CN105067512A

CN105067512A - 摩擦副试件

Info

Publication number: CN105067512A
Application number: CN201510455269.3A
Authority: CN
Inventors: 田忠利; 张华�; 宗明; 罗玉兰
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: CN105067512B; CN108414436A; CN108387511B; CN108387511A; CN108414436B

Abstract

本发明提供了摩擦副试件，上试件为钢圆环，下试件为铜圆盘。本发明还提供了一种摩擦副试件，上试件为钢圆柱，下试件为螺纹铜块。本发明还提供了一种摩擦副试件，上试件为钢圆盘，下试件为锯齿螺纹铜盘。本申请提供的摩擦副试件作为SRV摩擦磨损实验的摩擦副，其能够实现评价齿轮油的摩擦系数，且与齿轮油同步器摩擦特性台架试验检测的齿轮油的摩擦系数接近，准确性较高，另外，本申请的SRV模拟实验摩擦副试件安装方便、操作简单、试验周期短，成本低。

Description

摩擦副试件

技术领域

本发明涉及摩擦磨损技术领域，尤其涉及摩擦副试件。

背景技术

齿轮油是以石油润滑油基础油或合成润滑油为主，加入极压抗磨剂和油性剂调制而成的一种重要的润滑油，其可用于各种齿轮传动装置，以防止齿面磨损、擦伤、烧结等，延长其使用寿命，提高传递功率效率。

在进行变速箱同步器齿轮油市场推广过程中，客户(汽车生产商)对同步器齿轮油摩擦特性提出了苛刻的要求，进入试车之前油品必须先通过同步器摩擦特性台架试验，要求同步器齿轮油的摩擦系数既不能太大，也不能太小，需要控制在一定的范围，如此开发人员进行变速箱齿轮油的开发、配方筛选等工作提出了更高的要求。但是同步器摩擦试验台架不仅成本非常高，每次费用在几万元左右，而且周期长；如果每筛选一个配方就送去做台架试验，非常费时费钱，严重影响到了产品的开发、配方筛选和优化工作进度。

经过调查，目前国内市场上没有公开发表、出售专门用于模拟评价变速箱齿轮油同步器摩擦性能的模拟试验装置、摩擦副试验件和试验方法条件。为了节约成本，缩短开发周期，填补国内空白，需要建立相应的同步器摩擦性能模拟评价试验装置，最关键的是模拟摩擦结构试验件。

SRV4型振动摩擦试验机是一种常用的测试摩擦磨损试验的试验机。因此，申请人利用现有的SRV4型振动摩擦试验机，结合同步器的摩擦副材料、结构、公差、精度、硬度以及运动方式、摩擦方式、工作条件和特点，根据SRV试验机的操作平台和空间尺寸，自行设计出用于模拟评价变速箱齿轮油同步器摩擦特性的三种摩擦副试验件结构。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供摩擦副试样，本申请提供的摩擦副试件可用于SRV模拟评价变速箱齿轮油同步器的摩擦性能。

有鉴于此，本申请提供了一种摩擦副试件，上试件为钢圆环，下试件为铜圆盘，所述钢圆环包括圆盘和与所述圆盘相接触的圆环，所述圆环与所述铜圆盘可接触连接；所述钢圆环的材料为铬合金，所述铜圆盘的材料为锰黄铜。

优选的，所述钢圆环为20CrMnTi，硬度为HRC58～62；所述铜圆盘的硬度≥HRB85。

优选的，所述钢圆环的圆盘与圆环的外径比为(1.05～1.1)：1，高度比为(2～4)：1，所述圆环的外径与内径的比例为(1.1～1.5)：1；所述钢圆环与所述铜圆盘的高度比为1：(1.2～1.5)。

本申请还提供了一种摩擦副试件，上试件为钢圆柱，下试件为螺纹铜块，且所述螺纹铜块与钢圆柱可接触的表面设置有凹槽，所述凹槽表面设置有螺纹；所述钢圆柱的材料为铬合金，所述螺纹铜块的材料为锰黄铜。

优选的，所述钢圆柱为20CrMnTi，硬度为HRC58～62；所述螺纹铜块的硬度≥HRB85。

优选的，所述钢圆柱的直径与高度的比例为1：(1.3～1.5)，所述螺纹铜块的长、宽与高的比例为(2～3)：(2～3)：1，所述钢圆柱与所述螺纹铜块的高度的比例为(5～6)：1。

优选的，所述螺纹铜块的螺纹为10～15条，螺角为30°～50°。

本申请还提供了一种摩擦副试件，上试件为钢圆盘，下试件为锯齿螺纹铜盘，所述钢圆盘包括上部圆盘和与所述上部圆盘相接触的下部圆盘，所述下部圆盘与所述铜圆盘可接触连接；所述钢圆盘的材料为铬合金，所述锯齿螺纹铜盘的材料为锰黄铜。

优选的，所述钢圆盘为20CrMnTi，硬度为HRC58～62；所述锯齿螺纹铜盘的硬度≥HRB85。

优选的，所述上部圆盘与所述下部圆盘的外径比为(1.05～1.15)：1，厚度比为(3～4)：1；所述下部圆盘与所述锯齿螺纹圆盘的外径比为1：(1.2～1.3)，所述钢圆盘的厚度与所述锯齿螺纹圆盘的厚度的比例为(1.2～1.5)：1。

本申请提供了摩擦副试件。本申请提供的摩擦副试件作为SRV摩擦磨损实验的摩擦副，其能够实现评价齿轮油的摩擦系数，且与齿轮油同步器摩擦特性台架试验检测的齿轮油的摩擦系数接近，准确性较高，另外，本申请的SRV模拟实验摩擦副试件安装方便、操作简单、试验周期短，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的摩擦副试件的上试件的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的摩擦副试件的下试件的结构示意图；

图3为本发明实施例5提供的摩擦副试件的上试件的结构示意图；

图4为本发明实施例5提供的摩擦副试件的下试件的结构示意图；

图5为本发明实施例9提供的摩擦副试件的上试件的结构示意图；

图6为本发明实施例9提供的摩擦副试件的下试件的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种摩擦副试件，其包括上试件与下试件，上试件为钢圆环，下试件为铜圆盘，所述钢圆环包括圆盘和与所述圆盘相接触的圆环，所述圆环与所述铜圆盘可接触连接；所述钢圆环的材料为铬合金，所述铜圆盘的材料为锰黄铜。

本申请中所述钢圆环优选为20CrMnTi，硬度优选为HRC58～62；所述铜圆盘的材料优选为MBA-2或TL084，硬度优选≥HRB85。

作为优选方案，上述摩擦副试件中，所述钢圆环中圆盘与圆环的外径比优选为(1.05～1.1)：1，更优选为1.05:1，所述圆盘与圆环的高度比优选为(2～4)：1，更优选为3:1，所述圆环的外径与内径的比例优选为(1.1～1.5)：1，更优选为1.2:1；所述上部钢圆环与所述下部铜圆盘的比例高度比优选为1：(1.2～1.5)，更优选为1:1.3。本方案中所述圆盘优选为中央具有圆锥的圆盘，圆锥的直径与所述圆盘外径的比例优选(1～1.1)：1，所述圆锥的高度与所述圆盘厚度的比例优选为(1.5～1.8)：1。本方案提供的摩擦副的结构示意图如图1，图2所示。本申请中所述钢圆环中的圆环在进行摩擦特性模拟的时候，则将其与铜圆盘相接触，不进行模拟时不接触。

本申请采用上述摩擦副试件模拟评价变速箱齿轮油同步器摩擦性能的过程具体为：

首先在铜圆盘表面涂油品，再将钢圆环下部的圆环端面安装于铜盘表面，向钢圆环施加载荷到铜盘上，钢圆环相对于铜圆盘进行往复振动，以此测量油品的摩擦系数。

上述往复振动的温度优选为50～90℃，负荷优选为50N～500N，振幅优选为1.0～2.5mm，振动频率优选为50～100Hz，时间优选为60～120min。

本发明实施例公开了一种摩擦副试件，其包括上试件与下试件，上试件为钢圆柱，下试件为螺纹铜块，且所述螺纹铜块与钢圆柱可接触的表面设置有凹槽，所述凹槽表面设置有螺纹；所述钢圆柱的材料为铬合金，所述螺纹铜块的材料为锰黄铜。

所述钢圆柱的材料优选为20CrMnTi，硬度优选为HRC58～62；所述螺纹铜块的材料优选为MBA-2或TL084，硬度优选≥HRB85。

作为优选方案，上述摩擦副试件中，所述钢圆柱的直径与高度的比例优选为1：(1.3～1.5)，更优选为1:1.45，所述螺纹铜块的长、宽与高的比例优选为(2～3)：(2～3)：1，更优选为2.4:2.5:1，所述钢圆柱与所述螺纹铜块的高度的比例为(5～6)：1，更优选为5.5:1。所述螺纹铜块的螺纹优选为10～15条，螺角优选为30°～50°。本申请所述螺纹铜块在与钢圆柱进行摩擦模拟时，则将两者进行接触，所述螺纹铜块与钢圆柱接触的表面设置有螺纹，其余表面不设置螺纹。本方案提供的摩擦副的结构示意图如图3、4所示。

首先在螺纹铜块的凹槽表面涂油品，再将钢圆柱外圆面安装于涂有油品的螺纹表面，要求钢圆柱长方向与螺纹方向垂直，圆柱外圆面与螺纹表面配合一致，向钢圆柱施加载荷到螺纹铜块上，钢圆柱相对于螺纹铜块进行往复振动，以此测量油品的摩擦系数。

上述往复振动的温度优选为50～90℃，负荷优选为50N～300N，振幅优选为1.0～2.0mm，振动频率优选为50～100Hz，时间优选为60～120min。

本发明实施例公开了一种摩擦副试件，其包括上试件与下试件，上试件为钢圆盘，下试件为锯齿螺纹铜盘，所述钢圆盘包括上部圆盘和与所述上部圆盘相接触的下部圆盘，所述下部圆盘与所述铜圆盘可接触连接；所述钢圆盘的材料为铬合金，所述锯齿螺纹铜盘的材料为锰黄铜。

本申请中所述钢圆环优选为20CrMnTi，硬度优选为HRC58～62；所述锯齿螺纹铜盘的材料优选为MBA-2或TL084，硬度优选≥HRB85。

作为优选方案，上述摩擦副试件中，所述钢圆环优选由两部分组成，由外径不同、内径相同的两个钢圆盘组成；所述钢圆盘包括外径比优选为(1.05～1.15)：1、厚度比为(3～4)：1的上部圆盘与下部圆盘，所述下部圆盘与所述锯齿螺纹圆盘的外径比优选为1：(1.2～1.3)，所述钢圆盘的厚度与所述锯齿螺纹圆盘的厚度的比例优选为(1.2～1.5)：1，更优选为1.3:1。本方案中所述上部圆盘优选为中央具有圆锥的圆盘，圆锥的直径与所述圆盘外径的比例优选(1～1.1)：1，所述圆锥的高度与所述圆盘厚度的比例优选为(1.5～1.8)：1。本申请所述锯齿螺纹铜盘的螺纹可以为三角形螺纹、矩形螺纹或梯形螺纹，本申请优选为梯形螺纹。本方案提供的摩擦副的结构示意图如图5、6所示。

首先在锯齿螺纹铜圆盘表面涂油品，再将钢圆盘与锯齿螺纹铜盘接触的下部钢圆盘端面安装锯齿螺纹盘表面，要求钢圆盘振动方向与螺纹方向一致，向钢圆盘施加载荷到锯齿螺纹铜面上，钢圆盘相对于锯齿螺纹铜盘进行往复振动，以此测量油品的摩擦系数。

上述往复振动的温度优选为50～90℃，负荷优选为100N～300N，振幅优选为1.0～2.0mm，振动频率优选为50～100Hz，时间优选为60～120min。

本申请提供的摩擦副试件应用于SRV试验机上能够模拟评价变速箱齿轮油摩擦性能，以此得到油品的摩擦系数，上述三种SRV模拟实验摩擦副试件安装方便，操作简单，试验周期短，成品低，最重要的是测得的油品的摩擦系数与同步器摩擦试验台得到的油品的摩擦系数接近，准确度较高。实验结果表明，本发明提供的摩擦副试件检测不同规格同步器齿轮油的摩擦系数范围0.060～0.180，重复性误差在±0.010，准确度80％以上。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的摩擦副试件进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

如图1所示，图1为本实施例提供的摩擦副试件的上试件的结构示意图，图2为本实施例提供的摩擦副试件的下试件结构示意图。上试件A1为钢圆环，材料20CrMnTi，硬度HRC58-62，上部圆盘外径21mm，高4.5mm，下部试验圆环外径20mm内径17mm，厚1.5mm；下试件B1为铜圆盘，材料MBA-2或TL084，硬度HRB≥85或HB210-260，圆盘外径24mm，高7.8mm。

实施例2

采用实施例1提供的摩擦副试件检测油品的摩擦系数，操作过程具体为：

先在铜圆盘表面涂上约0.2g油品，再将上试件(钢圆环)下部外径20mm内径17mm的圆环面端面安装在涂有油品的铜盘表面上，通过钢圆环施加50N的载荷到铜盘上，在50℃温度、振幅1.0mm、振动频率50Hz，60min钢圆环相对于铜盘作往复振动运动，以此测量油品的摩擦系数为0.060～0.180。

实施例3

检测油品的过程与实施例1相同，区别在于：试验温度为90℃，实验负荷为500N，实验振幅为2.5mm，试验频率为100Hz，试验时间为120mm，以此测量的油品的摩擦系数为0.060～0.180。

实施例4

检测油品的过程与实施例1相同，区别在于：试验温度为70℃，实验负荷为300N，实验振幅为1.5mm，试验频率为80Hz，试验时间为90min，以此测量的油品的摩擦系数为0.060～0.180。

实施例5

如图3所示，图3为本实施例提供的摩擦副试件的上试件的结构示意图，图4为本实施例提供的摩擦副试件的下试件结构示意图。上试件A2为钢圆柱，材料20CrMnTi，硬度HRC58-62，圆柱外径15mm，长22mm；下试件B2为螺纹铜块，材料MBA-2或TL084，硬度HRB≥85或HB210-260，长9.6mm，宽10mm，高4mm，螺纹12条，螺角40度。

实施例6

采用实施例5提供的摩擦副试件检测油品的摩擦系数，操作过程具体为：

先在螺纹块表面涂上约0.2g油品，再将上试件(钢柱)外圆面安装在涂有油品的螺纹块表面上，要求钢圆柱长方向与螺纹方向垂直，圆柱外圆面与螺纹表面配合一致，通过钢柱施加一定的载荷到螺纹铜块上，在50℃、负荷50N、振幅1.0mm、振动频率50Hz和60min下钢柱相对于螺纹铜块作往复振动运动，以此测量的油品的摩擦系数为0.060～0.180。

实施例7

检测油品的过程与实施例6相同，区别在于：试验温度为90℃，实验负荷为300N，实验振幅为2.0mm，试验频率为100Hz，试验时间为120min，以此测量的油品的摩擦系数为0.060～0.180。

实施例8

检测油品的过程与实施例6相同，区别在于：试验温度为70℃，实验负荷为120N，实验振幅为1.5mm，试验频率为80Hz，试验时间为100min，以此测量的油品的摩擦系数为0.060～0.180。

实施例9

图5为本实施例提供的摩擦副试件的上试件的结构示意图，图6为本实施例提供的摩擦副试件的下试件结构示意图。上试件A3为钢圆盘，材料20CrMnTi，硬度HRC58-62，上部圆盘外径21mm，高4.5mm，下部试验圆盘面外径20mm，厚1.5mm；下试件B3为锯齿螺纹铜盘，材料MBA-2或TL084，硬度HRB≥85或HB210-260，螺纹铜盘外径24mm，高7.8mm。

实施例10

采用实施例9提供的摩擦副试件检测油品的摩擦系数，操作过程具体为：

首先在锯齿螺纹铜盘表面涂上约0.2g油品，再将上试件(钢圆盘)下部外径20mm的试验圆盘端面安装在涂有油品的螺纹铜盘表面上，要求钢圆盘振动运动方向与螺纹方向一致，通过钢圆盘施加一定的载荷到锯齿螺纹铜盘上，在50℃、负荷100N、振幅1.0mm、振动频率50Hz和60min下钢圆盘相对于锯齿螺纹铜盘作往复振动运动，以此测量的油品的摩擦系数0.060～0.180。

实施例11

检测油品的过程与实施例10相同，区别在于：试验温度为90℃，实验负荷为300N，实验振幅为2.0mm，试验频率为100Hz，试验时间为120min，以此测量的油品的摩擦系数为0.060～0.180。

实施例12

检测油品的过程与实施例10相同，区别在于：试验温度为70℃，实验负荷为200N，实验振幅为1.5mm，试验频率为80Hz，试验时间为100min，以此测量的油品的摩擦系数为0.060～0.180。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种摩擦副试件，其特征在于，上试件为钢圆环，下试件为铜圆盘，所述钢圆环包括圆盘和与所述圆盘相接触的圆环，所述圆环与所述铜圆盘可接触连接；所述钢圆环的材料为铬合金，所述铜圆盘的材料为锰黄铜。

2.根据权利要求1所述的摩擦副试件，其特征在于，所述钢圆环为20CrMnTi，硬度为HRC58～62；所述铜圆盘的硬度≥HRB85。

3.根据权利要求1所述的摩擦副试件，其特征在于，所述钢圆环的圆盘与圆环的外径比为(1.05～1.1)：1，高度比为(2～4)：1，所述圆环的外径与内径的比例为(1.1～1.5)：1；所述钢圆环与所述铜圆盘的高度比为1：(1.2～1.5)。

4.一种摩擦副试件，其特征在于，上试件为钢圆柱，下试件为螺纹铜块，且所述螺纹铜块与钢圆柱可接触的表面设置有凹槽，所述凹槽表面设置有螺纹；所述钢圆柱的材料为铬合金，所述螺纹铜块的材料为锰黄铜。

5.根据权利要求4所述的摩擦副试件，其特征在于，所述钢圆柱为20CrMnTi，硬度为HRC58～62；所述螺纹铜块的硬度≥HRB85。

6.根据权利要求4所述的摩擦副试件，其特征在于，所述钢圆柱的直径与高度的比例为1：(1.3～1.5)，所述螺纹铜块的长、宽与高的比例为(2～3)：(2～3)：1，所述钢圆柱与所述螺纹铜块的高度的比例为(5～6)：1。

7.根据权利要求4所述的摩擦副试件，其特征在于，所述螺纹铜块的螺纹为10～15条，螺角为30°～50°。

8.一种摩擦副试件，其特征在于，上试件为钢圆盘，下试件为锯齿螺纹铜盘，所述钢圆盘包括上部圆盘和与所述上部圆盘相接触的下部圆盘，所述下部圆盘与所述铜圆盘可接触连接；所述钢圆盘的材料为铬合金，所述锯齿螺纹铜盘的材料为锰黄铜。

9.根据权利要求8所述的摩擦副试件，其特征在于，所述钢圆盘为20CrMnTi，硬度为HRC58～62；所述锯齿螺纹铜盘的硬度≥HRB85。

10.根据权利要求8所述的摩擦副试件，其特征在于，所述上部圆盘与所述下部圆盘的外径比为(1.05～1.15)：1，厚度比为(3～4)：1；所述下部圆盘与所述锯齿螺纹圆盘的外径比为1：(1.2～1.3)，所述钢圆盘的厚度与所述锯齿螺纹圆盘的厚度的比例为(1.2～1.5)：1。