【摘 要】
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边界润滑是一种常见的润滑状态,边界润滑不同于通常的流体润滑,但其摩擦系数明显低于干摩擦状态下的摩擦系数,并且边界润滑膜的膜厚很小。本文主要通过理论和实验两方面对边界润
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边界润滑是一种常见的润滑状态,边界润滑不同于通常的流体润滑,但其摩擦系数明显低于干摩擦状态下的摩擦系数,并且边界润滑膜的膜厚很小。本文主要通过理论和实验两方面对边界润滑的吸附膜进行全面、系统的分析和研究。
首先,通过不同摩擦副的润滑实验,讨论润滑剂对摩擦副的润湿性以及摩擦副的表面能对边界润滑吸附膜形成的影响;再通过两组同系润滑剂实验,讨论润滑剂分子链长和润滑剂分子不同极性团对边界润滑的影响;然后通过添加剂实验,说明具有极性分子的添加剂对边界润滑的影响;此外,还通过改变实验参量,讨论了摩擦副相对速度、摩擦副表面粗糙度以及润滑剂温度等因素对边界润滑系数的影响。实验结果表明,润滑剂必须对摩擦副有一定的润湿性才能形成吸附膜;同系润滑剂,链长越长,摩擦系数越小,但对于长链分子润滑剂,摩擦系数基本不受分子长度影响;极性分子添加剂对形成边界润滑作用巨大;摩擦副相对运动速度、润滑剂温度和摩擦副表面粗糙度对边界润滑性能都有不同程度的影响。
其次,根据实验结果得出边界润滑的主要特征,并由此描述边界润滑的形成原因和承载机理;然后综合前人和本人的研究成果建立理想状态下的边界润滑的模型,并对模型进行修正,得出和实际情况更符合的模型,最后说明如何通过少数实验数据拟合摩擦系数和摩擦副表面粗糙度的关系曲线,从而可以估计不同粗糙度下的摩擦系数。
最后,通过实例验证建立的模型,结果显示计算结果和实验数据符合较好,可以通过模型的计算来估计不同参数下的摩擦系数。在理论和实验的基础上,本文还分析了边界润滑膜的失效问题,指出在体系超过临界温度、临界速度或者临界载荷的情况下,边界润滑膜都会失效,此时,吸附膜出现解附、破裂等情况,摩擦副因而会大面积直接接触,致使摩擦系数明显增大。
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