潤滑油政權和摩擦調查以極端底的聯絡壓使用納諾 Tribometer 從 CSM 儀器

包括的事宜

背景

不同的潤滑油政權

潤滑劑

定義

納諾 Tribometer 測試

最小的潤滑劑膠片厚度

冪定律等式

增加在摩擦系數

流體彈性動力對水力轉移

納諾,微小和宏指令縮放比例

更高的滑動速度

背景

摩擦學的評定在微和納諾縮放比例的由缺乏專用的手段限制了。 掃描強制顯微鏡 (SFM)是選擇的儀器調查的摩擦、穿戴和潤滑油的在這樣小規模。 然而, SFM 由於技巧的小的維數經常導致在 gigapascal 範圍的聯絡壓。 從 CSM 儀器的因此納諾 Tribometer 允許在聯絡情況上的更加巨大的變化和更配合與潤滑劑的研究在非常低負荷的。

不同的潤滑油政權

因為應用的負荷在被潤滑的聯絡,變化一個最近研究能通過不同於的潤滑油政權顯示這個轉移。

潤滑劑

調查的潤滑劑是二個不同類型。 第一是礦物油 (MO)包括的 3% 芳族, 31% 環烷,并且 66% 塗石蠟,與 40 cSt 黏度, 96 cSt 和 200 cSt。 第二是綜合油組成由與 (PAO) 6 cSt 基本黏度的 polyalphaolefine,二附加被添加: ` Irgalube 63' 附加包含 dithiophosphate 和使用作為極其壓、抗磨損附加為行業潤滑劑和油膏。 ` Irgalube211』附加包含被烷基化的三苯 phosphorothionate 和使用作為抗磨損附加在金屬工藝流體和汽車引擎油。

定義

為了全面記述二表面的交往和一塊中介潤滑劑層從屬於對正常和下滑強制,一个必須查看描述不僅幾何和水力參數,而且彈性變形在交往附近區域發生的定義。 流體彈性動力的潤滑油 (EHL) 在範圍和 fl 之間在牌照可以由與最小的潤滑劑膠片厚度的冪定律描述 (hmin) 涉及多種參數在聯繫人地點:

那裡 R 是這個球狀合作夥伴的半徑, U 是下滑的速度, W 是正常負載,并且α和η0 是涉及黏度的更改潤滑劑屬性在增長的壓下。 E 是表面的減少的彈性模數如所描述由赫茲波的原理。

納諾 Tribometer 測試

納諾 Tribometer 測試進行了使用 100Cr6 鋼珠直徑 2mm 作為有一張錫上漆的鋼盤的球狀合作夥伴作為測試油可能是應用的使用微球管的牌照。 每個測試正確地執行與油 30μl,并且牌照被轉動了以產生有效線性速度 4.2 mms 的 20 个轉每分鐘的速率-1在聯絡。 表示各自近似 110MPa、 140MPa、 180MPa、 225MPa、 280MPa、 385MPa 和 520MPa 赫茲波的聯絡壓) 的七經常被應用的負荷 250μN、 500μN、 1mN、 2mN、 4mN、 10mN 和 25mN (為每個測試循環使用了。 摩擦力 (f) 被評定了牌照的 200 次革命並且可能被計算作為μ = F/W,当 W 表示正常負載如玻璃彈簧懸臂式集合適用摩擦系數 (μ) (顯示在圖 1)。

AZoNano - 納米技術 A 到 Z - 准許裝載通過這個範圍 20μN - 1N 納諾 Tribometer 玻璃彈簧強制傳感器的特寫鏡頭視圖。

圖 1。

被評定的摩擦系數數據一個完整集為其中一測試油 (200cSt) 在負荷範圍的 250μN - 25 圖 2 顯示 mN。 能被看見,當增加負荷,這個球的交往,範例表面和潤滑劑秋天在三個明顯的政權之間。 对 250μN 和 500μN 負荷潤滑劑禁止球的摩滑運動在導致更高的摩擦阻力的表面的。 在 1mN,摩擦系數高,但是曲線逐漸減少在這個測試的期限,典型 「走合」表面。

AZoNano - 納米技術 A 到 Z - 作為旋轉的膝部功能的實驗被評定的摩擦系數 200 cSt 高純度的礦物油,為在範圍 250 μN - 25 的應用的負荷 mN。

圖 2。

对負荷極大比 2mN,曲線似乎有走合期間,在後穩定被到達摩擦系數穩定對一個恆定的值的地方。

最小的潤滑劑膠片厚度

如圖 3. 所顯示,最小的潤滑劑膠片厚度可以從多種不同的油黏度的冪定律被計算。 作為正常負載功能,這裡結果顯示,雖然這個等式向顯示下滑的速度和範圍半徑比應用的負荷有對膠片厚度的更加重大的影響。

AZoNano - 納米技術 A 到 Z - 作為正常負載功能的被計算的油膜厚度四不同油黏度的 (1 mm 範圍半徑)。

圖 3。

冪定律等式

冪定律等式在正常負載顯示那所有特定球在平面的系統的,減少或在滑動速度的增量導致在潤滑劑膠片厚度的增量。 有時膠片厚度將是很極大的至於完全地單獨二反對的表面的表面刻薄。 這樣情況指充分的影片或水力潤滑油,因為不再有聯接實質面之間的所有交往,潤滑劑膠片厚度變得管理由黏度、速度和正常負載。

增加在摩擦系數

當膠片厚度增加,在摩擦系數的指數增長在圖 4 (a) 顯示。 此工作情況為被密謀的所有四黏度是明顯的。 對於赫茲波的聯絡壓落對在 110MPa 附近的低負荷,摩擦在最大數量。 當隨後增加負荷,摩擦減少 (參見,每曲線最初的減少)。 在 40cSt 和 96cSt 黏度情況下,明顯地是可視的有導致一個最小的摩擦系數的最佳膠片厚度/正常負載。

流體彈性動力對水力轉移

區別潤滑油政權之間的轉移能被看到摩擦系數作為 Stribeck 編號, L 功能,是否被密謀, L = ηU/W。 同樣四黏度的結果在從流體彈性動力的轉移與水力政權能明顯地被看到的圖 4 (b) 顯示。 為了調查限定範圍潤滑油政權,一張更低的滑動速度將要求在聯絡。 以這樣低速度,沒有在潤滑劑的壓積累並且負荷由刻薄在聯繫範圍完全地運載。

圖 4。

納諾,微小和宏指令縮放比例

雖然納諾 Tribometer 理想地說配合與潤滑劑屬性的描述特性在微和納諾縮放比例的,它可能也是利益關聯這樣結果與評定做在這個宏觀縮放比例在一臺不同的儀器。 通過使用三臺不同儀器映射礦物油的 200cSt 的三個潤滑油政權是可能的。 一個標準針在盤設備用於評定從邊界條件的摩擦系數與最初是的μ穩定的在 0.3 前後 (為 L 值 0.15 - 1),在後它下降到一最小的μ 0.11 (在 L = 20)。 納諾 Tribometer 然後用於評定從 L 值的μ大約 10 5000。 這報道從混雜的轉移與水力政權 (聯絡情況是半徑 1mm 和下滑速度 4.2mms)。

更高的滑動速度

對於更高的滑動速度,納諾臨時測試人員使用與聯絡半徑 20 μm 和下滑的速度 1cms-1

來源: CSM 儀器

關於此來源的更多信息请請參觀 CSM 儀器

Date Added: Dec 6, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 12:29

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