Page 85 - 摩擦学学报2025年第4期

第 4 期 张晓寒, 等: 赛龙材料微量第二润滑介质增强水润滑摩擦学特性研究 573

表 1 试验材料属性表
Table 1 Parameters of test materials
Parameters Ring Block Injection needle Secondary lubricating medium
Material 316 stainless steel Thordon (SXL) 304 stainless steel Emulsifying oil
Outer diameter: 49.22; Length: 19.05; Outer diameter: 0.70;
Size/mm —
width: 13.65 width/height: 12.32/12.32 inner diameter: 0.40
Surface roughness/μm 0.95 0.40 — —
Viscosity@21 ℃/(mPa∙s) — — — 63.79

的使用，并进行了相关试验. 图1所示为本次试验中所 Injector
采用的MRH-3高速环块摩擦磨损试验机，该试验机与
第二润滑介质供给装置相连. 图2所示为本次试验中 Block
所采用的注油方式示意图，其中注油针头被插入事先
在试块上钻出的通孔内部，该通孔与试块表面呈45°
3 mm
角，注油针头通过硅胶软管与外部第二润滑介质供给 Ring

装置相连.

Control valve

Digital flow gauge
Fig. 2 Schematic diagram of oil injection method
Water 图 2 注油方式示意图
tank
Inlet
表 2 试验条件
Table 2 Experimental conditions
Parameters Specifications
Temperature, T/℃ 22 ± 1
Load, F/N 150 350 550
Pressure sensor Rotational speed, ω/(r/min) 50~2 000
Injector
needle Oil supply volume, V/μL 100
Block
Oil supply rate, v/(μL/s) 10
Ring
转速运行60 s，总共进行3次试验，每次试验之间的转
Temperature 速间隔为100 r/min，并且每次试验后更换新的试块，
sensor Outlet
记录每一次试验摩擦系数的变化，并计算3次测试的
平均摩擦系数. 根据所得到的摩擦系数绘制纯水润滑
Water
tank 条件下赛龙试块与钢环摩擦副之间摩擦系数的变化
曲线，如图3所示. 与经典的Stribeck曲线进行对比后发
Fig. 1 Schematic diagram of MRH-3 high speed block-on-
现，混合润滑状态下钢环的对应转速约为50~600 r/min.
ring friction and wear test rig
图 1 MRH-3高速环块摩擦磨损试验机示意图 当钢环的转速大于600 r/min时，润滑状态转变为流体
动压润滑. 在水润滑轴承面临严苛工况时，轴承与轴
为确保乳化油能够有效进入接触区以提供润滑， 表面之间的接触处于混合润滑状态. 因此，本试验中
同时避免钢环表面与注油针头相互干扰，我们将注油 选择的钢环转速区间为50~600 r/min.
口设置在距离接触区约3 mm处，同时使注油针头尽 启动环块试验机，待摩擦系数稳定后(磨合时间

可能靠近接触区，具体试验条件列于表2中. 约为600 s)，向接触区注入乳化油，并记录不同转速下

1.3 摩擦磨损试验 的摩擦系数. 试验重复进行3次，为了消除测量误差，

1.3.1 变转速下赛龙材料摩擦磨损试验 每次试验均更换新的试块. 在试验前后，使用石油醚
在纯水润滑条件下，保持载荷不变(P = 350 N)， 和无水乙醇清洁试块和钢环等腔体内零件表面，取
将钢环的转速逐渐从50 r/min增加到2 000 r/min，每个 3次测量的平均值进行绘制和对比.