潤滑劑、摩擦副及控制摩擦副之間摩擦系數的方法技術

本發明專利技術公開了潤滑劑、摩擦副及控制摩擦副之間摩擦系數的方法。其中，控制摩擦副之間摩擦系數的方法中，該摩擦副包括第一摩擦件和第二摩擦件，該方法包括：在第一摩擦件和第二摩擦件之間施加潤滑劑；通過該潤滑劑向第一摩擦件施加電位；以及通過控制電位，控制該第一摩擦件和第二摩擦件之間的摩擦系數。其中，該潤滑劑包括：碳酸丙烯酯；以及添加劑，該添加劑為選自陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑的至少一種。該方法簡便易行，可適用的載荷速度范圍大，利用該方法能夠有效地控制摩擦副之間的摩擦系數，并且能夠有效延緩甚至避免該摩擦副的摩擦件發生電化學腐蝕。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及機電
，具體地，本專利技術特別涉及。
技術介紹
摩擦和磨損是機器運行中的普遍現象，摩擦特性主要受摩擦副材料、潤滑狀態、速度、載荷等因素影響。在長期生產實踐中，人們對摩擦的認識不斷提高，各種利用或抑制摩擦的專利技術應運而生，例如帶傳動技術，滾動軸承，等等。這些技術均屬于被動控制摩擦技術，相關摩擦部件的摩擦特性在使用前已經由特定的設計和制造技術決定。在摩擦離合器等應用場合，摩擦件在運行中必須隨時控制摩擦力大小。被動控制摩擦技術不能滿足以上需求，故有必要開發主動控制摩擦技術。國內外科技人員圍繞在線主動控制摩擦技術，特別是外加電場控制摩擦技術，開展了許多研究工作。然而，目前的主動控制摩擦技術研究仍然面臨眾多問題，例如采用的潤滑劑為水溶液時，金屬摩擦件在其中很容易發生腐蝕；通過電化學反應來實現電控摩擦目的時，金屬摩擦件在電化學作用下不斷被腐蝕；施加的外加電壓高達10 - 20V時，會導致水溶液發生氫析出反應，從而引起潤滑劑的較大消耗；采用表面活性劑水溶液作為潤滑劑時，金屬摩擦件長時間浸潤在表面活性劑水溶液中表面也容易被腐蝕。因此，現有的外加電場控制摩擦技術均存在一定的局限性。目前，迫切需要發展一種能夠延緩甚至避免金屬摩擦件腐蝕、所適用的載荷速度范圍較大的電控摩擦用潤滑劑以及電控摩擦方法，從而滿足機械工程應用的需求。
技術實現思路
本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種能夠延緩甚至避免金屬摩擦件腐蝕、所適用的載荷速度范圍較大的電控摩擦用潤滑劑以及電控摩擦方法。由此，根據本專利技術的一個方面，本專利技術提供了一種控制摩擦副之間摩擦系數的方法，其中該摩擦副包括第一摩擦件和第二摩擦件。根據本專利技術的實施例，該方法包括在第一摩擦件和第二摩擦件之間施加潤滑劑；通過該潤滑劑向第一摩擦件施加電位；以及通過控制電位，控制該第一摩擦件和第二摩擦件之間的摩擦系數，其中，該潤滑劑包括碳酸丙烯酯；以及添加劑，該添加劑為選自陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑的至少一種。專利技術人驚奇地發現，本專利技術的控制摩擦副之間摩擦系數的方法，簡便易行，可適用的載荷速度范圍大，實用性佳，并且能夠有效延緩甚至避免該摩擦副的摩擦件發生電化學腐蝕，進而，利用該方法，能夠高效、安全、靈敏地控制摩擦副之間的摩擦系數，從而該方法能夠廣泛應用于摩擦離合器等需要在線主動控制摩擦的領域。另外，本專利技術的控制摩擦副之間摩擦系數的方法還具有以下附加技術特征根據本專利技術的一個實施例，在所述潤滑劑中，添加劑為選自十二烷基硫酸鈉、油酸鈉、硬脂酸鈉和十二烷基磺酸鈉的至少一種，優選十二烷基硫酸鈉。根據本專利技術的一個實施例，潤滑劑為濃度為0.lmM、0.或2mM的十二烷基硫酸鈉的碳酸丙烯酯溶液。其中，需要說明的是，在本文中所使用的表達方式“十二烷基硫酸鈉的碳酸丙烯酯溶液”是指該溶液以十二烷基硫酸鈉為溶質，以碳酸丙烯酯為溶劑，其濃度是指該溶液中溶質十二烷基硫酸鈉的濃度。根據本專利技術的一個實施例，在將該潤滑劑施加至該第一摩擦件和第二摩擦件之間之前，于40 50攝氏度下對該潤滑劑進行超聲處理。由此，使潤滑劑中的添加劑即表面活性劑完全溶解于碳酸丙烯酯中。根據本專利技術的一個實施例，該第一摩擦件為金屬件，第二摩擦件為金屬件或陶瓷件。根據本專利技術的一個實施例，由工作電極、對電極和參比電極構成的三電極體系通過該潤滑劑向第一摩擦件施加電位，其中，將第一摩擦件作為工作電極，該對電極由惰性材料制成，以及該參比電極為該工作電極提供電位通道，該對電極為該工作電極提供電流通道。由此，能夠通過控制工作電極(第一摩擦件)的電極電位變化，有效實現在線主動控制摩擦副之間的摩擦系數變化。根據本專利技術的另一方面，本專利技術還提供了 一種潤滑劑。根據本專利技術的實施例，該潤滑劑包括:碳酸丙烯酯；以及添加劑，該添加劑為選自陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑的至少一種。專利技術人驚奇地發現，本專利技術的潤滑劑能夠有效地用于電控摩擦技術以便控制摩擦副之間的摩擦系數，并且其所適用的載荷速度范圍較大，適用性好，能夠有效延緩甚至避免摩擦副的摩擦件發生電化學腐蝕。具體地，根據本專利技術的實施例，將本專利技術的潤滑劑施加于摩擦副的兩個摩擦件之間，能夠通過控制浸于該潤滑劑的第一摩擦件的電極電位變化來有效控制摩擦副之間的摩擦系數變化。并且，相對于現有的用于電控摩擦技術的潤滑劑，本專利技術的潤滑劑電化學性質更加穩定，進而金屬摩擦件在該潤滑劑中的電化學穩定電位窗口更寬。進一步，利用本專利技術的潤滑劑進行電控摩擦時，能夠在較大范圍內對作為工作電極的金屬摩擦件的電極電位進行調節，同時能夠更有效地延緩甚至避免金屬摩擦件腐蝕,延長摩擦副的使用壽命。此外，本專利技術的潤滑劑還具有以下附加技術特征:根據本專利技術的一個實施例，所述添加劑為選自十二烷基硫酸鈉、油酸鈉、硬脂酸鈉和十二烷基磺酸鈉的至少一種，優選十二烷基硫酸鈉。根據本專利技術的一個實施例，所述潤滑劑為濃度為0.lmM、0.或2mM的十二烷基硫酸鈉的碳酸丙烯酯溶液。根據本專利技術的又一方面，本專利技術還提供了一種摩擦副。根據本專利技術的實施例，該摩擦副包括第一摩擦件和第二摩擦件，其中，在所述第一摩擦件和第二摩擦件之間設置有前面所述的本專利技術的潤滑劑。專利技術人驚奇地發現，本專利技術的摩擦副，其第一摩擦件和第二摩擦件之間的摩擦系數易于控制，且摩擦件不易發生電化學腐蝕，安全性好，使用壽命長，且所適用的載荷速度范圍大，從而能夠廣泛應用于摩擦離合器等需要在線主動控制摩擦的領域。為了方便理解本專利技術，現將本專利技術的潤滑劑及控制摩擦副之間摩擦系數的方法的優點列舉如下1、本專利技術的潤滑劑，能夠有效應用于金屬摩擦副的電控摩擦技術。與表面活性劑水溶液相比，本專利技術的潤滑劑電化學性質更加穩定，進而金屬摩擦件在本專利技術的潤滑劑中的電化學穩定電位窗口更寬，進一步能夠有效延緩甚至避免電控摩擦過程中金屬摩擦件的電化學腐蝕，從而使電控摩擦技術的實用性大為提高。2、本專利技術的控制摩擦副之間摩擦系數的方法，通過改變工作電極的電極電位來在線主動控制金屬摩擦副的摩擦特性。工作電極的電極電位調節范圍被限定在工作電極的電化學穩定電位窗口之內，因而能夠有效避免金屬摩擦件的電化學腐蝕。并且，該方法使用的本專利技術的潤滑劑為含表面活性劑的碳酸丙烯酯溶液(濃度最高可達2mM)，其能夠使浸入其中的金屬摩擦件的電化學穩定電位窗口較寬，進而能夠在較大范圍內(一1. 5至+1. 5V)對工作電極的電極電位進行調節，從而能夠更加靈敏精準地控制摩擦系數。3、利用本專利技術的控制摩擦副之間摩擦系數的方法控制摩擦系數時，摩擦系數隨電極電位變化的最短穩定建立時間不到10秒，且摩擦系數在恒定電極電位下具有較好的可持續性，由電極電位改變引起的摩擦系數變化幅度最高可達200%，符合電控摩擦應用的要求。4、本專利技術控制摩擦副之間摩擦系數的方法，在較大的載荷速度范圍(載荷可高達400N，速度可高達IOOrpm)內均能應用，且均能達到良好的效果，從而更好地滿足了各種電控摩擦應用的需求。5、本專利技術的控制摩擦副之間摩擦系數的方法，簡便易行，對摩擦系數的檢測及控制精度高，可廣泛應用于摩擦離合器等需要在線主動控制摩擦的領域。本專利技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控制摩擦副之間摩擦系數的方法，所述摩擦副包括第一摩擦件和第二摩擦件，其特征在于，所述方法包括：在所述第一摩擦件和第二摩擦件之間施加潤滑劑；通過所述潤滑劑向所述第一摩擦件施加電位；以及通過控制電位，控制所述第一摩擦件和第二摩擦件之間的摩擦系數，其中，所述潤滑劑包括：碳酸丙烯酯；以及添加劑，所述添加劑為選自陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑的至少一種。

【技術特征摘要】
1.一種控制摩擦副之間摩擦系數的方法，所述摩擦副包括第一摩擦件和第二摩擦件，其特征在于，所述方法包括: 在所述第一摩擦件和第二摩擦件之間施加潤滑劑； 通過所述潤滑劑向所述第一摩擦件施加電位；以及 通過控制電位，控制所述第一摩擦件和第二摩擦件之間的摩擦系數， 其中， 所述潤滑劑包括: 碳酸丙烯酯；以及 添加劑，所述添加劑為選自陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑的至少一種。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加劑為選自十二烷基硫酸鈉、油酸鈉、硬脂酸鈉和十二烷基磺酸鈉的至少一種，優選十二烷基硫酸鈉。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述潤滑劑為濃度為0.lmM、0.或2mM的十二烷基硫酸鈉的碳酸丙烯酯溶液。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在將所述潤滑劑施加至所述第一摩擦件和第二摩擦件之間之前，于40 50攝氏度下對所述潤滑劑進行超聲處理。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一摩擦件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孟永鋼，陽小勇，田煜，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：