四球機(jī)在摩擦學(xué)中的應(yīng)用及其性能及疑難分析

1、四球機(jī)在摩擦學(xué)中的應(yīng)用及其性能與疑難分析廈門天機(jī)自動化有限公司廈門天機(jī)自動化有限公司陳東毅陳東毅 2013.5 上海上海目目 錄錄1 前言前言2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念3 潤滑技術(shù)與模擬試驗機(jī)潤滑技術(shù)與模擬試驗機(jī)4 四球機(jī)應(yīng)用四球機(jī)應(yīng)用5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法5.1 人力因素；人力因素； 5.2機(jī)器因素；機(jī)器因素； 5.3原料因素；原料因素；5.4 方法因素；方法因素； 5.5環(huán)境因素；環(huán)境因素； 5.6測量因素。測量因素。6 小結(jié)小結(jié)1 前言 【1】 潤滑潤滑是摩擦學(xué)的重要組成部分，是克服是摩擦學(xué)的重要

2、組成部分，是克服摩摩擦擦的主要方法，是保證機(jī)械設(shè)備的主要方法，是保證機(jī)械設(shè)備高效高效、節(jié)能節(jié)能、長期運轉(zhuǎn)長期運轉(zhuǎn)的基本措施。潤滑油脂、固體潤滑的基本措施。潤滑油脂、固體潤滑劑、水劑潤滑劑和燃料油的最重要性能之一：劑、水劑潤滑劑和燃料油的最重要性能之一：潤滑性潤滑性。因此，具有潤滑性的潤滑劑在摩擦。因此，具有潤滑性的潤滑劑在摩擦學(xué)中充當(dāng)重要的角色。而潤滑劑的學(xué)中充當(dāng)重要的角色。而潤滑劑的機(jī)械性能機(jī)械性能評價技術(shù)評價技術(shù)是潤滑油脂技術(shù)的重要組成部分，是潤滑油脂技術(shù)的重要組成部分，存在存在摩擦功摩擦功，不能用無摩擦功的理化試驗來，不能用無摩擦功的理化試驗來代替，至少需要模擬試驗機(jī)來支持。代替，至少需

3、要模擬試驗機(jī)來支持。1 前言 【2】 四球機(jī)作為模擬試驗機(jī)的一種，功能較以四球機(jī)作為模擬試驗機(jī)的一種，功能較以前有重要進(jìn)展，得到廣泛應(yīng)用，但由于種種前有重要進(jìn)展，得到廣泛應(yīng)用，但由于種種原因，致使試驗的原因，致使試驗的重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大，需要從需要從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測人、機(jī)、料、法、環(huán)、測六方面查找六方面查找問題，并提出解決方法。問題，并提出解決方法。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【3】2.1 四球機(jī)是評價潤滑劑四球機(jī)是評價潤滑劑機(jī)械性能機(jī)械性能應(yīng)用應(yīng)用最廣最廣泛泛的試驗機(jī)。的試驗機(jī)。2.2 與化學(xué)分析儀器不同，四球機(jī)評定的是與化學(xué)分析儀器不同，四球機(jī)評定的是機(jī)機(jī)

4、械性能械性能。四球機(jī)評定的是潤滑劑與。四球機(jī)評定的是潤滑劑與摩擦學(xué)摩擦學(xué)密密切相關(guān)的性能，可分為切相關(guān)的性能，可分為摩擦摩擦、磨損磨損和和潤滑潤滑性性三個不同的方面。三個不同的方面。2.3 摩擦摩擦和和磨損磨損測定測定較簡單較簡單，而，而潤滑潤滑性測定性測定的的理論理論和和試驗試驗要復(fù)雜得多。要復(fù)雜得多。摩擦摩擦和和磨損磨損測定相對測定相對簡單簡單。如測定摩擦系。如測定摩擦系數(shù)，是在數(shù)，是在選定負(fù)荷和溫度下選定負(fù)荷和溫度下測定潤滑劑的測定潤滑劑的摩摩擦力擦力-時間曲線時間曲線，直接比較或取平均值再比較，直接比較或取平均值再比較，至今無國標(biāo)方法。至今無國標(biāo)方法。我國測定潤滑脂磨損的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)我國測

5、定潤滑脂磨損的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBE36021-89規(guī)定規(guī)定抗磨性抗磨性指標(biāo)指標(biāo)d(mm)，就是在，就是在40kg負(fù)荷，負(fù)荷，752，60min長磨后測定下面三個球的平長磨后測定下面三個球的平均磨痕直徑而得，方法很簡單。均磨痕直徑而得，方法很簡單。用四球機(jī)評定潤滑劑的用四球機(jī)評定潤滑劑的潤滑性潤滑性，具體地說，具體地說是潤滑劑的是潤滑劑的承載能力承載能力，從，從理論理論上和上和試驗試驗上都上都要復(fù)雜得多。要復(fù)雜得多。Fig.1. Davey 1 提出的提出的四種類型四種類型的摩擦扭矩曲的摩擦扭矩曲線。線。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【4】(i)直餾礦物油直餾礦物油摩擦扭矩曲線摩擦扭矩曲線(A型型

6、，直餾礦物油直餾礦物油型型)。高摩擦扭矩高摩擦扭矩，100kg以上以上瞬時卡咬瞬時卡咬。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【5】(ii)含硫礦物油含硫礦物油(sulphur in mineral oil)摩擦扭矩摩擦扭矩曲線曲線(C型型，硫型硫型)。無卡咬無卡咬，均一的摩擦扭矩貫，均一的摩擦扭矩貫徹始終。徹始終。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【6】(iii)添加添加含氯添加劑的礦物油含氯添加劑的礦物油(chlorine-additive in mineral oil)摩擦力曲線摩擦力曲線(D型型，氯型，氯型)。迅速卡。迅速卡咬迅速恢復(fù)。咬迅速恢復(fù)。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【7】(

7、iv)單硫化物二戊基硫醚單硫化物二戊基硫醚(di-amyl sulphide，2.72wt% in mineral oil)摩擦力曲線。起始階段摩擦力曲線。起始階段摩擦扭矩處較高水平，加負(fù)荷后仍較高，與吸摩擦扭矩處較高水平，加負(fù)荷后仍較高，與吸附極性化合物，如酯，類似。附極性化合物，如酯，類似。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【8】(v)添加二硫化合物添加劑的礦物油摩擦扭矩曲添加二硫化合物添加劑的礦物油摩擦扭矩曲線形狀與單硫化物不同，在線形狀與單硫化物不同，在低負(fù)荷下低負(fù)荷下(60-70kg)摩擦力曲線摩擦力曲線光滑光滑，而在，而在中等負(fù)荷中等負(fù)荷(60-100kg)下類似單硫化物，但下類似

8、單硫化物，但卡咬時間短卡咬時間短而而延遲延遲 (B型型，油酸型油酸型)。1.613wt%二戊基二硫化物二戊基二硫化物+礦物油。礦物油。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【9】 1.92wt%二芐二硫化物二芐二硫化物+礦物油。礦物油。1.392wt%二叔丁基二硫化物二叔丁基二硫化物+礦物油。礦物油。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【10】2.4 提出的提出的潤滑劑承載能力潤滑劑承載能力相關(guān)指標(biāo)有相關(guān)指標(biāo)有9個，個，在在20世紀(jì)世紀(jì)80年代年代已基本已基本定型定型，很少改動，很少改動，沿沿用至今用至今的有的有8個。個。提出的提出的評定指標(biāo)評定指標(biāo)和和中間指標(biāo)中間指標(biāo)有有9個個：油膜強(qiáng)度油膜強(qiáng)度P

9、B ;初始卡咬負(fù)荷初始卡咬負(fù)荷ISL;燒結(jié)負(fù)荷燒結(jié)負(fù)荷PD;對應(yīng)于對應(yīng)于1mm磨痕相應(yīng)的負(fù)荷磨痕相應(yīng)的負(fù)荷Pd1;平均赫茲負(fù)荷平均赫茲負(fù)荷MHL(國外又稱負(fù)荷國外又稱負(fù)荷-磨損指數(shù)磨損指數(shù)LWI，國內(nèi)稱綜合磨損值，國內(nèi)稱綜合磨損值ZMZ);2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【11】溫度突變參數(shù)溫度突變參數(shù)FTP ;2卡咬負(fù)荷卡咬負(fù)荷2SDL ;磨損磨損-溫度系數(shù)溫度系數(shù)K ;壓力磨損指標(biāo)壓力磨損指標(biāo)PWI。21世紀(jì)世紀(jì)仍在沿用仍在沿用的有的有8個個：PB、ISL、PD、 MHL、 Pd1、 FTP、PWI、 2SDL。這些指標(biāo)的含義這些指標(biāo)的含義(見見Table 1)。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法

10、的基本概念【12】 Table 1 國外提出過的四球評定指標(biāo)及含義。國外提出過的四球評定指標(biāo)及含義。2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【13】2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【14】2 四球機(jī)評價潤滑劑方法的基本概念【15】2.5上述潤滑劑上述潤滑劑承載能力指標(biāo)承載能力指標(biāo)按其來源可分為按其來源可分為兩大類兩大類。2.5.1與油膜破壞的與油膜破壞的臨界溫度臨界溫度有關(guān)的指標(biāo)有關(guān)的指標(biāo): K、FTP和和 2SDL。2.5.2與固定溫度下的與固定溫度下的磨損磨損-負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線相關(guān)的相關(guān)的指標(biāo)指標(biāo): PB、ISL、PD、 Pd1、PWI 和和MHL(LWI和和ZMZ) 。 3 潤滑技術(shù)與模擬試

11、驗機(jī) 【16】3.1 潤滑油脂技術(shù)的組成潤滑油脂技術(shù)的組成3.1.1潤滑油脂技術(shù)潤滑油脂技術(shù)=基礎(chǔ)油制備技術(shù)基礎(chǔ)油制備技術(shù)+添加劑添加劑技術(shù)技術(shù)+性能評價技術(shù)性能評價技術(shù)3.1.2性能評價技術(shù)性能評價技術(shù)= 理化性能評價技術(shù)理化性能評價技術(shù)+機(jī)械機(jī)械性能評價技術(shù)性能評價技術(shù)3.1.3機(jī)械性能評價技術(shù)機(jī)械性能評價技術(shù)= 模擬試驗?zāi)M試驗+臺架試驗臺架試驗+現(xiàn)場使用試驗現(xiàn)場使用試驗3 潤滑技術(shù)與模擬試驗機(jī) 【17】3.2試驗機(jī)的重要性：潤滑油脂技術(shù)組成中，試驗機(jī)的重要性：潤滑油脂技術(shù)組成中，機(jī)械性能評價技術(shù)中的模擬試驗因重復(fù)性和機(jī)械性能評價技術(shù)中的模擬試驗因重復(fù)性和再現(xiàn)性好，時間短，試件易得和費用

12、低廉代再現(xiàn)性好，時間短，試件易得和費用低廉代替的作用。替的作用。3.3試驗機(jī)分類：目前世界上已研發(fā)幾百上千試驗機(jī)分類：目前世界上已研發(fā)幾百上千種模擬試驗機(jī)。試驗機(jī)工況變化范圍很大，種模擬試驗機(jī)。試驗機(jī)工況變化范圍很大，如接觸壓力如接觸壓力0.001 GPa14 GPa，速度，速度0.001 24m/s, 有有點接觸點接觸、線接觸線接觸和和面接觸面接觸等，按試等，按試驗機(jī)的基本功能可分為三大類：驗機(jī)的基本功能可分為三大類：3 潤滑技術(shù)與模擬試驗機(jī) 【18】類：只能作滑動類：只能作滑動；類：能作滑動也能作滾動類：能作滑動也能作滾動； 類：類：能作滑動也能作滾動，且能將油膜厚能作滑動也能作滾動，且能

13、將油膜厚度測準(zhǔn)到納米級度測準(zhǔn)到納米級。國內(nèi)多數(shù)試驗機(jī)屬于國內(nèi)多數(shù)試驗機(jī)屬于類，類，類很少，類很少，類不但極少，還靠進(jìn)口，價格高達(dá)類不但極少，還靠進(jìn)口，價格高達(dá)200多萬多萬/臺。國內(nèi)較常用的試驗機(jī)有臺。國內(nèi)較常用的試驗機(jī)有20種（表種（表1） 。3 表1 常用模擬試驗的基本工況和分類 【19】序序號號試驗試驗機(jī)機(jī)構(gòu)型構(gòu)型接觸壓接觸壓力力/GPa接觸形接觸形式式負(fù)荷負(fù)荷/kg速度速度/m.s-1類型類型1四球四球機(jī)機(jī)2-14點接觸點接觸10-100012雙滾雙滾子子2.8線接觸線接觸1-241-24 3交叉交叉圓柱圓柱-點接觸點接觸10-8- 500.01-204Timken0.07-0.8線接

14、觸線接觸4523 表1 常用模擬試驗的基本工況和分類 【20】序序號號試驗試驗機(jī)機(jī)構(gòu)型構(gòu)型接觸壓接觸壓力力/GPa接觸形接觸形式式負(fù)荷負(fù)荷/kg速度速度/m.s-1類型類型5球柱球柱9點接觸點接觸40026Falex3.5線接觸線接觸20000.17銷盤銷盤取決于取決于銷和負(fù)銷和負(fù)荷荷點接觸點接觸5050 8雙圓雙圓盤端盤端面）面）0.05面接觸面接觸7070 3 表1 常用模擬試驗的基本工況和分類 【21】序序號號試驗機(jī)試驗機(jī)構(gòu)型構(gòu)型接觸壓接觸壓力力/GPa接觸形接觸形式式負(fù)荷負(fù)荷/kg速度速度/m.s-1類型類型9銷銷- -柱柱(BOCLE)0.001點接觸點接觸10.210軸瓦軸瓦(Al

15、men)0.01面接觸面接觸142 11一球三一球三片片3-5點接觸點接觸401 12一銷三一銷三柱柱0.6點接觸點接觸401 3 表1 常用模擬試驗的基本工況和分類 【22】序序號號試驗機(jī)試驗機(jī)構(gòu)型構(gòu)型接觸壓接觸壓力力/GPa接觸形接觸形式式負(fù)荷負(fù)荷/kg速度速度/m.s-1類型類型13鮑登鮑登0.5點接觸點接觸40.004 14平面對平面對磨磨-面接觸面接觸-1-3000 15FZG0.2線接觸線接觸556 16MTM(英國英國PCSPCS）球盤球盤（滾滑）（滾滑）3.1點接觸點接觸74 3 表1 常用模擬試驗的基本工況和分類 【23】序序號號試驗機(jī)試驗機(jī)構(gòu)型構(gòu)型接觸壓接觸壓力力/GPa接

16、觸接觸形式形式負(fù)荷負(fù)荷/kg速度速度/m.s-1類型類型17UTFI(英國英國PCS公司公司 )超薄膜厚超薄膜厚干涉儀，干涉儀，(球盤滑滾球盤滑滾)0.7-1.1點接點接觸觸-5 18四球疲勞四球疲勞試驗機(jī)試驗機(jī)四球滾動四球滾動2-10點接點接觸觸8008 19HFRR(高頻往復(fù)，英國高頻往復(fù)，英國PCS公司）公司）球球/盤往復(fù)盤往復(fù)（軟盤）（軟盤）0.001點接點接觸觸10.1 20SRV(高頻往復(fù)，德國高頻往復(fù)，德國Optimol公司）公司）球球/盤往復(fù)盤往復(fù)（硬盤）（硬盤）0.001點接點接觸觸- 4 四球機(jī)應(yīng)用 【24】MS-10A 四球摩擦試驗機(jī)4 四球機(jī)應(yīng)用 【25】4.1模擬試驗

17、的應(yīng)用模擬試驗的應(yīng)用在上表試驗機(jī)中，由于四球模擬試驗機(jī)的在上表試驗機(jī)中，由于四球模擬試驗機(jī)的摩擦副鋼球最易得、價格便宜，性能穩(wěn)定，摩擦副鋼球最易得、價格便宜，性能穩(wěn)定，因此四球摩擦試驗機(jī)（如圖因此四球摩擦試驗機(jī)（如圖1，簡稱四球機(jī)），簡稱四球機(jī)）成為最廣泛應(yīng)用的模擬試驗機(jī)。四球機(jī)作為成為最廣泛應(yīng)用的模擬試驗機(jī)。四球機(jī)作為模擬試驗的應(yīng)用：模擬試驗的應(yīng)用：（1）為油品通過臺架試驗提供技術(shù)支撐為油品通過臺架試驗提供技術(shù)支撐； （2）潤滑劑新產(chǎn)品開發(fā)、日常評定及質(zhì)量檢潤滑劑新產(chǎn)品開發(fā)、日常評定及質(zhì)量檢測，監(jiān)控潤滑油產(chǎn)品機(jī)械性能的變化測，監(jiān)控潤滑油產(chǎn)品機(jī)械性能的變化；（3）潤滑劑和潤滑理論的基礎(chǔ)研究潤滑

18、劑和潤滑理論的基礎(chǔ)研究。4.2 四球機(jī)能夠四球機(jī)能夠評定指標(biāo)評定指標(biāo)和和中間指標(biāo)中間指標(biāo)有有9個個： PB、ISL、PD、 MHL(LWI或或ZMZ)、 Pd1、 FTP、PWI、2SDL、K。4.3 控制潤滑油、潤滑脂、切屑液中添加劑的控制潤滑油、潤滑脂、切屑液中添加劑的數(shù)量數(shù)量 。4.4 同一臺機(jī)器可滿足同一臺機(jī)器可滿足輕載輕載與與重載重載試驗，而不試驗，而不影響精度。影響精度。4.5 有有磨斑測量磨斑測量與與摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)曲線，實時觀察摩曲線，實時觀察摩擦力與摩擦系數(shù)曲線，迅速判定擦力與摩擦系數(shù)曲線，迅速判定PB 與與PD 。4 四球機(jī)應(yīng)用 【26】4 四球機(jī)應(yīng)用 【27】（傳統(tǒng)方式）

19、（傳統(tǒng)方式）突變突變（在線檢測）（在線檢測）4. 6實現(xiàn)實現(xiàn)PB與與PD的在線檢測的在線檢測，大大提高了評定，大大提高了評定速度。速度。4 四球機(jī)應(yīng)用 【28】 平滑的摩擦系數(shù)曲線平滑的摩擦系數(shù)曲線與摩擦曲線對應(yīng)的磨斑與摩擦曲線對應(yīng)的磨斑4 四球機(jī)應(yīng)用 【29】突變的摩擦系數(shù)曲線突變的摩擦系數(shù)曲線 與摩擦曲線對應(yīng)的磨斑與摩擦曲線對應(yīng)的磨斑 4 四球機(jī)應(yīng)用 【30】燒結(jié)的摩擦曲線燒結(jié)的摩擦曲線燒結(jié)的鋼球燒結(jié)的鋼球 4.7適應(yīng)多種標(biāo)準(zhǔn)：適應(yīng)多種標(biāo)準(zhǔn)：GB/T、SH/T、ASTM、DIN、IP239、ROCT、JISK等。等。4.8 應(yīng)用高精度伺服電機(jī)，有應(yīng)用高精度伺服電機(jī)，有3個優(yōu)點。個優(yōu)點?？朔?/p>

20、變頻電機(jī)固有克服變頻電機(jī)固有共振頻率共振頻率引起磨斑不正引起磨斑不正常變大因素。常變大因素。保證保證重載荷轉(zhuǎn)速不下降重載荷轉(zhuǎn)速不下降。保證保證旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度，磨斑不會因為旋轉(zhuǎn)串動大，磨斑不會因為旋轉(zhuǎn)串動大而增大。而增大。4.9 提供提供2kg與與50kg壓力傳感器，保證壓力傳感器，保證重載荷重載荷能測量能測量，輕載荷高精度輕載荷高精度。4 四球機(jī)應(yīng)用 【31】4.10 應(yīng)用應(yīng)用影像顯微鏡影像顯微鏡，減少勞動強(qiáng)度，提高，減少勞動強(qiáng)度，提高速度。速度。4 四球機(jī)應(yīng)用 【32】影像顯微鏡影像顯微鏡 磨斑磨斑 4.11 為了保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，本機(jī)采用杠桿式為了保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，本機(jī)采用杠桿式加載，但同時

21、帶來了操作的不便，為降低加加載，但同時帶來了操作的不便，為降低加載的勞動強(qiáng)度，提供了載的勞動強(qiáng)度，提供了砝碼舉升器砝碼舉升器。4 四球機(jī)應(yīng)用 【33】砝碼舉升器砝碼舉升器4 四球機(jī)應(yīng)用 【34】4.12利用摩擦系數(shù)判斷油膜破裂：由于利用摩擦系數(shù)判斷油膜破裂：由于流體流體潤滑潤滑、混合潤滑混合潤滑、邊界潤滑邊界潤滑的摩擦系數(shù)有著的摩擦系數(shù)有著明顯的區(qū)別。對于油性產(chǎn)品，通過試驗，結(jié)明顯的區(qū)別。對于油性產(chǎn)品，通過試驗，結(jié)果表明，果表明，當(dāng)摩擦系數(shù)達(dá)到當(dāng)摩擦系數(shù)達(dá)到0.2時，油膜破裂時，油膜破裂，磨斑超過圓外，即發(fā)生磨斑超過圓外，即發(fā)生卡咬卡咬現(xiàn)象。此時，現(xiàn)象。此時，摩摩擦曲線擦曲線將產(chǎn)生明顯的將產(chǎn)生

22、明顯的突變突變（突變幅度與油品（突變幅度與油品粘度有關(guān)），磨斑狀態(tài)呈現(xiàn)：彗星狀、犁溝粘度有關(guān)），磨斑狀態(tài)呈現(xiàn)：彗星狀、犁溝狀、斑中斑狀。此現(xiàn)象已經(jīng)用狀、斑中斑狀。此現(xiàn)象已經(jīng)用75種油樣，在種油樣，在廈門天機(jī)自動化有限公司四球機(jī)驗證過，全廈門天機(jī)自動化有限公司四球機(jī)驗證過，全部符合。目前，正在為逼近更低的摩擦系數(shù)部符合。目前，正在為逼近更低的摩擦系數(shù)做大量試驗。做大量試驗。4.13 鋼球裝卸座鋼球裝卸座克服多年來鋼球裝卸的麻煩?？朔嗄陙礓撉蜓b卸的麻煩。4 四球機(jī)應(yīng)用 【35】夾頭夾頭鋼球裝卸座鋼球裝卸座【新新】【舊舊】4.14 文件存儲格式文件存儲格式【.CCY】、【.PDF】 ;數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)導(dǎo)出

23、格式導(dǎo)出格式【.txt】 、 【.xls】。4 四球機(jī)應(yīng)用 【36】四球機(jī)的重復(fù)性與再現(xiàn)性是最為困擾用戶四球機(jī)的重復(fù)性與再現(xiàn)性是最為困擾用戶的。的。重復(fù)性重復(fù)性，同一操作者在同一臺機(jī)器上重，同一操作者在同一臺機(jī)器上重復(fù)測定誤差；復(fù)測定誤差；再現(xiàn)性再現(xiàn)性，兩個實驗室對同一試，兩個實驗室對同一試樣進(jìn)行測定的誤差。對于重復(fù)性現(xiàn)再現(xiàn)性的樣進(jìn)行測定的誤差。對于重復(fù)性現(xiàn)再現(xiàn)性的問題，從問題，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測人、機(jī)、料、法、環(huán)、測六方面查六方面查找，歸納如下：找，歸納如下：5.1 人力因素：主要取決于操作者操作的熟人力因素：主要取決于操作者操作的熟練程度與正確程度。過程中練程度與正確程度。過程中保證

24、上球不接觸保證上球不接觸其它油樣其它油樣，夾頭中不夾入紙屑夾頭中不夾入紙屑，鋼球入夾頭鋼球入夾頭應(yīng)到位應(yīng)到位，油杯鎖緊按要求扭力油杯鎖緊按要求扭力等。等。5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【37】5.2 機(jī)器因素機(jī)器因素：主軸精度的影響主軸精度的影響：四球機(jī)主：四球機(jī)主軸精度越差，其串動越大，所產(chǎn)生的磨斑就軸精度越差，其串動越大，所產(chǎn)生的磨斑就較大，也就更早達(dá)到卡咬；較大，也就更早達(dá)到卡咬；轉(zhuǎn)速的影響轉(zhuǎn)速的影響：四球機(jī)的試驗轉(zhuǎn)速越高，多數(shù)油樣所能得到四球機(jī)的試驗轉(zhuǎn)速越高，多數(shù)油樣所能得到的的PD值就會越低。值就會越低。電機(jī)啟動時間的影響電機(jī)啟動時間的影響：不同生產(chǎn)廠家的電機(jī)啟動時間不同生

25、產(chǎn)廠家的電機(jī)啟動時間 （從（從0至目標(biāo)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速所用的時間）是不一樣的，經(jīng)過試驗，轉(zhuǎn)速所用的時間）是不一樣的，經(jīng)過試驗，發(fā)現(xiàn)啟動時間對油性試樣（含潤滑脂）幾乎發(fā)現(xiàn)啟動時間對油性試樣（含潤滑脂）幾乎無影響（試驗次數(shù)太少，還不能確定）。無影響（試驗次數(shù)太少，還不能確定）。5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【38】5.2對乳化液影響明顯，當(dāng)啟動時間為對乳化液影響明顯，當(dāng)啟動時間為t,某乳某乳化液化液PB76kg，PD100kg；當(dāng)啟動時間為；當(dāng)啟動時間為2t,某乳化液某乳化液PB82kg，PD126kg；當(dāng)啟動時間；當(dāng)啟動時間為為3t,某乳化液某乳化液PB88kg，PD160kg 。5.3原料

26、因素：原料因素： 鋼球的影響鋼球的影響：鋼球硬度越低，：鋼球硬度越低，PD值就會越低，值就會越低，PB值未做大量試驗，暫無結(jié)值未做大量試驗，暫無結(jié)論。所以鋼球必須用同一廠家生產(chǎn)的同一標(biāo)論。所以鋼球必須用同一廠家生產(chǎn)的同一標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果才有可比性；準(zhǔn)，結(jié)果才有可比性； 添加劑沉淀的影響添加劑沉淀的影響：當(dāng)添加劑的分散性沒有解決好的時候，造成當(dāng)添加劑的分散性沒有解決好的時候，造成沉淀物，會有同一瓶油樣上層結(jié)果低于下層。沉淀物，會有同一瓶油樣上層結(jié)果低于下層。5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【39】基礎(chǔ)油的影響基礎(chǔ)油的影響：不同油田的基礎(chǔ)，其：不同油田的基礎(chǔ)，其PB值值有高低，在添加劑等量加入的

27、條件下，有高低，在添加劑等量加入的條件下，PB值值卻會有所不同；卻會有所不同；添加劑相互干擾或添加劑相互干擾或“飽和飽和”影響影響：油樣中總會有不同的添加劑，當(dāng)添加：油樣中總會有不同的添加劑，當(dāng)添加劑增加，而劑增加，而PB值卻不提高，就要考慮添加劑值卻不提高，就要考慮添加劑相互干擾問題或者是否相互干擾問題或者是否“飽和飽和”了；了；油偏油偏少的影響少的影響：某些含油較少的水性潤滑劑在未：某些含油較少的水性潤滑劑在未出現(xiàn)卡咬前，磨斑均勻，且呈小級別增大，出現(xiàn)卡咬前，磨斑均勻，且呈小級別增大，而一旦卡咬，磨斑呈倍數(shù)增大，那是該試樣而一旦卡咬，磨斑呈倍數(shù)增大，那是該試樣缺油的原因。缺油的原因。5 重

28、復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【40】潤滑脂自身的影響潤滑脂自身的影響：潤滑脂因粘附性能或：潤滑脂因粘附性能或填脂不充分的原因，可能出現(xiàn)摩擦點空缺，填脂不充分的原因，可能出現(xiàn)摩擦點空缺，致使摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，或油溫局部缺失。致使摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，或油溫局部缺失。5.4方法因素方法因素：浸潤時間的影響浸潤時間的影響：某些油樣：某些油樣因成分的特殊，其化學(xué)反應(yīng)能力較強(qiáng)，當(dāng)它因成分的特殊，其化學(xué)反應(yīng)能力較強(qiáng)，當(dāng)它與鋼球的浸潤時間較長，他們之間形成新的與鋼球的浸潤時間較長，他們之間形成新的化學(xué)膜，化學(xué)膜，PB值常有一個級別的提高，因此建值常有一個級別的提高，因此建議每一次試驗均用新鋼球；議每一次試驗均

29、用新鋼球；鐵屑的影響鐵屑的影響：在尋找在尋找PB值的過程中，在出現(xiàn)卡咬后，必須值的過程中，在出現(xiàn)卡咬后，必須更換鋼球，方能進(jìn)行下一次的試驗，并擦拭更換鋼球，方能進(jìn)行下一次的試驗，并擦拭5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【41】油杯，避免卡咬產(chǎn)生的鐵屑參予試驗，這對油杯，避免卡咬產(chǎn)生的鐵屑參予試驗，這對含油少的切屑液、水劑試樣等影響較為明顯；含油少的切屑液、水劑試樣等影響較為明顯；存放時間的影響存放時間的影響：油樣在存放數(shù)月前后所：油樣在存放數(shù)月前后所做的數(shù)據(jù)，可能會有不同，主要是試樣有可做的數(shù)據(jù)，可能會有不同，主要是試樣有可能氧化、失效等。能氧化、失效等。5.5環(huán)境因素：環(huán)境因素：溫度的

30、影響溫度的影響：由于油膜與溫度：由于油膜與溫度有密切關(guān)系，即有密切關(guān)系，即溫度越高溫度越高，油膜越薄油膜越薄，就越，就越容易發(fā)生卡咬，其容易發(fā)生卡咬，其PB值就相對較低，因此最值就相對較低，因此最好保證恒溫條件下做試驗。好保證恒溫條件下做試驗。5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【42】5.6測量因素測量因素：四球機(jī)中的磨斑測量由人來實：四球機(jī)中的磨斑測量由人來實施，往往會有不同的結(jié)果。施，往往會有不同的結(jié)果。 如圖如圖10，磨斑如，磨斑如彗星狀，以圖彗星狀，以圖11的方法測量，直徑的方法測量，直徑(X+Y)/2與與GB3142-82中判定表對比，一般是超過；以圖中判定表對比，一般是超過；

31、以圖12的方法測量，一般不超過的方法測量，一般不超過。如圖如圖10的磨斑的磨斑， 實際上是已經(jīng)發(fā)生金屬之間的邊界摩擦，實際上是已經(jīng)發(fā)生金屬之間的邊界摩擦，磨斑后邊緣支撐不住，發(fā)生輕微的卡咬，部磨斑后邊緣支撐不住，發(fā)生輕微的卡咬，部分油膜處于破裂狀態(tài)，判定為卡咬。對于這分油膜處于破裂狀態(tài)，判定為卡咬。對于這種臨界狀態(tài)，到另一實驗中可能就發(fā)生明顯種臨界狀態(tài)，到另一實驗中可能就發(fā)生明顯的卡咬。的卡咬。5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【43】如圖如圖13，磨斑如磨斑如“雙犁溝雙犁溝”，以圖，以圖14的方的方法測量，直徑法測量，直徑(X+Y)/2與與GB3142-82中判定表對中判定表對比，一般

32、是不超過。鋼球之間處于邊界摩擦比，一般是不超過。鋼球之間處于邊界摩擦狀態(tài)，磨斑的上半部與下半部油膜支撐不住狀態(tài)，磨斑的上半部與下半部油膜支撐不住局部邊界摩擦，形成犁溝狀，判定為卡咬。局部邊界摩擦，形成犁溝狀，判定為卡咬。如圖如圖15，磨斑為磨斑為“斑中斑斑中斑”， 以圖以圖16的的方法測量，直徑方法測量，直徑(X+Y)/2與與GB3142-82中判定表中判定表對比，一般是不超過。磨斑中支撐不住的油對比，一般是不超過。磨斑中支撐不住的油膜在其右上角，故形成膜在其右上角，故形成“斑中斑斑中斑”，判定為，判定為卡咬。卡咬。5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【44】5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【45】圖圖10 彗星狀磨斑彗星狀磨斑圖圖11 測量方法一測量方法一圖圖12 測量方法二測量方法二5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【46】圖圖13 雙犁溝狀磨斑雙犁溝狀磨斑圖圖14 測量方法測量方法5 重復(fù)性、再現(xiàn)性誤差大的原因與解決辦法【47】圖圖15 斑中瘤狀磨斑斑中瘤狀磨斑圖圖16 測量方法測量方法6 小結(jié) 【48】四球機(jī)可潤滑劑的四球機(jī)可潤滑劑的摩