高应力润滑油膜界面滑移测量系统

A Novel System to Measure Boundary Slippage in Highly StressedLubrication FilmsXiao Minflhui GUO Fenfl Li Xinming(School of Mechanical Engineering，Qingdao Technological University，Qingdao Shandong 266033，China)Abstract：Boundary slippage has been adequately confirmed experimentally and theoretically.However，a variety oftechniques used in ambient pressure conditions are not available for highly stressed contacts.A novel method was exploredto measure boundary slippage in highly stressed elastohydrodynamic lubrication(EHL)films.An impact technique was em-ployed to obtain a tiny entrapped dimple.By tracing the transportation of dimple core and the movement of the interferencefringes，a visible boundary slippage was captured and recorded.The preliminary results show that the present method canbe successfully applied to measure boundary slippage in EHL films exactly。

Keywords：lubrication film；boundary slippage；optical interferometry；entrapped dimple大量的宏观实验有力地支持了基于无滑移边界条件假设的传统润滑理论。随着对微流体的深入研究及各种先进测量设备的开发，可以较准确地测量亚微米尺度下的流体运动。研究发现该尺度下的界面滑移效应不可忽略。研究人员采用不同手段都直接和间接地测量到界面滑移的存在 ，而且分子动力学模拟 也证实了流体与固体界面间发生了相对滑动。但已有的测量方法仅适用于常压低应力条件，不能对接近实际工程的高应力接触 间隙内的润滑油膜进行测量。而事实上，实际工程中的高应力接触，如齿轮、轴承等所形成的弹流油膜被局限于极微小区域，压力高达GPa数量级，油膜厚度也处于微米或亚微米量级。该苛刻条件下，黏度随压力急剧增加且承受着高基金项目：国家自然科学基金项目 (51275252)。

收稿 日期 ：2013-01-l4作者简介：肖明辉 (1988-)，男，硕士研究生，主要从事弹流润滑界面滑移方面的研究 .E-mail：minghui20lOzha叩in###163.com。

剪切率，固液界面处承受较大的剪应力，从而使得固体表面所承受的剪应力达到其临界值而滑移成为可能。显然 ，弹流接触区具备界面滑移产生的条件，而缺少相应的测量方法。

由于缺乏有效的测量手段，早期的高应力下界面滑移研究多集中于理论预测。如 Zhang等 在引入界面滑移效应后，发现油膜外形与经典的弹流油膜相悖。后来 ，这-反常现象得到了 Guo和王学锋等的实验验证 ，在此基础上 Fu和贾超等 还发现界面滑移的出现也可导致摩擦力偏离经典的Stribeck曲线。但上述实验观察仅仅推测了界面滑移是导致反常现象的诱因，并没有给出直接的实验证据。因此，有必要开发-种应用于高应力条件下的界面滑移测量新方法。本文作者在不使用介质的条件下巧妙地结合冲击封油技术和光干涉技术，开发了-种高应力条件下润滑油膜界面滑移测量系统，通过追踪封油核心的运动及干涉条纹的变化来实现界面滑移的直接观察和测量。该测量系统将为高应力接触界面滑移研究提供有利的数据支持。

112 润滑与密封 第38卷度、气压、地基等方面综合考虑了V沟槽超精密加工机床中的实际应用，提出了保障气浮导轨良好润滑性能的措施 ，为获得良好 的机械加工精度打下 了基矗目前 V沟槽超精密加工机床的实验室建设已经完成。