原理

润滑的基本原理是通过摩擦副界面的润滑膜降低摩擦,根据综合膜厚参数可以区分不同的润滑状态,如流体润滑、弹性流体润滑、部分弹性流体润滑和边界润滑等。不同的润滑状态下有不同的润滑机制和规律,人们已经比较清楚地掌握了流体润滑和弹性流体润滑的基本理论和规律1。

润滑剂测试仪器

润滑剂的摩擦因数和润滑状态是有密切联系的,已经证实,在全膜润滑条件下,摩擦因数随综合膜厚参数K的下降而减小;而在边界润滑条件下,摩擦副的摩擦因数一般随润滑膜厚度的减小而增大,这种规律通常可以用Stibeck曲线来描述。

启动摩擦力矩测试仪种类繁多，通常配有各种控制系统，结构较为复杂，制造成本高，在各种苛刻的环境温度条件下进行试验时，温度不易控制，测试低温下的启动力矩重复性差，且容易损坏测试仪器。在此开发出一种测试装置，可保证相同的轴向载荷均匀地作用在被测轴承上，并能在各种苛刻的低温环境下测试各种润滑剂的摩擦扭矩2。

影响因素

摩擦因数函数和条件性摩擦因数

摩擦副是一个非常复杂的系统,摩擦过程受到许多外部和内部因素影响,这是摩擦副特性(摩擦因数)难以准确把握的重要原因。由于各种外部和内部因素的影响,摩擦因数实际上不是一个数,而是一个以各种因素为变量的摩擦因数函数,没有条件的摩擦因数是没有意义的。在任何条件下得到的摩擦因数都是一个条件性参数,它就是该测试条件下的条件摩擦因数。

摩擦的不稳定时变性

摩擦学系统具有时变性,最典型的时变性就是接触表面的形貌在随时间发生变化。原则上只要初始条件(原始表面状态)和其他系统条件是确定的,表面形貌的变化应该是有规律的,但这种规律只能是基于宏观统计性的规律。由于摩擦的局部不确定性,人们还很难预测每个时刻的接触微区和磨损的部位,而每个微区的材料和介质特性又不可能完全相同,在目前的科技条件下,还没办法预测工程摩擦副的表面接触和形貌的微观变化。

摩擦系统的温度也是一个造成摩擦不稳定性的重要内部因素。摩擦系统的温度可以分为环境温度、介质温度、配对副基体温度、表面温度、微区介质温度接触点温度等。其中环境温度一般是可以控制的;在有些条件下介质温度也可以控制,但在四球试验条件下一般是不容易准确控制的;配对副基体温度更加不容易准确控制。表面温度、微区介质温度和接触点温度是在任何条件下都难以控制的,并且在许多条件下它们是难以测试的,甚至计算起来都困难。

由于接触过程的不稳定性,摩擦热在局部微区有显著的不确定性,因此接触点温度和微区介质温度也有显著的不确定性,随着时间的变化,表面温度也有一定的不确定性。因为润滑剂的黏度(承载能力)会随着温度发生剧烈变化,而接触点温度和微区介质温度又是影响摩擦的关键温度,所以摩擦学系统通常具有一定的不稳定时变性。

意义

能源是经济发展的动力,是人类社会发展的制约因素,在中国这类发展中国家里问题尤其突出,开展节能工作意义尤其重大。

摩擦因数是摩擦副上的切向阻力与法向载荷的比值,润滑剂的减摩效果可以通过润滑剂的摩擦因数来评价。理论上,摩擦副的能源消耗正比于摩擦因数,如果能把摩擦因数降低5%,就可以使摩擦降低5%,甚至是1%的摩擦因数变化都对国民经济有重要影响,精确测试润滑剂的摩擦因数是非常必要的。

参考资料