盛排排
商丘工学院，机械工程学院，河南 商丘 476000
摘要：本文主要分析法向接触载荷类对润滑脂成膜厚度的影响，根据实验数据利用画图软件得出膜厚随参数的变化图。然后对图进行分析，得出载荷对润滑脂成膜厚度的影响。润滑脂的成膜厚度会随着法向接触载荷的增加而减小。
关键字：法向接触载荷；成膜厚度；成膜特性
润滑脂在机械设备上的润滑效果，与其成膜特性密切相关，而成膜特性可通过分析润滑脂的膜厚变化来体现。润滑脂在机械设备运转过程的成膜特性对润滑效果极其重要，简单来说就是润滑脂在润滑过程中形成膜厚越大，其润滑效果越好，反之则润滑效果不好[1]。判断一种润滑脂的适合的工况条件，就是在特定的条件下，观察润滑脂膜厚的形成以及膜厚值的大小。
1.试验用脂
实验用脂共有3种，其中基础油分别为聚α-烯烃、酯类油和矿物油，稠化剂12羟基，没有使用添加剂。实验所用脂如表1所示。
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3.试验条件
本文选取4种法向载荷分别是：10N、20N、30N和40N。在相同滚动速度下，分析法向接触载荷对润滑脂成膜特性的影响。
本文对实验数据的处理是利用软件Origin，把一种脂实验所得的数据点全部放在一张膜厚图上，可直观的对不同的数据进行比较。
对同种润滑脂在不同速度和不同载荷下的膜厚进行重复性测量，对每一组数据求取平均值，剔除误差超过5%的实验数据。然后对其余实验结果求取平均值，此时所得的平均值被当作在某速度下的膜厚值。
4.对实验结果进行分析
润滑脂1中基础油为聚α-烯烃、稠化剂为皂基锂，图2是润滑脂1膜厚随滚动速度和法向接触载荷的变化图。根据图可知，当滚动速度一定时，润滑脂膜厚随着法向接触载荷的增加而降低。当速度是4000mm/s时，法向接触载荷为10N时润滑脂1膜厚出现最大值，值是1105.5nm；而载荷为40N时润滑脂1的膜厚值是最小的，膜厚值为972.3nm。在初始速度为0时，可看出载荷10N时润滑脂膜厚值最大，载荷40N时膜厚值最小。在滚动速度相同的情况下，载荷10N时膜厚曲线图始终在最高的位置，而载荷40N时膜厚曲线始终在最下面的位置，说明载荷对润滑脂成膜厚度有一定的影响。得出结论：随着载荷的增大润滑脂膜厚是一直降低的。
图2 图3 图4
图3是2号润滑脂其膜厚随滚动速度和载荷变化图，润滑脂2的基础油为酯类油，稠化剂为十二羟基锂。从图可以得出，当滚动速度是4000mm/s时，载荷为10N时润滑脂2的膜厚值始终最大，最大膜厚值是1176.4nm；而载荷为40N时润滑脂2的膜厚值始终最小，最小膜厚值是1021.7nm。当滚动速度一定时，载荷10N的膜厚值始终位于最上方，载荷40N时的膜厚值始终在最下面。可得出结论：随着载荷的增加，润滑脂膜厚值一直在降低。润滑脂2的膜厚值最大是1176.4nm，最小膜厚值是1021.7nm。
图4是4号润滑脂其膜厚随滚动速度和法向接触载荷的变化图，润滑脂3的基础油和稠化剂分别是矿物油和十二羟基锂。根据图不难发现，当滚动速度是4000mm/s时，法向接触载荷10N时的润滑脂1膜厚出现最大值，值是1225.9nm；而法向接触载荷为40N时润滑脂1的膜厚值是最小的，膜厚值为991.2nm。在滚动速度相同的情况下，法向接触载荷10N时膜厚曲线图始终在最高的位置，而法向接触载荷40N时膜厚曲线图始终在最下面的位置，说明法向接触载荷对润滑脂成膜厚度有一定的影响，随着法向接触载荷的增大膜厚是一直降低的。
5.结论
根据对上述润滑脂1、润滑脂2和润滑脂3膜厚随滚动速度和法向接触载荷变化的分析可知：当滚动速度一定时，润滑脂膜厚随着法向接触载荷的增大而减小。润滑脂的成膜厚度随着滚动速度的增加而增加。
参考文献
[1]张文法,温诗铸。应用光干涉法研究弹流油膜厚度和形状[J].润滑与密封,1983(1):10-14+21.
[2]盛排排.润滑脂成膜的影响因素研究[D].天津职业技术师范大学,2018.
[3]范波.旋滚条件下弹性流体动力润滑的研究[D]. 青岛理工大学, 2009.