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双盘润滑油的磨损——*种新颖的反向旋转方法
发布时间:2023-07-24        浏览次数:18        返回列表
   划伤是润滑触点中的*种灾难性故障模式,并且可能在没有警告的情况下发生,特别是那些在高压和/或滑动速度下运行的触点,例如汽车准双曲面齿轮、凸轮从动件和电动车辆传动系统。它是由*系列事件触发的,从油膜失效、粗糙到粗糙接触、摩擦膜去除,*后导致金属与金属粘合焊接的原生氧化层开始。多年来,已经制定了许多基于不同测试配置(I 型,即四球、Timken、SRV、Pin on Vee、Block on Ring)的标准,用于评估材料和润滑剂的耐磨损性(图 1))。其中大多数依赖于增加负载和/或温度来测试油膜和边界添加剂的耐久性。与 I 型磨损测试相关的*些伪影可能对理解和解耦基础油粘度和抗磨损添加剂对耐磨损性能的影响提出了挑战(表 2a)。


  双盘是  FZG 齿轮测试的流行*驱,用于筛选润滑剂。在本报告中,我们研究并比较了标准同向旋转方法与使用Ducom Twin Disc RoR 2.0 的新型反向旋转方法。
 
  材料与方法
 
  Ducom Twin Disc RoR 2.0(图 3a)采用嵌入式摩擦力和多轴振动传感器来捕获关键故障事件(图 3b)。带有在线过滤器的循环润滑剂供应装置将加热的润滑剂输送至滚动滑动接触。独特的多喷嘴布置确保两个圆盘也被润滑剂润湿,从而确保整体等温条件(图 3c)。可编程伺服加载确保测试期间准确的负载稳定性。两个光盘的速度(从 0.1 到 3000 rpm)和旋转方向可以使用两个高性能驱动器独立控制。
 
  滚轮的设计确保线接触宽度为 3 mm(表 1)。显示了双盘所需的 FZG 载荷步、赫兹接触压力和等效载荷的比较(表 1)。对于典型的 3 mm 线接触,双盘上所需的负载范围为 1000 至 7000 N,以模拟 FZG 负载步骤 8 至 18。
 
  编程了两种不同的速度曲线(a)同向旋转,导致正向流体夹带进入接触(图 4a)(b)反向旋转,导致接近零的流体夹带进入接触,即饥饿(图 4b)。详细的测试条件和参数如表5所示。在实际测试开始之前,对双盘进行预调节(1 GPa,5% 滑移),以便形成摩擦膜用于后续的磨损研究。
 
  实际测试的载荷、润滑油温度以及摩擦力和振动结果如图6所示。摩擦和振动急剧增加,导致测试在给定负载水平下自动停止,表明出现了磨损。
 
  测试期间润滑剂入口温度保持在 100 ± 2 °C(图 6b)。将负载逐步增加至 5 kN 以进行同向旋转,并且由于没有看到磨损而停止测试。对于反向旋转,由于磨损,测试在 2.5 kN 时自动终止(图 6a)。对转摩擦系数清楚地显示在 2.5 kN 负载阶跃下急剧上升(图 6c),并且振动相应增加(图 6d)。即使同向旋转的压力高达 5 kN,摩擦力(图 6c)和振动(图 6d )也没有变化。对转的平均摩擦力(CoF 0.13)是同向旋转(CoF 0.07)和噪音表明测试是在饥饿条件下运行的,摩擦膜可能不均匀。测试后滚筒的图像和光学显微镜如图7所示。
 
  同向旋转测试的圆盘(图 7a)没有显示出可见的表面损坏。另*方面,反向旋转的光盘在视觉上(图 7b)和光学显微镜下(图 7c)都显示出广泛的表面损坏和磨损。
 
  总之,在 Ducom Twin Disc 上实施的反向旋转测试协议可以在饥饿条件下重现润滑剂的磨损,而无需诉诸*前报道的*高负载或夹带速度。使用同步摩擦和振动数据可以准确检测故障。