润滑剂、摩擦副及控制摩擦副之间摩擦系数的方法技术

本发明专利技术公开了润滑剂、摩擦副及控制摩擦副之间摩擦系数的方法。其中，控制摩擦副之间摩擦系数的方法中，该摩擦副包括第一摩擦件和第二摩擦件，该方法包括：在第一摩擦件和第二摩擦件之间施加润滑剂；通过该润滑剂向第一摩擦件施加电位；以及通过控制电位，控制该第一摩擦件和第二摩擦件之间的摩擦系数。其中，该润滑剂包括：碳酸丙烯酯；以及添加剂，该添加剂为选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的至少一种。该方法简便易行，可适用的载荷速度范围大，利用该方法能够有效地控制摩擦副之间的摩擦系数，并且能够有效延缓甚至避免该摩擦副的摩擦件发生电化学腐蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机电
，具体地，本专利技术特别涉及。
技术介绍
摩擦和磨损是机器运行中的普遍现象，摩擦特性主要受摩擦副材料、润滑状态、速度、载荷等因素影响。在长期生产实践中，人们对摩擦的认识不断提高，各种利用或抑制摩擦的专利技术应运而生，例如带传动技术，滚动轴承，等等。这些技术均属于被动控制摩擦技术，相关摩擦部件的摩擦特性在使用前已经由特定的设计和制造技术决定。在摩擦离合器等应用场合，摩擦件在运行中必须随时控制摩擦力大小。被动控制摩擦技术不能满足以上需求，故有必要开发主动控制摩擦技术。国内外科技人员围绕在线主动控制摩擦技术，特别是外加电场控制摩擦技术，开展了许多研究工作。然而，目前的主动控制摩擦技术研究仍然面临众多问题，例如采用的润滑剂为水溶液时，金属摩擦件在其中很容易发生腐蚀；通过电化学反应来实现电控摩擦目的时，金属摩擦件在电化学作用下不断被腐蚀；施加的外加电压高达10 - 20V时，会导致水溶液发生氢析出反应，从而引起润滑剂的较大消耗；采用表面活性剂水溶液作为润滑剂时，金属摩擦件长时间浸润在表面活性剂水溶液中表面也容易被腐蚀。因此，现有的外加电场控制摩擦技术均存在一定的局限性。目前，迫切需要发展一种能够延缓甚至避免金属摩擦件腐蚀、所适用的载荷速度范围较大的电控摩擦用润滑剂以及电控摩擦方法，从而满足机械工程应用的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种能够延缓甚至避免金属摩擦件腐蚀、所适用的载荷速度范围较大的电控摩擦用润滑剂以及电控摩擦方法。由此，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种控制摩擦副之间摩擦系数的方法，其中该摩擦副包括第一摩擦件和第二摩擦件。根据本专利技术的实施例，该方法包括在第一摩擦件和第二摩擦件之间施加润滑剂；通过该润滑剂向第一摩擦件施加电位；以及通过控制电位，控制该第一摩擦件和第二摩擦件之间的摩擦系数，其中，该润滑剂包括碳酸丙烯酯；以及添加剂，该添加剂为选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的至少一种。专利技术人惊奇地发现，本专利技术的控制摩擦副之间摩擦系数的方法，简便易行，可适用的载荷速度范围大，实用性佳，并且能够有效延缓甚至避免该摩擦副的摩擦件发生电化学腐蚀，进而，利用该方法，能够高效、安全、灵敏地控制摩擦副之间的摩擦系数，从而该方法能够广泛应用于摩擦离合器等需要在线主动控制摩擦的领域。另外，本专利技术的控制摩擦副之间摩擦系数的方法还具有以下附加技术特征根据本专利技术的一个实施例，在所述润滑剂中，添加剂为选自十二烷基硫酸钠、油酸钠、硬脂酸钠和十二烷基磺酸钠的至少一种，优选十二烷基硫酸钠。根据本专利技术的一个实施例，润滑剂为浓度为0.lmM、0.或2mM的十二烷基硫酸钠的碳酸丙烯酯溶液。其中，需要说明的是，在本文中所使用的表达方式“十二烷基硫酸钠的碳酸丙烯酯溶液”是指该溶液以十二烷基硫酸钠为溶质，以碳酸丙烯酯为溶剂，其浓度是指该溶液中溶质十二烷基硫酸钠的浓度。根据本专利技术的一个实施例，在将该润滑剂施加至该第一摩擦件和第二摩擦件之间之前，于40 50摄氏度下对该润滑剂进行超声处理。由此，使润滑剂中的添加剂即表面活性剂完全溶解于碳酸丙烯酯中。根据本专利技术的一个实施例，该第一摩擦件为金属件，第二摩擦件为金属件或陶瓷件。根据本专利技术的一个实施例，由工作电极、对电极和参比电极构成的三电极体系通过该润滑剂向第一摩擦件施加电位，其中，将第一摩擦件作为工作电极，该对电极由惰性材料制成，以及该参比电极为该工作电极提供电位通道，该对电极为该工作电极提供电流通道。由此，能够通过控制工作电极(第一摩擦件)的电极电位变化，有效实现在线主动控制摩擦副之间的摩擦系数变化。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了 一种润滑剂。根据本专利技术的实施例，该润滑剂包括:碳酸丙烯酯；以及添加剂，该添加剂为选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的至少一种。专利技术人惊奇地发现，本专利技术的润滑剂能够有效地用于电控摩擦技术以便控制摩擦副之间的摩擦系数，并且其所适用的载荷速度范围较大，适用性好，能够有效延缓甚至避免摩擦副的摩擦件发生电化学腐蚀。具体地，根据本专利技术的实施例，将本专利技术的润滑剂施加于摩擦副的两个摩擦件之间，能够通过控制浸于该润滑剂的第一摩擦件的电极电位变化来有效控制摩擦副之间的摩擦系数变化。并且，相对于现有的用于电控摩擦技术的润滑剂，本专利技术的润滑剂电化学性质更加稳定，进而金属摩擦件在该润滑剂中的电化学稳定电位窗口更宽。进一步，利用本专利技术的润滑剂进行电控摩擦时，能够在较大范围内对作为工作电极的金属摩擦件的电极电位进行调节，同时能够更有效地延缓甚至避免金属摩擦件腐蚀,延长摩擦副的使用寿命。此外，本专利技术的润滑剂还具有以下附加技术特征:根据本专利技术的一个实施例，所述添加剂为选自十二烷基硫酸钠、油酸钠、硬脂酸钠和十二烷基磺酸钠的至少一种，优选十二烷基硫酸钠。根据本专利技术的一个实施例，所述润滑剂为浓度为0.lmM、0.或2mM的十二烷基硫酸钠的碳酸丙烯酯溶液。根据本专利技术的又一方面，本专利技术还提供了一种摩擦副。根据本专利技术的实施例，该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间设置有前面所述的本专利技术的润滑剂。专利技术人惊奇地发现，本专利技术的摩擦副，其第一摩擦件和第二摩擦件之间的摩擦系数易于控制，且摩擦件不易发生电化学腐蚀，安全性好，使用寿命长，且所适用的载荷速度范围大，从而能够广泛应用于摩擦离合器等需要在线主动控制摩擦的领域。为了方便理解本专利技术，现将本专利技术的润滑剂及控制摩擦副之间摩擦系数的方法的优点列举如下1、本专利技术的润滑剂，能够有效应用于金属摩擦副的电控摩擦技术。与表面活性剂水溶液相比，本专利技术的润滑剂电化学性质更加稳定，进而金属摩擦件在本专利技术的润滑剂中的电化学稳定电位窗口更宽，进一步能够有效延缓甚至避免电控摩擦过程中金属摩擦件的电化学腐蚀，从而使电控摩擦技术的实用性大为提高。2、本专利技术的控制摩擦副之间摩擦系数的方法，通过改变工作电极的电极电位来在线主动控制金属摩擦副的摩擦特性。工作电极的电极电位调节范围被限定在工作电极的电化学稳定电位窗口之内，因而能够有效避免金属摩擦件的电化学腐蚀。并且，该方法使用的本专利技术的润滑剂为含表面活性剂的碳酸丙烯酯溶液(浓度最高可达2mM)，其能够使浸入其中的金属摩擦件的电化学稳定电位窗口较宽，进而能够在较大范围内(一1. 5至+1. 5V)对工作电极的电极电位进行调节，从而能够更加灵敏精准地控制摩擦系数。3、利用本专利技术的控制摩擦副之间摩擦系数的方法控制摩擦系数时，摩擦系数随电极电位变化的最短稳定建立时间不到10秒，且摩擦系数在恒定电极电位下具有较好的可持续性，由电极电位改变引起的摩擦系数变化幅度最高可达200%，符合电控摩擦应用的要求。4、本专利技术控制摩擦副之间摩擦系数的方法，在较大的载荷速度范围(载荷可高达400N，速度可高达IOOrpm)内均能应用，且均能达到良好的效果，从而更好地满足了各种电控摩擦应用的需求。5、本专利技术的控制摩擦副之间摩擦系数的方法，简便易行，对摩擦系数的检测及控制精度高，可广泛应用于摩擦离合器等需要在线主动控制摩擦的领域。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制摩擦副之间摩擦系数的方法，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间施加润滑剂；通过所述润滑剂向所述第一摩擦件施加电位；以及通过控制电位，控制所述第一摩擦件和第二摩擦件之间的摩擦系数，其中，所述润滑剂包括：碳酸丙烯酯；以及添加剂，所述添加剂为选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种控制摩擦副之间摩擦系数的方法，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间施加润滑剂； 通过所述润滑剂向所述第一摩擦件施加电位；以及 通过控制电位，控制所述第一摩擦件和第二摩擦件之间的摩擦系数， 其中， 所述润滑剂包括: 碳酸丙烯酯；以及 添加剂，所述添加剂为选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的至少一种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加剂为选自十二烷基硫酸钠、油酸钠、硬脂酸钠和十二烷基磺酸钠的至少一种，优选十二烷基硫酸钠。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述润滑剂为浓度为0.lmM、0.或2mM的十二烷基硫酸钠的碳酸丙烯酯溶液。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述润滑剂施加至所述第一摩擦件和第二摩擦件之间之前，于40 50摄氏度下对所述润滑剂进行超声处理。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一摩擦件...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟永钢，阳小勇，田煜，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：