为探索液压元件在高水基乳化液介质中的摩擦学规律,采用Rtec摩擦磨损试验机模拟不同载荷、不同频率等工况下,液压元件内部接触副在不同体积分数高水基乳化液作用下的摩擦磨损变化情况。通过测得的摩擦因数和借助白光干涉三维表面轮廓仪所测出的磨痕,分析了其润滑行为及摩擦磨损规律。研究结果表明:高水基乳化液介质作用下的摩擦因数和磨损量均较纯水介质下大幅下降;摩擦因数随着高水基乳化液体积分数的增加,先减小后增加,体积分数为5%时摩擦因数最小;磨损量随着高水基乳化液体积分数的增加而降低,且达到8%体积分数后其磨损量降低幅度趋于平稳。综合考虑摩擦因数和磨损量,高水基乳化液体积分数为8%时减摩抗磨效果最好,此时高水基乳化液会形成有效的润滑膜,起到承载和润滑作用,从而有效提高液压元件的机械效率和使用寿命。

采用Rtec摩擦磨损试验机MFT-5000、白光三维干涉仪和扫描电镜,考察不同载荷和高水基乳化液浓度条件下ZrO2陶瓷与304钢配副的摩擦系数、磨损体积和表面形貌,并探讨其磨损机制。通过控制变量法分析表明:载荷比高水基乳化液浓度对摩擦系数的影响较大,且随着载荷的增大,摩擦系数趋于稳定,而磨损体积增大;随着浓度的增大,摩擦系数逐渐减小并趋于稳定,磨损体积先减小后增大,在100 N/Hz和浓度为6%工况下,陶瓷与钢配副的摩擦系数和磨损体积最小;陶瓷与钢配副在高水基乳化液中以氧化磨损为主,且随着浓度增大,氧化磨损先增大后减小,伴有犁削磨损。陶瓷与钢配副模拟液压元件内部摩擦副的润滑效果,通过分析试验结果找到合适的工况来提高液压元件的寿命和工作效率。