CN101158577A - 一种用于静压油膜厚度测量的方法与装置 - Google Patents

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本发明是一种用于静压油膜厚度测量的方法及装置。方法将被测润滑剂滴加到对合的两片压片之间，放入万能电子拉伸实验机上加载压力，保压；取出对合的两片压片，根据被测润滑剂在磨砂玻璃片上浸渍痕迹的边缘，用三座板测量仪测定其浸渍面积；计算油膜厚度＝滴加的被测润滑剂体积/浸渍面积。本发明为上述用于静压油膜厚度测量的方法还专门设计了一种装置。本发明测量方法简便易行，不需要复杂的测量设备；采用磨砂玻璃片加压后不必将两片磨砂玻璃片打开就可以直接观察到油膜的面积；可以连续加压，连续测量不同静压载荷下的油膜厚度；同时该方法的可重复性好。

Description

一种用于静压油膜厚度测量的方法与装置
【技术领域】
本发明涉及润滑油膜厚度测量方法与装置，特别是一种用于静压油膜厚度测量的方法与装置。
【背景技术】
润滑在机械工业中占有重要的地位，测量静压油膜厚度是评价润滑性能优劣的指标之一。目前油膜的厚度测量方法主要有：(1)利用NGY-2纳米级油膜厚度仪(由清华大学摩擦学国家重点试验室研究开发的)它包括测量系统、机械系统、图象采集系统，根据相对光强原理，将删出各点干涉光的相对强度，沿该线上的光强进行光场均匀化处理，然后用相对光强的方法来确定出膜厚，并在计算机显示器上绘制出膜厚曲线图。它可以测定在不同工况下对选取的油品及添加剂在润滑界面形成的油膜厚度。(2)利用光纤位移传感技术测量油膜厚度。(3)利用超声共振法测量油膜厚度。(4)利用电涡流传感器测量油膜厚度。这些传统的油膜厚度测量方法大都需要专门的复杂仪器和设备辅助，才可以获得油膜厚度的测量结果，测量成本高，且过程复杂。所以如何降低测量成本，且用比较简单的实验方法就可较精确测量油膜的厚度是我们研究的目的。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种用于静压油膜厚度测量的方法与装置，该方法与装置简单易行，无需复杂的仪器设备。
本发明为解决上述问题设计了一种用于静压油膜厚度测量的方法。它包括：
(1)将被测润滑剂滴加到一片磨砂玻璃压片表面，对合另一片磨砂玻璃压片；
(2)将对合的两片压片放入万能电子拉伸实验机上，加载压力，保压5-15分钟，后卸压；
(3)取出对合的两片压片，根据被测润滑剂在磨砂玻璃片上浸渍痕迹的边缘，用三座板测量仪测定其浸渍面积；
(4)计算油膜厚度：
油膜厚度＝滴加的被测润滑剂体积/浸渍面积。
本发明为上述用于静压油膜厚度测量的方法还专门设计了一种装置，其特征在于所述装置有两个分别用来与万能电子拉伸实验机固定的上、下压头；所述上、下压头又分别通过球形万向铰链相对连接一个自动定心的上、下平面压盘；所述自动定心的上、下平面压盘间放置对合的两片磨砂玻璃压片。
本发明具有以下特点：该测量方法简便易行，不需要复杂的测量设备；采用磨砂玻璃片加压后不必将两片磨砂玻璃片打开就可以直接观察到油膜的面积；可以连续加压，连续测量不同静压载荷下的油膜厚度；同时该方法的可重复性好。
【附图说明】
图1为测量装置示意图。
图1中：1-万能电子拉伸实验机上压头；2-自动定心上压盘；3-磨砂玻璃片；4-被测量油膜；5-磨砂玻璃片；6-自动定心下压盘；7-万能电子拉伸实验机下压头。
以下结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
【具体实施方式】
本发明用于静压油膜厚度测量时，所述方法中：被测润滑剂滴加到两片磨砂玻璃压片之间，磨砂玻璃片表面需事先清理干净，并在干燥箱内干燥。然后将对合的两片磨砂玻璃压片，放入万能电子拉伸实验机上，按照需要的压力加载，加载到所需压力后保压10分钟，然后取出磨砂玻璃压片。由于干燥后的磨砂玻璃压片为白色不透明，被油液浸渍后会留下清楚的痕迹，因此根据油膜在磨砂玻璃片上浸渍痕迹的边缘，用三座板测量仪测定其浸渍面积。然后计算油膜厚度：
油膜厚度＝加入油的体积/油浸渍的面积。
根据不同的载荷要求，本发明可连续加载，可以得到相同体积下的不同载荷时的油膜厚度。
本发明由于使用万能电子拉伸实验机，采用所述专用自动定心装置对润滑剂加载，上下自动定心压盘(图1中的2和6)可以自动对中，被测润滑剂在载荷压力下在玻璃磨砂片之间呈圆形均匀扩散状态，所以油膜在磨砂玻璃压片上形成近似为圆形的形状。为尽量减少误差，所述测定浸渍面积是分别选取浸渍痕迹边缘的最大、最小直径处和中间位置至少三点，测量浸渍圆形半径，取点越多，取平均值后越接近真实值，最后计算得出浸渍的面积。
参看附图1，本发明用于静压油膜厚度测量方法的装置，由1万能电子拉伸实验机上压头，2自动定心上压盘，3磨砂玻璃上压片，4被测量润滑剂，5磨砂玻璃下压片，6自动定心下压盘和7万能电子拉伸实验机下压头等组成。所述上、下与万能电子拉伸实验机固定的压头，又通过一组球形万向铰链偶件连接相对的一对自动定心的上、下平面压盘。所述球形万向铰链阴阳偶件可在上、下万能电子拉伸实验机压头与上、下自动定心平面压盘间，互换设置。
所述对合的两片磨砂玻璃压片可以分别为厚度为8～10毫米，直径100～150毫米的圆形磨砂玻璃片。所述磨砂玻璃压片的工作表面粗糙度为Ra0.1-6.3，平面度为0.1-2.4μm。
实施例：
采用本发明的方法对“不锈钢薄板拉深用纳米铜润滑剂”油膜厚度与普通拉深润滑剂，进行了对比试验：
1、实验载荷为0.5Mpa到3.5Mpa，所测量的油膜面积及计算的油膜厚度数据分别见表1和表2。
表1  普通拉深润滑剂数据
  载荷(MPa)   0.5   1     1.5     2     2.5     3     3.5
  油膜直径(mm)   40   59.5     65     71     80     88.5     93.5
  油膜面积(mm2)   1256   2779     3316.6     3957.2     5024     6148.3     6862.7
  油膜厚度(μm)   22.13   10.00     8.38     7.03     5.53     4.52     4.05
表2纳米铜拉深润滑剂数据
  载荷(MPa)     0.5    1    1.5   2   2.5   3    3.5
  油膜直径(mm)     40    57    61   65   73.5   75    83
  油膜面积(mm2)     1256    2550.47    2920.99   3316.63   4240.77   4415.63    5407.87
  油膜厚度(μm)     22.13   10.90    9.52   8.38   6.56   6.30    5.14
2、得到以下结果：
在相同的压力下，含0.5％纳米铜的拉深润滑剂可停留更厚的油膜厚度，这有利于拉深的进行。

Claims (5)

1.一种用于静压油膜厚度测量的方法，其特征在于所述方法包括：
(1)将被测润滑剂滴加到一片磨砂玻璃压片表面，对合另一片磨砂玻璃压片；
(2)将对合的两片压片放入万能电子拉伸实验机上，加载压力，保压5-15分钟，后卸压；
(3)取出对合的两片压片，根据被测润滑剂在磨砂玻璃片上浸渍痕迹的边缘，用二维坐标测量仪测定其浸渍面积；
(4)计算油膜厚度：
油膜厚度＝滴加的被测润滑剂体积/浸渍面积。
2.根据权利要求1所述的用于静压油膜厚度测量的方法，其特征在于所述加载压力后，保压10分钟。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于静压油膜厚度测量的方法，其特征在于所述测定浸渍面积是分别选取浸渍痕迹边缘的最大、最小直径处和中间位置，测量浸渍圆形半径，取平均值后，计算得出浸渍的面积。
4.一种权利要求1所述的用于静压油膜厚度测量方法的装置，其特征在于所述装置有两个分别用来与万能电子拉伸实验机固定的上、下压头；所述上、下压头又分别通过球形万向铰链相对连接一个自动定心的上、下平面压盘；所述自动定心的上、下平面压盘间放置对合的两片磨砂玻璃压片。
5.根据权利要求4所述的用于静压油膜厚度测量方法的装置，其特征在于所述对合的两片磨砂玻璃压片分别是厚度为8～10毫米，直径100～150毫米的圆形磨砂玻璃片。
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