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关于润滑脂的机械老化对轴承摩擦学性能影响的研究

润滑脂被广泛应用于滚动轴承的润滑。在使用过程中，初期的匀脂，以及接触区内部的高剪切作用，会导致润滑脂的机械老化。微观上这种剪切会改变稠化剂的网状结构；宏观上会影响润滑脂的流变性能和分油性能。为了研究机械老化对润滑脂在轴承中的摩擦学性能以及润滑效果的影响，本工作从润滑脂的微观摩擦学以及润滑特性出发，选取三种不同稠化剂结构的商用润滑脂，施加不同程度的机械剪切后，利用原子力显微镜观察稠化剂结构的变化；利用流变仪以及分油设备衡量润滑脂宏观性能的改变；最终，将受到不同程度剪切的润滑脂添加到深沟球轴承中，在一定的转速和载荷下，利用电容法表征油膜厚度，同时记载轴承运行温度和泄漏量，以此将润滑脂的机械剪切对其摩擦学性能的影响，从微观，宏观以及工程应用三个方面进行表征。现有结果显示，不同的稠化剂结构对机械剪切有不同的反馈，具体表现在稠化剂网状、纤维结构的改变，表观动态粘度、屈服应力以及分油率的变化。最终，100小时的轴承测试表明，固定工况下轴承润滑油膜厚度的变化是贫油、机械剪切、稠化剂碎片、分油、EHL油膜理论以及温度共同作用下的结果。该结果对轴承内的润滑脂的润滑以及摩擦学性能的了解有一定的理论和工程意义。