[發明專利]一種微型滑塊面接觸潤滑油粘度的測量方法

在審

• 申請號: 201710106604.8
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106872309A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 郭峰;王茜;李超;栗心明;韓素立
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所37104
• 代理人: 張世功

1.一種微型滑塊面接觸潤滑油粘度的測量方法，該方法是在微型滑塊軸承潤滑油膜測量儀中完成，其特征在于具體測量方法按如下步驟進行：

(1)、試樣的清洗：

在試驗開始之前對微型滑塊和玻璃圓盤進行清洗，用以防止細微顆粒的吸附導致潤滑油油膜厚度測量的不準確，具體工藝步驟為先將微型滑塊和玻璃盤用洗手液去除表面的油污等雜質，在油污不易去除的特殊情況下，則采用丙酮、石油醚或其他強有機溶劑進行清洗；然后將清洗后的微型滑塊和玻璃盤放入無水乙醇中超聲清洗3-5分鐘，最后用高壓氮氣或壓縮空氣將清洗后的微型滑塊和玻璃盤吹干；

(2)、安裝微型滑塊，安裝與調平玻璃盤：

先將微型滑塊安裝在微型滑塊軸承潤滑油膜測量儀上，再安裝玻璃盤，安裝玻璃盤時依次旋轉其表面8顆定位螺釘至輕微旋緊，在安裝時應防止玻璃盤的磕傷并避免玻璃盤表面被污染，由微型滑塊和玻璃盤組成面接觸副，在玻璃盤上添加待測潤滑油，確定待測潤滑油的動力粘度η及折射率n，其中潤滑油的動力粘度η由粘度計測量獲得，待測潤滑油的折射率n由阿貝折射儀確定；然后，使用千分表對玻璃盤進行調平，使其端面跳動在3μm以內；

(3)、固定接觸副傾角α為恒定值：

波長為λ的紅光經同軸照明設備輸入顯微鏡照射在微型滑塊和玻璃盤形成的楔形間隙上形成干涉圖像，通過調節8顆調節螺釘確定干涉圖像條紋的數目N，由傾角計算公式確定此時微型滑塊和玻璃盤之間的傾斜角度α；對壓環上的8顆定位螺釘進行微調，來控制傾角的動態平衡，使得回轉過程中傾角不發生變化，其中α為微型滑塊傾角，rad；λ為光源的波長，m；N為條紋數；n為潤滑介質的折射率；B為微型滑塊寬度，m；

(4)、載荷的平衡和施加：

通過調節彈簧可平衡整個加載的自重，當干涉圖像若有若無時即完成了自重的平衡，然后施加實驗要求的載荷w，實驗過程中施加的載荷固定不變；

(5)、繪制出口處潤滑油粘度η隨油膜厚度h變化的曲線圖：

上述步驟(3)中形成的干涉圖像通過顯微鏡放大投射到圖像控制器上，經圖像控制器和圖像采集卡的處理在電腦屏幕上顯示出放大干涉圖像；將放大干涉圖像處理轉換成光強曲線，由光強曲線得出干涉級次，利用干涉級次與潤滑油膜厚度之間的關系計算出口處潤滑油油膜厚度h；在接觸副的夾角α＝α₁，速度u_d＝u₁，載荷w＝w₁的條件下，測量已知粘度的5種潤滑油的油膜厚度；將所測潤滑油的粘度和油膜厚度的數據點用軟件繪制出粘度η隨油膜厚度h的變化曲線圖，然后得出擬合曲線，最后根據上述已知數據關系推算得到粘度的計算公式：

η₀＝10^χ

χ＝2.15062·log h+1.71367。

2.根據權利要求1所述的微型滑塊面接觸潤滑油粘度的測量方法，其特征在于所述玻璃盤為K9玻璃盤，玻璃盤在工作表面一側鍍有鉻膜和二氧化硅膜(Cr+SiO₂)，用以獲得清晰的干涉條紋，同時玻璃盤工作表面的反射率為18-22％，用以保證干涉條紋對比度，玻璃盤表面粗糙度R_a為4nm。

3.根據權利要求1所述的微型滑塊面接觸潤滑油粘度的測量方法，其特征在于微型滑塊的尺寸為4×4mm，微型滑塊的工作表面為粗糙度為R_a＝8～10nm，試驗溫度控制在20±0.5℃，濕度控制在30±5％。