节能、环保需求和齿轮重载的发展趋势，研究高性能环境友好型工业齿轮油。齿轮工作时，齿面是处于边界润滑和混合润滑状态。齿面的磨损不仅取决于润滑油的粘度，更重要的是取决于润滑油中的添加剂与齿面相互作用生成的边界润滑膜。添加剂中的自由基和活性元素在齿面生成吸附膜、反应膜、沉积膜或渗透膜，起到降低摩擦，减小磨损的作用。 在齿轮传动工作时，良好的润滑状态不仅能够提高齿轮的承载能力，而且对齿轮传动系统的热功率起着重要的作用。天然植物油和某些合成油具有高的生物降解率和好的润滑特性，适合调制环境友好型工业齿轮油。本文选择据有高生物降解率的菜籽油(RO)、PAO4和新戊基多元醇酯(PE)为基础油，并调制了两种混合基础油，第一种是20％新戊基多元醇酯与80％菜籽油混合，第二种是20％新戊基多元醇酯与80％PAO4混合。研究了添加剂在可生物降解基础油和两种混合基础油中的摩擦特性，并通过双曲柄四环板式针摆减速器台架试验，把矿物油基础油、新戊基多元醇酯基础油和混合基础油的润滑效果进行了试验研究。研究结果表明： (1) 磷氮型添加剂、硫磷氮型添加剂和硫磷型添加剂在菜籽油基础油和合成基础油中都表现出了很好的极压抗磨减摩特性。其中含磷添加剂的抗磨减摩性能较好，含硫添加剂的极压性能较突出。 (2) 采用适当的混合比例调制的可降解混合基础油，可以保持合成基础油的高性能、对添加剂的相容性能和敏感性。同时，降低了润滑油的成本，为高性价比的基础油的应用进行了探索性的研究。 (3) 采用极性的酯类基础油与其它类型的基础油混合，提高润滑油对添加剂的相容性，从而可以把某些对添加剂感受差的基础油改造成与添加剂相容性良好的产品。 (4) 通过磨痕表面形貌分析和能谱分析，探讨了可生物降解工业润滑油的润滑机理。 (5) 使用UT343添加剂配制了工业齿轮油N68、N100和三种不同的生物降解基础油配制的工业齿轮油在双曲柄四环板式针摆减速器上进行了试验，结果
【学位单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH132.41
【文章目录】：
独创性声明
摘要
Abstract
第一章 概述
    1.1 序言
    1.2 工业齿轮油的分类
        1.2.1 工业齿轮油的产品分类
        1.2.2 工业齿轮油的粘度分类
    1.3 工业齿轮油的发展趋势和研究现状
        1.3.1 国外工业齿轮油
        1.3.2 中国工业齿轮油
    1.4 工业齿轮油需求形势
    1.5 21世纪工业齿轮油所面临的主要问题
    1.6 可生物降解润滑油的定义
    1.7 可生物降解工业齿轮油基础油的发展现状和趋势
    1.8 可生物降解工业齿轮油添加剂的发展现状和趋势
    1.9 本文的选题依据和研究工作
第二章 试验设计
    2.1 试验设备的选择
        2.1.1 试验机的选择依据
        2.1.2 摩擦磨损试验机
        2.1.3 润滑油承载能力试验方法
    2.2 表面分析方法
    2.3 可生物降解基础油
        2.3.1 植物油
        2.3.2 合成酯
        2.3.3 聚α-烯烃
        2.3.4 混合基础油
    2.4 可生物降解润滑油添加剂
    2.5 润滑油的可生物降解性能分析
    2.6 本章小结
第三章 添加剂在基础油中的摩擦特性研究
    3.1 前言
    3.2 添加剂在新戊基多元醇酯中的摩擦特性研究
        3.2.1 引言
        3.2.2 摩擦磨损试验
        3.2.3 摩擦磨损试验结果
        3.2.4 磨痕表面分析
        3.2.5 磨痕表面能谱分析
    3.3 添加剂在菜籽油中的摩擦特性研究
        3.3.1 引言
        3.3.2 摩擦磨损试验
        3.3.3 摩擦磨损试验结果
        3.3.4 磨痕表面分析
        3.3.5 磨痕表面能谱分析
    3.4 添加剂在聚α-烯烃中的摩擦特性研究
        3.4.1 引言
        3.4.2 摩擦磨损试验
        3.4.3 摩擦磨损试验结果
        3.4.4 磨痕表面分析
        3.4.5 磨痕表面能谱分析
    3.5 本章小结
第四章 添加剂在混合基础油中的摩擦特性研究
    4.1 前言
    4.2 添加剂在新戊基多元醇酯─菜籽油混合基础油中的摩擦特性研究
        4.2.1 摩擦磨损试验
        4.2.2 试验结果
        4.2.3 磨痕表面分析
        4.2.4 磨痕表面能谱分析
    4.2 添加剂在新戊基多元醇酯─聚α-烯烃混合基础油中的摩擦特性研究
        4.2.1 摩擦磨损试验
        4.2.2 摩擦磨损试验结果
        4.2.3 磨痕表面分析
        4.2.4 磨痕表面能谱分析
        4.2.5 混合润滑油的润滑机理分析
    4.3 本章小结
第五章 UT343在三种基础油中的抗磨减摩性能研究
    5.1 磨损试验
    5.2 试验结果
    5.3 本章小结
第六章 润滑油在双曲柄四环板式针摆减速器中润滑性能的试验研究
    6.1 双曲柄四环板式针摆减速器简介
    6.2 试验设计
    6.3 恒速变载传动效率试验
    6.4 恒载变速传动效率试验
    6.5 减速器的热功率分析
    6.6 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的论文
作者简介

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本文编号：2880990