Page 12 - 《摩擦学学报》2021年第2期

第 2 期 彭玉兴, 等: 矿井提升钢丝绳改性氧化石墨烯润滑油减摩特性研究 157

(a) 10 (b)
1
2
11

12
13B
3
9
13A

4
5 14B 14A
6
8
7

z 15
16
y
x

(c)

17 15 14 13

Fig. 11 Fretting friction-wear test system of steel wire. (a) integral structure，(b) the magnified picture of wire contact area，(c) wire
loading mechanism on both left and right sides
图 11 钢丝微动摩擦磨损试验台(a)整体结构、(b)钢丝接触部位放大图(后视图)、(c)左右两侧钢丝装载机构

F 1
f = (2) 粒磨损；而用ODA-GO油样润滑时[图12(c，e)]，磨痕宽
F 2
度变窄，点蚀、凹坑区域明显减少，说明疲劳磨损显著
式中：F max 、F min 为一次循环钢丝16所受切向力的最大
降低，但犁沟现象依然明显，其磨损形式主要为磨粒
值和最小值，其图谱为正弦曲线；α为钢丝12和16的交
磨损.

叉角.
试验条件如下：接触力F =30 N、交叉角α=60°、微 3 结论
2
动振幅120 μm、微动频率2.5 Hz、循环次数20 000、扭
a. 采用脱水缩合的方法将ODA接枝在GO表面，
转角度2.5°、3根钢丝预紧力都为350 N、供油方式为滴
制备过程中发生了酰胺化反应和亲核取代反应，其中
油. 考虑到ODA-GO的分散性较好，更能用于实际，选
后者占主导.
其进行钢丝微动试验，由图12(a)可知，在稳定磨损阶
b. 非极性基团之间的色散力主导烷基化石墨烯
段，ODA-GO油样的摩擦系数较IRIS数值更低且更稳 在非极性润滑油中的分散性，该力远大于GO中极性
定，其平均摩擦系数为0.135，相比IRIS(0.150)减少了 基团与烃溶剂中非极性基团之间的诱导力与色散力

10%. 用IRIS润滑时[图12(b，d)]，磨痕较宽，表面存在 之和；长碳链烷基的接枝密度越高，改性石墨烯基材
较多的磨屑及密集的点蚀区域[直径1 μm左右，图12(d)]， 料的分散性越好，但接枝密度越高，其缺陷越多，层状
犁沟现象明显，说明其磨损形式主要为疲劳磨损和磨 结构越不规整，相应的润滑性能也会下降.