蘇荔

（核工業理化工程研究院，天（tiān）津　300180）

　　摘　要：軸承係統是某旋轉機械的關鍵部件，其壽命直接關係機器（qì）的壽命，摩擦磨損是影響軸承（chéng）係（xì）統（tǒng）壽命的主要因素，為（wéi）此（cǐ）需提高（gāo）軸承係（xì）統的抗磨（mó）損性能（néng）。改善潤滑油性能是提高軸承減摩抗磨性能（néng）較為行之有效的方法，加入少（shǎo）量添加劑能（néng）夠改（gǎi）善（shàn）潤滑油（yóu）使用性能（néng），從而提高軸承（chéng）的減（jiǎn）摩抗磨性能。在試樣試驗基礎上，對Z佳複配添加劑、目前所（suǒ）使用潤滑（huá）油及基礎油三種油品分別在相同徑向承載下進行了比較試驗，確定出Z佳的潤滑油添加劑。並對（duì）試驗後的軸承進行了電鏡觀察和（hé）能（néng）譜分析，對添加劑的作用機理和影響因素（sù）進行了分析。

　　關鍵詞：軸承係統；添加劑；減摩抗磨性能

　　軸承係統（tǒng）作為旋轉機械的關鍵部件之一，其壽命（mìng）與機器壽（shòu）命息息相（xiàng）關。磨損是影響軸承（chéng）係（xì）統壽（shòu）命的重要因素（sù）之一，因此（cǐ），應提高軸承係（xì）統（tǒng）的減摩（mó）抗磨性能，從而延長（zhǎng）機器的使用壽命。軸承係統采用邊界潤滑，對於這種（zhǒng）潤滑方式而言，其磨損主要取決於潤滑（huá）油性能及摩擦表麵性質和相（xiàng）互運動方式^[1]。在摩擦副表麵性質和相互運動方式確定的情（qíng）況下，提高摩擦副抗磨損性能Z行之（zhī）有效的方法（fǎ）就是（shì）改善潤滑油性能，而加入少量添（tiān）加劑是改善潤滑油性能的有效手段。但是，添加劑之間（jiān）有時會產生互相製約作用，因（yīn）此必須注意（yì）它們之間的影響和綜合應用效果。若能選擇恰當（dāng）的添加劑配方，能夠有效提（tí）高摩擦副的抗磨損性能，然而要（yào）獲得添加（jiā）劑的綜合效果（guǒ）往往是不容易的^[1]。

　　1　台架試驗

　　前期曾針對潤滑油（yóu）添加劑的使用性能專門開展了的試樣試驗^[2]，通過比較磨斑直徑和（hé）磨痕寬度已基（jī）本確定出添加劑的種類（lèi）和配方。但是試驗結果還需通過台架試驗進行考核驗證。台架試驗在模擬實際使用條件下進行的，更接（jiē）近實際工況。通過對試驗條件進行強化和控製，能夠在短時間內（nèi）獲得試驗數據，校（xiào）驗添加劑對軸承減摩抗磨（mó）性能設（shè）計的合理性。

　　由於軸承係（xì）統結（jié）構的（de）特殊性（xìng），其磨損進程較為（wéi）緩慢，為了能在（zài）較短的時間內給出添加劑對軸承減摩抗磨性能的評判結果，需要采用較實際使用條件更為（wéi）惡劣的環境（jìng），同時還（hái）應保證不（bú）改變軸（zhóu）承係統的摩擦磨損（sǔn）機理，通過分析比（bǐ）較，確定采用增大軸承徑向承載的方（fāng）法。

　　1.1磨損機理分析

　　對增大軸承徑向承載後軸承的磨損機（jī）理進行了分（fèn）析。軸承的磨損機（jī）理主要受：運動形式、潤滑（huá）狀態、磨損（sǔn）形式的鑒（jiàn）別方（fāng）式和添加劑的作用機理四種因素影響。其中，兩者的潤滑方式（shì）相同（tóng），均為邊界潤滑；添加劑的作用機理均是在摩擦副表麵形（xíng）成化學反應膜；在潤滑狀（zhuàng）態和添加劑作用機（jī）理方（fāng）麵兩者（zhě）相同。而在運動方（fāng）式方麵，運動方式主要（yào）與：運轉方式、載荷方式和環境因素有關，增大徑向載（zǎi）荷僅是在載荷方式上略有（yǒu）不同（tóng）；磨損形式的鑒別方式方麵正常狀態（tài）下磨損形式僅為磨粒磨損。若增大（dà）競相承（chéng）載後磨損形式發生變化（huà），則認為磨損機理發生改變。

　　對增大徑相承載（zǎi）後的軸（zhóu）承磨損形（xíng）式進行了觀察，其磨損形式為典型的磨粒磨損。因此，可以判斷兩者的（de）磨損機理並未發生（shēng）改變。

　　1.2磨損的鑒別與分析

　　試驗中（zhōng），必須建立添加劑磨損輕重的（de）合理判別（bié）手（shǒu）段。當（dāng）軸承承受較（jiào）大徑向承載時（shí），摩擦副接觸處會（huì）產生較大接觸應力，出現單側磨痕（hén）。根據添加劑性能特點，不同添加（jiā）劑對軸承減摩抗磨性能所起作用差別較大，通過比較不同徑向承載下所出現的軸承單側磨（mó）痕個數就可以評判出添（tiān）加（jiā）劑的性能優劣（liè）。

　　1.3試驗

　　在磨損試驗台上（shàng）分（fèn）別選用基礎油、潤滑油和複（fù）配添加劑潤滑油三種油品進行試驗。其（qí）中，基礎油為真空擴散泵油；潤滑油為基礎油中加入少量T306；複配添（tiān）加（jiā）劑（jì）潤滑油為基礎油中加入（rù）T306與T451，兩者體積比（bǐ）為2∶3。

　　1.4結果分析

　　試驗均穩定運行1周（zhōu）。每組6個樣品，對試驗後的軸承（chéng）表麵形貌在顯微鏡下進（jìn）行觀察（chá），軸承在不（bú）同徑向載荷不同油品作（zuò）用下出現單側磨痕的（de）結果進行了統計。

　　徑向載荷為10N，軸承表麵均無單側磨痕。徑向載荷為17N和20N，使用（yòng）基礎油（yóu）的軸（zhóu）承（chéng）表麵均出現單側磨痕；徑向載荷為13N，有的存在單側磨痕，有的沒有明顯單側磨痕。隨著徑相（xiàng）承載的增加，軸承中出現單側（cè）磨痕的數量增（zēng）加。對不同（tóng）油品下出現單側磨痕的個數進行（háng）了比較，複配添加劑潤滑油＜潤滑（huá）油＜基（jī）礎油（yóu），在提高軸承的減摩抗磨性能方麵，複配添加劑潤滑油（yóu）＞潤滑（huá）油＞基（jī）礎油，這與試樣試（shì）驗結果吻合（hé）。

　　2　軸承表麵成分分析

　　摩（mó）擦表麵化學成分分（fèn）析對摩擦磨損研究十分（fèn）重要，表麵層的化學成分與分布特點反映了摩擦（cā）副表（biǎo）麵間的化學反應和元素遷移^[1] 。對磨損後軸承表麵成分進行分析，可以了解添加（jiā）劑是如何影響軸（zhóu）承減摩抗磨性能。

　　X射（shè）線能譜儀是用（yòng）X射線激發表麵（miàn）產生光電子，並進行能譜分析。它（tā）適用於研究表麵膜的形成以及添加（jiā）劑對磨損的影響。對新軸承及台架試（shì）驗中三種油品作用下的軸承分別在Quanta400環境掃描電（diàn）子顯微（wēi）鏡下進行了觀測，采用OXFORDINCA400X射（shè）線能譜儀對四種軸承表麵成分進行分（fèn）析，發現：新軸承和基（jī）礎油結果基（jī）本相（xiàng）同。基礎油（yóu）不含添加劑，潤滑主要依靠（kào）物理（lǐ）吸附（fù）。潤滑油和複配添加（jiā）劑潤滑油作（zuò）用下，軸承表麵均有磷峰，兩者均有含磷添加劑T306，可與摩擦表麵發生化學反應，生（shēng）成化學反應（yīng）膜，提高軸承的（de）減摩抗磨性能（néng）。複配（pèi）添加劑潤滑油作用下，軸承表麵磷含量高於潤滑油中磷含量，由於T451為一種磷酸酯，能與T306作用，產生協同效應，形成強度和韌性更優的混合反應膜，進（jìn）一步增強軸承的（de）減摩抗（kàng）磨性能。

　　複配（pèi）添加劑潤滑油能夠提高軸承減摩抗磨性能。

　　3　結論

　　采用增大徑相承載的方法沒有改變軸承（chéng）的（de）磨（mó）損（sǔn）機（jī）理，並能在較短時間內評判添加劑的作用效（xiào）果。

　　在提（tí）高軸承的減摩（mó）抗磨性能方麵，T306與（yǔ）T451複配潤滑油＞潤滑油＞基礎油。

　　能譜結果，T306與（yǔ）T451複配潤滑油形成的化學反應膜（mó）磷含量高於潤滑油中磷含（hán）量，有利於提高軸承的減摩抗磨（mó）性能。

　　參考文獻

　　[1]溫詩鑄.摩擦學原（yuán）理[M].清華大學（xué）出版社，2002.

　　[2]顏誌光.潤滑材料與（yǔ）潤滑技術[M].中國石化出版社，2000.

來（lái）源：《科（kē）技創新導報》2015年第10期