充分供脂条件下润滑脂流变特性及润滑机理的研究

发布时间：2020-05-28 01:25

【摘要】：润滑脂作为一种润滑材料,具有使用寿命长、承载能力强、密封性能好等优点,在轴承以及机械设备的相对运动部件中应用广泛。润滑脂的流变特性是指其在外力作用下流动变形的能力,这对润滑脂的承载性能和润滑性能具有决定作用。润滑脂是一种非牛顿流体,其流变特性对剪切率具有较大的依赖性,目前低剪切率的流变特性研究结论对于高剪切率状态的轴承润滑脂未必适用。尤其是一些特殊部位的高速轴承润滑脂,例如,风电轴承,航空发动机轴承等,润滑脂的润滑效果直接影响整个设备的运行状况。由流变特性决定的摩擦性能是评价润滑材料润滑性能的重要指标,对于润滑脂配方的优化、润滑脂的选用、润滑理论的发展具有重要的意义。为了得到润滑脂在真实工况下的摩擦系数,搭建了模拟轴承实际工况条件的高剪切率弹流摩擦力试验台。试验台主要由驱动系统、液压系统、加载系统、冷却系统、数据采集系统、自动供脂系统以及球盘试件等组成。该试验台能够能够较好模拟宽工况(剪切率、载荷、速度)范围内的润滑脂的工作状况,并测得其在不同工况下的摩擦特性曲线。针对目前应用最广的锂基润滑脂和脲基润滑脂,利用搭建的摩擦力试验台测试了PAO基础油、多元醇酯类油、石蜡基矿物油和十二羟基锂稠化剂、脲基化合物稠化剂组合得到的5种润滑脂在不同工况下的摩擦系数。分析了其流变特性,并利用扫描电镜观察了不同润滑脂的骨架结构,以及十二羟基锂稠化PAO得到的锂基润滑脂在不同工况条件下的皂纤维结构。试验结果表明:锂基润滑脂和脲基润滑脂具有不同骨架结构导致其具有不同的摩擦特性。扫描电镜下锂基润滑脂的皂纤维结构明显,彼此相互交联,形成三维结构骨架。而脲基润滑脂的骨架结构较短,彼此之间的交联程度较低,且脲基润滑脂的骨架结构呈透明的管状,管内充满基础油。锂基润滑脂在低剪切率下摩擦系数迅速增加,随着滑滚比的增加增加趋势减缓并达到最大值,然后随着滑滚比的继续增加摩擦系数保持不变或者开始减小。而脲基润滑脂在滑滚比较小时,摩擦系数随着滑滚比的增加近似线性增加,然后随着滑滚比的增加,摩擦系数增加趋势减缓。不同基础油和稠化剂的组合得到润滑脂也具有不同的性质。本文结合对基础油粘度、润滑脂的摩擦系数、流变特性以及骨架结构的研究分析了润滑脂在不同工况下的流变特性及润滑机理。为更好地了解润滑脂在使用过程中流体状态的变化以及结构变化提供了依据,为润滑脂的研究与应用提供了指导方向。
【图文】：

运动黏度,石油产品,测量器

.2.3 密度试验装置及方法图 2-2 为石油产品密度试验器，其主要由恒温缸、恒温介质、搅拌器、样品桶以及量程分别为：600~650 Kg/m3、650~700 Kg/m3、700~750 Kg/m3、750~800 Kg/m3、800~g/m3、850~900 Kg/m3、900~950 Kg/m3、950~1000 Kg/m3的密度计组成。试验时：将恒温浴容器中倒入恒温介质（-50℃~30℃采用无水乙醇作为恒温介质；3150℃采用丙三醇作为恒温介质），设定恒温温度，待测样品倒入样品桶中，将样品桶恒温介质中，使样品的液面低于恒温介质的液面恒温 30 分钟，，用温度计测得润滑油的温度达到设定温度后，选择合适的密度计放入桶内的样品中，密度计稳定后，读取计上与样品液面相切的刻度，此刻度即为该温度下样品的密度。

密度试验,石油产品

.2.3 密度试验装置及方法图 2-2 为石油产品密度试验器，其主要由恒温缸、恒温介质、搅拌器、样品桶以及量程分别为：600~650 Kg/m3、650~700 Kg/m3、700~750 Kg/m3、750~800 Kg/m3、800~g/m3、850~900 Kg/m3、900~950 Kg/m3、950~1000 Kg/m3的密度计组成。试验时：将恒温浴容器中倒入恒温介质（-50℃~30℃采用无水乙醇作为恒温介质；3150℃采用丙三醇作为恒温介质），设定恒温温度，待测样品倒入样品桶中，将样品桶恒温介质中，使样品的液面低于恒温介质的液面恒温 30 分钟，用温度计测得润滑油的温度达到设定温度后，选择合适的密度计放入桶内的样品中，密度计稳定后，读取计上与样品液面相切的刻度，此刻度即为该温度下样品的密度。
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE626.4

【参考文献】