Công nghệ xác định độ dày màng dầu là phương tiện cốt lõi của việc tối ưu hóa bôi trơn hộp số. Nó cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho việc lựa chọn chất bôi trơn, phù hợp với điều kiện làm việc và cảnh báo lỗi bằng cách theo dõi tình trạng màng dầu trong thời gian thực. Lấy bộ giảm tốc tỷ lệ cố định của xe điện làm ví dụ, hộp số của nó ở tốc độ cao (tốc độ quay tối đa 12000rpm), mô-men xoắn cao (mô-men xoắn đầu vào tối đa 300Nm), độ dày màng dầu ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ mỏi bề mặt răng và hiệu quả truyền tải.
Nguyên tắc kỹ thuật và ứng dụng kỹ thuật
Công nghệ dòng chính hiện nay chia làm hai con đường lớn là quang học và điện học. Trong phương pháp quang học, công nghệ giao thoa laser có thể đạt được phép đo độ chính xác nano bằng cách phân tích các sọc giao thoa của ánh sáng phản xạ trên và dưới bề mặt của màng dầu. Ví dụ, máy đo EHD2 của công ty PCS của Anh dựa trên nguyên tắc giao thoa quang màng siêu mỏng, có thể thu được đồng bộ độ dày màng dầu và hệ số lực kéo, thích hợp cho nghiên cứu bôi trơn dòng chảy của bộ phận ma sát bánh răng trong phòng thí nghiệm. Quy luật điện được đại diện bởi cảm biến dòng xoáy điện và độ dày của màng dầu được suy ra bằng cách theo dõi những thay đổi trong trường xoáy trên bề mặt của ma trận kim loại. Vương quốc Anh thực sự có cảm biến sê-ri ZED23 có thể đo thời gian thực màng dầu trong phạm vi 0,1-2000 μm, độ chính xác lên đến ± 0,5 μm, và khả năng chống ô nhiễm dầu, chịu nhiệt độ cao (200 ℃), đã được sử dụng rộng rãi trong vòng bi động cơ, hộp số điện gió và các tình huống công nghiệp khác.
Giá trị thực tiễn trong tối ưu hóa hộp số
Kết hợp chính xác chất bôi trơn: Tác động của dầu đối với tuổi thọ mỏi tuần cao có thể được đánh giá định lượng bằng cách theo dõi năng động khả năng tạo màng của các loại dầu bánh răng có độ nhớt khác nhau như 75W-90GL-4, kết hợp với đường cong hệ số bôi trơn Z ₗ trong tiêu chuẩn GB/T3480.2-2021. Ví dụ, giá trị Z ₗ của dầu bôi trơn tổng hợp trong thử nghiệm bánh răng bề mặt cứng cần được điều chỉnh 1,1 lần, trong khi bánh răng điều chỉnh cần được điều chỉnh 1,4 lần.
Tối ưu hóa khả năng thích ứng điều kiện làm việc: Trong điều kiện làm việc thay đổi tốc độ, cảm biến dòng xoáy điện có thể đồng bộ thu thập nhiệt độ, áp suất, tốc độ quay và các thông số khác để thiết lập mô hình động về độ dày màng dầu. Trong một dự án tối ưu hóa bôi trơn cho bộ giảm tốc truyền động điện, thông qua công nghệ này, độ dày màng dầu dao động lên đến ± 15% trong điều kiện làm việc tốc độ cao 12000rpm, theo đó tối ưu hóa cấu trúc con dấu dầu và quá trình phủ mỡ, làm cho hiệu quả truyền tải toàn bộ thùng tăng 3,2%.
Cảnh báo sớm thất bại: Phương pháp điện trở và phương pháp điện áp xả có thể gián tiếp theo dõi tình trạng màng dầu bề mặt răng. Khi tải vượt quá giá trị tới hạn, điện trở màng dầu giảm mạnh hoặc đột biến điện áp xả, có thể cảnh báo nguy cơ dán trước 2-3 giờ. Trong một thử nghiệm hộp số gió, công nghệ này đã thành công trong việc nắm bắt quá trình bất thường của độ dày màng dầu giảm đột ngột từ 8μm xuống 0,5μm, tránh tai nạn thiết bị lớn.
Xu hướng phát triển công nghệ
Giao thoa laser đang di chuyển từ phòng thí nghiệm đến các địa điểm công nghiệp khi cảm biến sợi quang hội tụ với công nghệ thị giác máy. Công nghệ giao thoa ánh sáng hai màu mở rộng phạm vi quang học lên hơn 10 μm thông qua điều chế laser màu đỏ và xanh lá cây, có thể bao gồm toàn bộ các yêu cầu giám sát chu kỳ của hộp số từ khởi động đến trạng thái ổn định. Trong tương lai, việc xác định độ dày màng dầu sẽ được kết hợp sâu với công nghệ sinh đôi kỹ thuật số để đạt được mô phỏng thời gian thực và điều khiển vòng kín của trạng thái bôi trơn, thúc đẩy sự phát triển của hệ thống truyền động bánh răng theo hướng có độ tin cậy cao và tuổi thọ cao.