大黏度润滑剂油膜形状实验测量

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Exprimental Measurement 0f Film Shape of High·viscosity LubricantWang Xuefeng Guo Feng Hu Rufu Shang Weiyan(1.School of Mechanical Engineering，Ningbo University of Technology，Ningbo Zhiang 315016，China；2.School of Mechanical Engineering，Qingdao Technological University，Qingdao Shangdong 266033，China)Abstract：The effects of slide-roll ratio，applied load and entrainment velocity on the film shape，central film thicknessand minimum film thickness of high-viscosity were studied using multi-beam interferometry.The results show that the cen-tral film thickess is experienced the channg process of increased and then decreased for a while，finally increased again a-long with the increasing of entrainment velocity under pure roling conditions.The entrainment velocity is gone down gradu-ally as the fall of the central film thickness presented for a while，along with the increasing of the slide-roll ratio from zero，and this fall is disappeared in the vicinity of the slide-roll ratio equal to 2.The central and minimum film thicknesses arehardly depended on the applied load under lower entrainment velocity.The central and minimum film thicknesses are de-creased more along with the increasing more of the slide-roll ratio。

Keywords：multi-beam interferometry；slide-roll ratio；viscosity；0il film弹性流体动力润滑是轴承、齿轮及凸轮等高副接触机械零件的典型润滑形式，其接触区面积孝压力大、油膜保当润滑油膜厚度小到某-尺度时，两配合表面上的粗糙峰将会发生接触，进而引起磨损。因此，油膜厚度是判断润滑状态的重要指标。多年来 ，油膜形状及厚度研究-直是润滑研究领域 的重点。实验研究方面，文献 [2-8]提出了不同的膜厚测量方法，包括多光束干涉技术 。理论研究方面，文献 [10-12]采用不同算法对油膜形状及厚度进行了数值计算。

基金项目：国家自然科学基金项目 (51275252)；浙江省自然科学基金项 目 (LY13E050013)；宁波市 自然科学基金项 目(2012A610080)；浙江侍育厅科研项目 (Y201224717)。

收稿日期：2013-O1-17作者简介：王学锋 (1969-)，男，博士，讲师，研究方向为摩擦学理论及应用 .E.mail：mewangxf###yahoo.com.cn。

需要指出的是 ，不同的润滑剂对润滑性能的影响是有差别的，特别是润滑剂黏度对润滑效果影响十分显著。已有的研究中，使用的润滑剂的黏度各不相同，但黏度普遍较小，如：Shel turbo 33的黏度为0.08 Pa.S；BS oil的黏度为0.927 Pa.S；NYE-182的黏度为 0.105 Pa.S；PIO0的黏度为0.214 Pa·S。Nish-ikawa等 使用较大黏度的润滑剂进行了弹流润滑性能研究，其使用的 HC-100及 HC-600两种润滑剂的黏度分别达 到 了 1.183及 7.94 Pa·S↑ 年来，PB2400大黏度润滑剂在弹流试验中得到了应用，其黏度达到了1 050 Pa.S，相对于前述各种润滑剂黏度增大了3～4个数量级，其主要被用来研究入口凹陷、气穴及自旋等问题 。

本文作者使用多光束干涉技术，就 PB2400润滑剂的油膜形状及厚度进行了实验研究，观察了卷吸速度、施加载荷及滑滚比等对油膜形状及厚度的影响，2013年第6期 王学锋等：大黏度润滑剂油膜形状实验测量 67图5比较了纯滚动与纯滑动条件下卷吸速度对中心膜厚及最小膜厚的影响，纯滚动条件为滑滚比S0，纯滑动条件为滑滚比S2。由图5(a)可见，纯滚动条件下，当卷吸速度达到某-数值时，中心膜厚随着卷吸速度的增大出现暂时下降，然后随着卷吸速度的增大而增大；而在纯滑动条件下，中心膜厚总是随着卷吸速度的增大而增大。这是因为，纯滚动条件下，油膜形状总是存在-个扁平接触区，其与出口颈缩区之间的过渡十分陡峭，卷吸速度的增大使得颈缩区逐渐靠近接触中心，当颈缩区进入接触中心附近时，引起了中心膜厚的减小，参见图1(b)；但是在纯滑动条件下，卷吸速度的增大导致了楔形油膜形状的产生，其与出口颈缩区的过渡十分平缓，甚至其过渡区就是-条光滑曲线，如图 3(b)中 746Im/s的曲线所示。由图5(b)可见，纯滚动与纯滑动条件下，最小膜厚都随着卷吸速度的增大而增大。

由图5还可见，纯滚动条件下的中心膜厚及最小膜厚都比纯滑动条件下的大。

u，/(m ·s )(a)中心膜厚u，/( m 。s )(b)最小膜厚图5 纯滚动与纯滑动条件对中心膜厚及最小膜厚的影响 (载荷钾22 N)Fig 5 Efect of entrainment velocity oncentral film thickness(a)and minimum film thickness(b)under pure roling/sliding conditons(1oad W22 N)图6(a)显示了滑滚比对中心膜厚的影响∩见，当滑滚比S1.8时，没有出现中心膜厚的下降，而滑滚比S1.5，1，0.5时中心膜厚均出现了下降现象。并