于少華，郭小川，石俊峰，吳寶杰

（1. 軍委后勤部保障部駐天津石化代表室，天津300271； 2. 后勤工程學(xué)院，重慶401311； 3. 中石化潤(rùn)滑油天津分公司，天津301500）

重載車(chē)輛潤(rùn)滑脂流變及潤(rùn)滑特性對(duì)比分析

于少華1，郭小川2，石俊峰3，吳寶杰3

（1. 軍委后勤部保障部駐天津石化代表室，天津300271； 2. 后勤工程學(xué)院，重慶401311； 3. 中石化潤(rùn)滑油天津分公司，天津301500）

考察了四種重載車(chē)輛潤(rùn)滑脂的流變學(xué)性能和摩擦學(xué)性能，分析了基礎(chǔ)油的種類(lèi)和粘度、稠化劑的種類(lèi)和含量以及增粘劑等參數(shù)在不同溫度下對(duì)潤(rùn)滑脂流變學(xué)性能的影響；使用流變儀的“三板球”測(cè)試組件對(duì)四種潤(rùn)滑脂摩擦學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，考察不同壓力和速度下潤(rùn)滑脂摩擦系數(shù)的變化情況。結(jié)果表明：在流變學(xué)測(cè)試中，LX-4 和 LX-2潤(rùn)滑脂表現(xiàn)出了較好的高溫性能，說(shuō)明這兩種潤(rùn)滑脂在高溫密封性能和高溫粘附性上表現(xiàn)優(yōu)異，其中LX-4在高低溫范圍都顯示出優(yōu)良的潤(rùn)滑性能。在摩擦學(xué)測(cè)試中，LX-2潤(rùn)滑脂表現(xiàn)出較低的摩擦系數(shù)，特別是在50 N高壓區(qū)，LX-2表現(xiàn)出更容易進(jìn)入薄膜潤(rùn)滑區(qū)，潤(rùn)滑膜形成更加容易，摩擦系數(shù)下降較快。

地面裝備；輪轂；圓錐滾子軸承；潤(rùn)滑脂；流變學(xué)；摩擦學(xué)

車(chē)輛是潤(rùn)滑脂的重要應(yīng)用裝備，據(jù)統(tǒng)計(jì)有超過(guò)三分之一的潤(rùn)滑脂是應(yīng)用到車(chē)輛裝備上。而車(chē)輛各用脂部位中又以輪轂軸承綜合性能要求最為嚴(yán)苛，使用量也最大。世界各國(guó)都特別重視車(chē)輛裝備潤(rùn)滑脂的應(yīng)用。上個(gè)世紀(jì)80年代，我國(guó)某標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定，環(huán)境溫度高于-30 ℃以上地區(qū)使用汽車(chē)通用鋰基潤(rùn)滑脂，環(huán)境溫度低于-30 ℃地區(qū)使用寒區(qū)多效潤(rùn)滑脂，完成了用車(chē)輛通用鋰基潤(rùn)滑脂替代鈣基潤(rùn)滑脂的過(guò)程。隨著地面車(chē)輛更新?lián)Q代，對(duì)潤(rùn)滑脂的質(zhì)量也提出了更高的性能需求[1]。新一代復(fù)合型潤(rùn)滑脂LX-2逐漸替代鋰基脂，成功用于車(chē)輛輪轂和底盤(pán)各個(gè)潤(rùn)滑部位，解決車(chē)輛行駛過(guò)程中出現(xiàn)的甩油、流失、軸承卡死問(wèn)題。合成油型復(fù)合皂基潤(rùn)滑脂LX-3和LX-4，由于低溫性能突出，成功應(yīng)用于三北地區(qū)地面車(chē)輛上，及時(shí)解決了潤(rùn)滑脂南北方通用的問(wèn)題。

車(chē)輛裝備的各潤(rùn)滑部位中，尤其以輪轂部位的潤(rùn)滑要求最為苛刻。既要求潤(rùn)滑脂有良好的低溫啟動(dòng)性、高溫抗氧化性能，同時(shí)具備抗水性、耐銹蝕性和良好的承載能力[2]。本文選擇了車(chē)輛裝備現(xiàn)用的四個(gè)主要潤(rùn)滑脂產(chǎn)品，通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑脂樣品的流變學(xué)、摩擦學(xué)的測(cè)試，來(lái)全面了解潤(rùn)滑脂的流變學(xué)性能在實(shí)際工況中的變化特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合潤(rùn)滑脂的摩擦行為的測(cè)試，來(lái)研究潤(rùn)滑脂在使用過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)變化和潤(rùn)滑狀態(tài)的轉(zhuǎn)化過(guò)程[3]。通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑脂流變學(xué)和摩擦學(xué)性能的研究，來(lái)解決潤(rùn)滑脂在高溫、重載條件下流失、甩脂以及低溫環(huán)境下啟動(dòng)困難等問(wèn)題，同時(shí)為我軍地面裝備正確地選擇和合理使用潤(rùn)滑脂提供理論支持。

重載車(chē)輛輪轂軸承多數(shù)使用圓錐滾子軸承，軸承的內(nèi)圈有兩個(gè)作用不同的大小擋邊。其中，小擋邊主要作用是在保持架配合下將滾子和內(nèi)圈組成一個(gè)整體，大擋邊主要作用是承受滾子的軸向分力[4]。因此圓錐滾子軸承在工作時(shí)，存在多種潤(rùn)滑形式包括彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑脂和邊界潤(rùn)滑。通過(guò)研究潤(rùn)滑脂的摩擦學(xué)性能，能夠充分認(rèn)識(shí)潤(rùn)滑脂在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的潤(rùn)滑形態(tài)，有助于了解軸承由于摩擦而引起的能量轉(zhuǎn)換和材料的損耗，從而有效的預(yù)防和控制摩擦和磨損。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 潤(rùn)滑脂樣品的準(zhǔn)備

本實(shí)驗(yàn)選取了4個(gè)潤(rùn)滑脂樣品，這四個(gè)潤(rùn)滑脂樣品均是應(yīng)用于重載車(chē)輛裝備的輪轂和底盤(pán)潤(rùn)滑部位。其中Li-1和LX-2是采用礦物油制備的皂基潤(rùn)滑脂，作為L(zhǎng)i-1的升級(jí)產(chǎn)品，LX-2具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能、極壓性能和抗水性能，目前 LX-2主要應(yīng)用于重載車(chē)輛和重型設(shè)備等部位的潤(rùn)滑；LX-3和LX-4是采用半合成油或合成油制備的皂基潤(rùn)滑脂，且都有優(yōu)異的低溫性能，作為L(zhǎng)X-3的升級(jí)產(chǎn)品，LX-4具有良好的低溫性能、抗水性能和耐銹蝕性能（表1）。

表1 潤(rùn)滑脂樣品的性能指標(biāo)Table 1 Performance indicators of grease samples

1.2 流變學(xué)性能測(cè)試

1.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

作為非牛頓流體的潤(rùn)滑脂，既具有彈性（存儲(chǔ)能量）又具有粘性（消耗能量）。而流變學(xué)中兩個(gè)重要參數(shù)為G′和G′′，G′為儲(chǔ)能模量，又稱(chēng)彈性模量，該參數(shù)和潤(rùn)滑脂的保持能力和密封性相關(guān)，較高的儲(chǔ)能模量表示潤(rùn)滑脂內(nèi)部的能量積蓄的多，保持自己形態(tài)的能力強(qiáng)，不容易流失；G′′為損耗模量，又稱(chēng)粘性模量，指形變時(shí)以熱的形式消耗的能量，和潤(rùn)滑脂的流動(dòng)性相對(duì)應(yīng)[5,6]。

采用動(dòng)態(tài)流變學(xué)試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑢?duì)樣品施加一定范圍內(nèi)的正弦振動(dòng)作用，保持恒定的角速度，通過(guò)對(duì)振蕩幅度的掃描，來(lái)測(cè)定潤(rùn)滑脂的線(xiàn)性粘彈區(qū)（LVE）和流動(dòng)點(diǎn)（G′和G′′的交點(diǎn)），從而得到線(xiàn)性粘彈區(qū)的剪應(yīng)力y和應(yīng)變幅度y以及流動(dòng)點(diǎn)的剪應(yīng)力f和應(yīng)變幅度f(wàn)，以此來(lái)分析潤(rùn)滑脂的流變性能與實(shí)際使用中的對(duì)應(yīng)關(guān)系[7]。

1.2.2 試驗(yàn)儀器

Anton Paar公司MCR302旋轉(zhuǎn)流變儀。機(jī)構(gòu)原理見(jiàn)圖1所示，振蕩模式最小扭矩0.01 μN(yùn)m；旋轉(zhuǎn)模式最小扭矩0.05 μN(yùn)m；最大扭矩200 mNm；扭矩精度0.1 nN·m；轉(zhuǎn)速范圍10-7～3 000 r/min；角速度范圍10-7～628 rad/s；錐板/平板直徑25 mm；間隙1.000 mm。應(yīng)變幅度0.1μrad ～∞；法向應(yīng)力范圍±0.01～±50 N；溫度范圍可控在-40～200 ℃。

圖1 流變儀測(cè)量原理Fig.1 Measurement principle of rheometer

1.2.3 試驗(yàn)方法

輪轂軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度范圍 60～90℃，但當(dāng)軸承出現(xiàn)潤(rùn)滑不良或異常磨損時(shí)，軸承的溫度會(huì)升高，有時(shí)會(huì)達(dá)到120 ℃甚至更高。在低于-30 ℃下，礦物油潤(rùn)滑脂流動(dòng)性能差造成剪切阻力過(guò)大，影響測(cè)試馬達(dá)的正常工作，在高溫下由于分油過(guò)大，潤(rùn)滑脂在流變儀平板間的壁滑移現(xiàn)象明顯，測(cè)試溫度過(guò)低或是過(guò)高，測(cè)得數(shù)據(jù)不具有科學(xué)合理性?？紤]到數(shù)據(jù)的合理性和使用工況的溫度，本測(cè)試在-30～120 ℃的范圍內(nèi)選擇幾個(gè)典型的溫度作為測(cè)試條件。

潤(rùn)滑脂流變學(xué)的測(cè)試采用德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN51810-2[8]。在恒定溫度下，使用平板測(cè)量系統(tǒng)（PP25）通過(guò)振動(dòng)法檢驗(yàn)潤(rùn)滑油脂，測(cè)試潤(rùn)滑脂的粘彈性，進(jìn)而得到潤(rùn)滑脂的存儲(chǔ)模量G′和損耗模量G′′的曲線(xiàn)。具體試驗(yàn)條件如下：

溫度：-30 ℃，80 ℃，120 ℃應(yīng)變范圍：γ =0.01%～100%

1.3 摩擦學(xué)性能測(cè)試

1.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

根據(jù)潤(rùn)滑膜形成原理和特征，潤(rùn)滑狀態(tài)分為六種形式或狀態(tài)：流體動(dòng)壓潤(rùn)滑、流體靜壓潤(rùn)滑、彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑、薄膜潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑和干摩擦[9]。典型的Streibeck曲線(xiàn)可以清晰的描述摩擦副的各種潤(rùn)滑狀態(tài)及其轉(zhuǎn)化過(guò)程，適用于描繪所有潤(rùn)滑表面摩擦的一般特征。本實(shí)驗(yàn)的目的是借助流變儀的摩擦組件對(duì)四種潤(rùn)滑脂的Streibeck曲線(xiàn)進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)分析潤(rùn)滑脂摩擦狀態(tài)特性和轉(zhuǎn)換的形式，來(lái)推斷不同潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑特征。

1.3.2 試驗(yàn)儀器

Anton Paar公司MCR301旋轉(zhuǎn)流變儀、“三板球”測(cè)試組件。在流變儀上使用“三板球”組件（見(jiàn)圖2），三個(gè)矩形鋼片與水平呈45°角均勻固定在圓形組件中，在三個(gè)鋼片上涂抹潤(rùn)滑脂，頂部鋼球通過(guò)軸來(lái)施加法向力。在測(cè)試過(guò)程中通過(guò)掃描轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，得到streibeck曲線(xiàn)，該曲線(xiàn)可以反應(yīng)不同轉(zhuǎn)速下摩擦副之間的潤(rùn)滑狀態(tài)和摩擦系數(shù)。

1.3.3 試驗(yàn)方法

具體試驗(yàn)條件如下：

正壓力：10 N，50 N；

溫度：25 ℃；

線(xiàn)速度：10-8～ 1.41 m/s；

50 N時(shí)赫茲壓力是0.013 GPa。

圖2 摩擦學(xué)性能測(cè)試組件示意圖Fig.2 Schematic diagram of tribological performance test module

2 結(jié)果與討論

2.1 流變測(cè)試結(jié)果及討論

應(yīng)變隨震蕩幅度變化趨向可分為線(xiàn)形粘彈區(qū)（LVE）和過(guò)渡流動(dòng)區(qū)。在潤(rùn)滑脂受小幅作用力時(shí)，因?yàn)槭艿降募羟辛π∮谇?yīng)力，稠化劑構(gòu)造還未被破壞，此時(shí)為線(xiàn)形粘彈區(qū)，彈性模量G′和粘性模量 G′′數(shù)值不變。隨著外部的震蕩應(yīng)變幅度增加，彈性模量降低到一定值時(shí)，潤(rùn)滑脂獲得的能量超過(guò)了其自身的屈服力，此時(shí)潤(rùn)滑脂為不可恢復(fù)的彈性體，變化過(guò)程進(jìn)入過(guò)渡區(qū)，此時(shí)G′和G′′開(kāi)始不斷變小。振蕩應(yīng)變振幅不斷增大使G′和G′′持續(xù)變小，G′和 G′′相交的點(diǎn)為流動(dòng)點(diǎn)，在該點(diǎn)之前，潤(rùn)滑脂呈固體靜止?fàn)顟B(tài)。經(jīng)過(guò)流動(dòng)點(diǎn)后，潤(rùn)滑脂的流變性由彈性為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變成以粘性為主導(dǎo)，潤(rùn)滑脂開(kāi)始呈現(xiàn)流動(dòng)的特征[10,11]。

由圖3-5和表2可以看出：-30 ℃時(shí)，彈性模量 G′的排序是 LX-2 ＞ Li-1＞LX-3 ＞ LX-4；80 ℃時(shí)，彈性模量 G′的排序是是 LX-4 ＞LX-2＞LX-3 ＞ Li-1；120 ℃時(shí)，彈性模量G′的排序是LX-4 ＞LX-2 ＞LX-3＞ Li-1。

圖3 -30 ℃下潤(rùn)滑脂樣品彈性模量和粘性模量的變化曲線(xiàn)Fig.3 Curves of elastic modulus and viscous modulus of grease samples at -30 ℃

彈性模量表征了潤(rùn)滑脂保持自身形態(tài)的能力，也反映了潤(rùn)滑脂屈服能力，所以潤(rùn)滑脂的稠化劑濃度、基礎(chǔ)油極性和粘度、增粘劑的添加等因素都會(huì)改變潤(rùn)滑脂的彈性模量，而溫度又可以改變這些因素的影響能力強(qiáng)弱。

圖4 80 ℃下潤(rùn)滑脂樣品彈性模量和粘性模量的變化曲線(xiàn)Fig.4 Curves of elastic modulus and viscous modulus of grease at 80 ℃

圖5 120 ℃下潤(rùn)滑脂樣品彈性模量和粘性模量的變化曲線(xiàn)Fig.5 Curves of elastic modulus and viscous modulus of grease at 120 ℃

表 2 不同溫度下潤(rùn)滑脂進(jìn)入流變過(guò)渡區(qū)的流變學(xué)參數(shù)Table 2 Rheological parameters of grease entering the transition zone at different temperatures

LX-2 ＞ Li-1在低溫情況下具有超高的屈服彈性模量，因?yàn)樗麄兊幕A(chǔ)油是礦物油，該類(lèi)基礎(chǔ)油在低溫下粘度急劇上升，這樣高的數(shù)值代表了這兩種潤(rùn)滑脂已經(jīng)接近喪失流動(dòng)性。而其他潤(rùn)滑脂的彈性模量在該溫度比 LX-2 和 Li-1潤(rùn)滑脂的低一個(gè)數(shù)量級(jí)，流動(dòng)性良好。在80和120 ℃下4種潤(rùn)滑脂的彈性模量表現(xiàn)出了同樣順序，LX-4和LX-2表現(xiàn)出了較好的高溫性能，說(shuō)明這兩種潤(rùn)滑脂在高溫密封性能和高溫粘附性上表現(xiàn)優(yōu)異，其中LX-4潤(rùn)滑脂在高低溫范圍都顯示出優(yōu)良的潤(rùn)滑性能。

表3 不同溫度下潤(rùn)滑脂在流動(dòng)點(diǎn)時(shí)（G′=G′′）的流變學(xué)參數(shù)Table 3 Rheological parameters of lubricating grease in the flow point（G′=G′′）under different temperature

由表3可以看出：幾類(lèi)潤(rùn)滑脂的應(yīng)變幅度γ在-30 ℃時(shí)的排序是 LX-4＞＞LX-3 ＞ LX-2＞Li-1；80℃時(shí)的排序是是 LX-2 ＞LX-3 ＞ Li-1 ＞LX-4；120 ℃時(shí)的排序是 LX-2 ＞LX-3 ＞ Li-1 ＞LX-4。交叉流動(dòng)點(diǎn)的應(yīng)變幅度γ區(qū)分固態(tài)靜止區(qū)和流動(dòng)區(qū)，潤(rùn)滑脂稠化劑含量高，基礎(chǔ)油粘度大、極性大均會(huì)使γ的數(shù)值增大，而γ的數(shù)值大則說(shuō)明潤(rùn)滑脂受力變?yōu)榱鲃?dòng)形態(tài)時(shí)需要的外力作用的時(shí)間和距離長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)在該流變模式下測(cè)試的四種潤(rùn)滑脂基本符合此規(guī)律。升高溫度，基礎(chǔ)油粘度境地，溶解性增強(qiáng)，稠化劑膠團(tuán)進(jìn)一步膨化，但熱的能量會(huì)降低稠化劑纖維網(wǎng)絡(luò)對(duì)基礎(chǔ)油的束縛力。LX-4在低溫下表現(xiàn)出較好的流動(dòng)性能，而在高溫下LX-2具有上佳表現(xiàn)。在80和120 ℃下LX-4的應(yīng)變幅度最小，這可能和該類(lèi)潤(rùn)滑脂中加入了高聚物有關(guān)，提高溫度會(huì)使基礎(chǔ)油粘度的影響減弱、稠化劑膠團(tuán)的影響增強(qiáng)，但此這時(shí)高分子聚合物分子和潤(rùn)滑脂稠化劑纖維聯(lián)合，消弱了稠化劑的纏擾作用，從而抑制了稠化劑和基礎(chǔ)油形成的膠團(tuán)的趨勢(shì)，γ的數(shù)值變小。

2.2 潤(rùn)滑特性測(cè)試結(jié)果及分析

圖6-7和表4可以看出：在速度為100 mm/s低速區(qū)間內(nèi)，兩個(gè)摩擦副實(shí)際上是一個(gè)接近相對(duì)靜止的狀態(tài)，也就是通常定義的靜摩擦區(qū)和邊界摩擦區(qū)，這時(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)試到的摩擦系數(shù)出現(xiàn)一個(gè)從低到高的一個(gè)趨勢(shì)，壓力為5 N時(shí)基本表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定值，壓力大時(shí)摩擦系數(shù)較小。

圖6 在2 5 ℃，10 N壓力下潤(rùn)滑脂的Streibeck曲線(xiàn)Fig.6 Streibeck curve of grease at 25 ℃,10 N pressure

圖7 在25 ℃，50 N壓力下潤(rùn)滑脂的Streibeck曲線(xiàn)Fig.7 Streibeck curve of grease at 25 ℃,50 N pressure

表4 不同壓力和速度下潤(rùn)滑脂的摩擦系數(shù)Table 4 Friction coefficient of grease at different pressure and speed

這里測(cè)試的摩擦系數(shù)是一個(gè)靜態(tài)摩擦系數(shù)，這時(shí)當(dāng)涂有潤(rùn)滑脂的兩個(gè)摩擦副開(kāi)始準(zhǔn)備運(yùn)動(dòng)期間，其摩擦系數(shù)受控于潤(rùn)滑脂的屈服應(yīng)力和摩擦副表面的接觸微峰的多少，但是對(duì)應(yīng)關(guān)系不明確。在 100到102mm/s速度區(qū)間，被認(rèn)為是一個(gè)混合潤(rùn)滑區(qū)，包括邊界潤(rùn)滑和薄膜潤(rùn)滑區(qū)，這時(shí)無(wú)論在哪個(gè)壓力范圍內(nèi)，摩擦系數(shù)都是出現(xiàn)了從高到低的變化趨勢(shì)，這也是經(jīng)典的Streibeck摩擦特性，但是不同的潤(rùn)滑脂表現(xiàn)出了不同的特性。在不同的壓力測(cè)試區(qū)內(nèi)，潤(rùn)滑脂LX-2表現(xiàn)出更容易進(jìn)入薄膜潤(rùn)滑區(qū)，潤(rùn)滑膜形成更加容易，摩擦系數(shù)下降較快，特別是在50 N高壓區(qū)尤為明顯，對(duì)此的解釋是該潤(rùn)滑脂的流動(dòng)性和粘附性最好，基礎(chǔ)油粘度最高，在壓力相對(duì)較高的混合區(qū)內(nèi)容易形成穩(wěn)定連續(xù)的潤(rùn)滑油膜；在50 N高壓區(qū)LX-3和LX-4摩擦系數(shù)較高，這也許和他們的基礎(chǔ)油粘度較小，形成的潤(rùn)滑油膜薄有一定關(guān)系；50 N測(cè)試條件下，在這個(gè)區(qū)間Li-1潤(rùn)滑脂摩擦系數(shù)跳躍性較大，混合區(qū)內(nèi)摩擦系數(shù)較高，進(jìn)入薄膜區(qū)間時(shí)突然變小，這可能是和這種潤(rùn)滑脂的稠化劑含量低有一定關(guān)系，這種潤(rùn)滑油膜的形成更加依賴(lài)于運(yùn)動(dòng)速度的提高。在102到103mm/s速度區(qū)間，可以認(rèn)為是經(jīng)典的彈流潤(rùn)滑區(qū)間，壓力和速度的增加相應(yīng)的提高了潤(rùn)滑油膜厚度，摩擦系數(shù)大幅降低。50 N的測(cè)試結(jié)果明顯比10 N測(cè)試結(jié)果摩擦系數(shù)降低了很多，在10 N測(cè)試數(shù)據(jù)內(nèi)Li-1潤(rùn)滑脂出現(xiàn)了摩擦系數(shù)增加的拐點(diǎn)，因?yàn)樗袦y(cè)試潤(rùn)滑脂中Li-1特性更加接近潤(rùn)滑油的狀態(tài)，所以它也更加容易進(jìn)入流體潤(rùn)滑區(qū)。同時(shí)我們可以看到 LX-2潤(rùn)滑脂在Streibeck曲線(xiàn)的谷底較為寬闊，摩擦系數(shù)比較穩(wěn)定和平滑，這也說(shuō)明該潤(rùn)滑脂自身保持油膜完整性的能力較強(qiáng)，在實(shí)際使用中潤(rùn)滑性和適應(yīng)性較好。

3 綜合分析

車(chē)輛裝備運(yùn)行條件艱苦和苛刻，對(duì)潤(rùn)滑脂的密封性能、高低溫性和潤(rùn)滑性要求較高，通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑脂本身的宏觀流變行為和在摩擦副表面的微觀變化的研究，我們可以從理論上得到指導(dǎo)合理使用各類(lèi)不同潤(rùn)滑脂的證據(jù)。潤(rùn)滑脂一般在軸承中分為兩個(gè)區(qū)域，靜態(tài)區(qū)和動(dòng)態(tài)區(qū)，靜態(tài)區(qū)的潤(rùn)滑脂主要負(fù)責(zé)密封的作用，防止外部的雜質(zhì)進(jìn)入和內(nèi)部的潤(rùn)滑油流失；動(dòng)態(tài)區(qū)的潤(rùn)滑脂主要負(fù)責(zé)對(duì)軸承的各個(gè)部位提供潤(rùn)滑。在運(yùn)行環(huán)境下，靜態(tài)區(qū)潤(rùn)滑脂的彈性模量越高，靜摩擦系數(shù)越大，對(duì)于軸承的密封性能越突出；在動(dòng)態(tài)區(qū)的潤(rùn)滑脂流動(dòng)應(yīng)變幅度越大、進(jìn)入彈流潤(rùn)滑脂狀態(tài)越快，軸承內(nèi)摩擦副之間形成的潤(rùn)滑油膜厚度越大，提供形成油膜的流動(dòng)越充足。從測(cè)試的數(shù)據(jù)看到LX-2和LX-4潤(rùn)滑脂在密封性和潤(rùn)滑性上具有卓越的性能，這些理論的數(shù)據(jù)也支撐了在潤(rùn)滑脂指標(biāo)和配方中的調(diào)整和優(yōu)化方向，這也代表了我軍潤(rùn)滑脂的技術(shù)研究方向。

4 結(jié) 論

（1）本研究發(fā)現(xiàn)，潤(rùn)滑脂進(jìn)入流動(dòng)區(qū)的彈性模量和Streibeck測(cè)試曲線(xiàn)中靜態(tài)摩擦系數(shù)與潤(rùn)滑脂在軸承中的密封性能直接相關(guān)。

（2）在流變測(cè)試中，開(kāi)始流動(dòng)時(shí)交叉應(yīng)變點(diǎn)大的潤(rùn)滑脂較容易進(jìn)入彈流潤(rùn)滑區(qū)，摩擦性能優(yōu)良。

（3）綜合性能評(píng)價(jià)，LX-2和LX-4潤(rùn)滑脂在密封和潤(rùn)滑性及其高低溫性能上表現(xiàn)優(yōu)異。

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Comparative Analysis of Rheological and Lubrication Characteristics of Heavy Truck Grease

YU Shao-hua1，GUO Xiao-chuan2，SHI Jun-feng3，WU Bao-jie3
（1. Tianjin Petrochemical Representative Office, Ministry of Logistics, Ministry of Military Affairs，Tianjin 301500, China；2. Logistic Engineering University of PLA，Chongqing 401311, China；3. Sinopec Lubricating Oil Company Tianjin Branch，Tianjin 301500, China)

The rheological and tribological properties of four kinds of heavy vehicle grease were studied, the influence of types and viscosity of base oil, types and contents of thickening agent and tackifier on the rheological properties of grease at different temperatures was analyzed; the tribological performance of four kinds of lubricating grease was determined by the rheometer, the change of friction coefficient of grease under different pressure and speed was investigated. The results showed that: in the rheological test, LX-4 and LX-2 grease showed excellent high temperature performance, which indicates that these two kinds of grease has the excellent performance including high temperature sealing performance and high temperature adhesion; LX-4 showed excellent lubricating properties under high and low temperature. In the tribological test, LX-2 grease exhibited a low friction coefficient, especially in the 50N high-pressure area, LX-2 entered more easily into the thin film lubrication area, lubricating film was formed more easily, the friction coefficient decreased rapidly.

Groundequipment; Hub; Tapered roller bearing; Lubricating grease; Rheology; Tribology

TE 626

文章編號(hào)： 1671-0460（2017）11-2226-05

2017-09-15

于少華（1978-），男，山東省高密市人，工程師，2000年畢業(yè)于石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)，研究方向：軍用油料應(yīng)用。E-mail：jundaishi@126.com。