Page 39 - 理化检验-物理分册2019年第二期

刘泊天, 等: 润滑剂摩擦学性能评价方法研究进展

表 １ 四球试验机测定量
Tab敭１ MeasurementitemsoffourＧballtesters
测定量 含义 物理意义
赫兹直径 在静负荷下, 钢球弹性变形所形成的平均压痕直径 －
赫兹线 压痕直径 Ｇ 负荷双对数关系曲线 赫兹直径和负荷之间的关系
当润滑油存在但未发生卡咬的情况下, 位于上方的转动
补偿直径 －
钢球对位于下方的静止钢球产生的平均磨痕直径
补偿线 磨痕直径 Ｇ 负荷双对数关系曲线 补偿直径与负荷之间的关系
最大无卡咬负荷 在试验条件下不发生卡咬的最高负荷 油膜强度
烧结负荷 在试验条件下使钢球发生烧结的最低负荷 润滑剂的极限工作能力
校正负荷 每次试验所加负荷和在该负荷下的赫兹直径与补偿直径之比的乘积 对所加实际负荷的修正
综合磨损值( ZMZ ) 又称平均赫兹负荷、 负荷 Ｇ 磨损指数, 是 １０ 次校正负荷的算术平均值 润滑剂的抗极压能力
摩擦因数 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

系统等组成 [ ６ ] .摩擦副为四个球心构成等边四棱锥
体的钢球, 其中位于上面的钢球固定在主轴上, 一般
推荐 使 用 优 质 铬 合 金 轴 承 钢 GCr１５ , 洛 氏 硬 度 在
６４~６６HRC 为佳.
四球试验机主要控制参数包括负荷( 试验力)、 主
轴转速、 试验温度、 时间等 [ ６ ] , 其中最关键参数是负
荷, 负荷的测量与控制精度决定了试验精度.载荷施
加方式通常为液压式或杠杆式( 重锤式) , 以及后续
[ ７ ]
图 １ 球 Ｇ 盘试验机示意图
开发的弹簧式、 气动式 [ ８ ] , 详见表 ２ .针对不同试验
Fi g 敭１ Schematicdia g ramofballＧ p latetester
目的, 应合理选取适合的加载方式.一般而言, 润滑
a frontview b to pview
剂摩擦磨损试验选取杠杆式或弹簧式加载系统, 极压
因数和磨损性能; 或以固定频率对试验盘在润滑条
性能试验选取液压式加载系统 [ ９ ] .气动式加载系统
件下进行往复运动, 连续增加试验负荷直至发生卡
由于噪声太大, 一般不在常规试验室中使用.
咬, 获取刚好发生卡咬之前所对应的试验负荷.具
表 ２ 四球试验机加载方式
体测定量见表 ３ .试验球通常产生赫兹点接触几何
Tab敭２ Loadin gmethodsoffourＧballtesters
形状.若要得到线或面接触, 可用不同形状的试件
加载方式 优点 缺点
来代替试验球.同时, 可采用表面形貌测定仪, 通过
操作简便, 可实现连续 缸塞间摩擦力大, 负荷控制 测定试 验 盘 上 的 磨 痕 获 得 附 加 的 磨 损 信 息 [ １１Ｇ１２ ]
液压式 .
负载 精度较低
该 试验机特别适用于初始高赫兹点接触压力下、 长
操作不便, 无法实现连续无 表 ３ 球 Ｇ 盘试验机测定量
杠杆式 结构简单, 载荷稳定
级均匀加载
Tab敭３ MeasurementitemsofballＧ p latetesters
构造简单, 可实现连续 适用于长时间抗磨损试验,
测定量 含义 物理意义
弹簧式 负载, 加 载 平 稳, 易 于 不适合 于 在 大 载 荷 系 统 中
控制 使用 赫兹接触 两个不 一 致 的 固 体 互 相 挤 压
赫兹弹性变形
控制精度高, 对环境无 面积 产生的表观接触面积
气动式 噪声较大
污染
赫兹接触 在赫兹 接 触 面 中 任 何 指 定 位
赫兹弹性变形
压力 置的压力大小
１．２ 高频线性振动试验机的结构与功能
最大无卡 在试验 条 件 下 不 发 生 卡 咬 的
高频线性振动试验机 ( SRV ) 由试验球 和试验 极压性能
咬负荷 最高负荷
盘构成, 又称球 Ｇ 盘试验机.如图 １ 所示 [ １０ ] , 用试验
摩擦力 与 正 压 力 之 间 的 无 因 润滑剂的减摩
球在恒定负荷下对着试验盘进行往复振动, 可在给 摩擦因数
次比 效果
定温度和负载条件下测定润滑脂及润滑膜层的摩擦
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