橡胶衬层硬度和厚度对水润滑轴承系统跳动量的影响

根据舰船推进装置对水润滑轴承系统的运行精度要求,通过建立水润滑橡胶轴承系统有限元接触模型,研究不同橡胶硬度、厚度对直槽和螺旋槽水润滑橡胶轴承系统跳动量的影响规律,提出水润滑轴承系统跳动量控制方法。研究结果表明,水润滑橡胶轴承系统跳动量随橡胶硬度增大而减小,随橡胶厚度增大而增大。当橡胶硬度在85~95Shore A时,轴承系统主轴跳动量较小。在保证沟槽尺寸的前提下,尽量设计成较薄的橡胶厚度。相比直槽结构,螺旋槽水润滑橡胶轴承系统跳动量更小。因此,科学合理地设计水润滑橡胶轴承橡胶衬层材料硬度和几何结构,能显著减小轴承系统的跳动量,提高运行精度。     

结构参数对水润滑橡胶合金轴承摩擦噪声的影响分析

为了研究水润滑橡胶合金轴承结构参数对其低速重载工况下摩擦噪声的影响,使用复模态分析方法建立了水润滑橡胶合金轴承系统仿真模型,采用专业仿真软件分析了不同摩擦系数及结构参数条件下摩擦噪声产生的概率,进而研究结构参数对摩擦噪声的影响,进行了平板型和圆弧型结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦噪声的对比实验。研究结果表明,水润滑橡胶合金轴承的水槽半径大小、摩擦面形状以及摩擦副的摩擦系数对水润滑橡胶合金轴承的摩擦噪声有较大影响,而水槽的形状对轴承摩擦噪声的影响不大。对一定结构尺寸的水润滑橡胶合金轴承,水槽半径为4mm、平面型摩擦面的结构可以大大减少轴承出现摩擦噪声的可能性,相关实验结果与计算结果是吻合的。     

水润滑塑料合金轴承摩擦性能实验

水由于粘度极小,很难形成流体动力润滑,通过实验发现水润滑塑料合金轴承在运转时有较小的摩擦系数。影响摩擦系数的因素主要是转速、载荷、间隙,运用方差分析和正交实验,分析各因素对摩擦系数影响的显著性和效果,并列出各因素对摩擦系的影响曲线,对曲线进行研究后发现,塑料合金轴承运转时由于塑料合金的弹性变形而产生了弹流润滑。     

多沟槽水润滑橡胶轴承水膜压力的无线测试方法

为了得到多沟槽水润滑橡胶轴承水膜压力的全息(周向和轴向)分布,针对目前滑动轴承润滑膜压力测试方法的不足,提出了一种水润滑轴承水膜压力的无线测试方法.该方法采用在转轴上及轴肩的不同位置打孔(即径向导流孔和轴向导流孔,它们之间相互贯通,水膜压力通过各导流孔传递),将压力传感器安装在轴肩轴向导流孔处、无线采集发射装置安装在轴尾端的设计方案,从而避免了对轴承工作面润滑状态的破坏,获得了相应轴承截面上整周水膜压力的连续分布,且便于传感器的安装和调试.与传统测试方法相比,由于该方法采集到的水膜压力数据是利用数字信号进行无线传输的,因此具有无需复杂布线、易操作、测试精度高等优点,并可用于对其他滑动轴承润滑膜压力的测试.     

轴颈倾斜的水润滑橡胶艉轴承的静态特性

针对船舶艉轴承轴颈受载倾斜产生的摩擦磨损问题,建立了圆周式和沟槽式水润滑橡胶轴承中分面轴颈中心为基点的轴颈倾斜下的弹流润滑模型,采用有限差分法求解了在轴颈对中和轴颈倾斜状态下的压力及膜厚分布,分析了轴颈倾斜角变化对轴承油膜力、油膜力矩及压力中心等静态特性的影响。研究结果表明:轴颈倾斜前后,圆周式和沟槽式轴承静态特性变化明显,最大油膜压力在倾斜角增加超过某一阈值后迅速增长,最小油膜厚度随轴颈倾斜角增加而减小至可允许最小膜厚;由于轴颈倾斜后油膜压力沿轴向不再呈对称分布,压力中心向下沉端方向移动,继而产生油膜力矩且其值从0增大;轴颈可允许最大倾斜角随偏心率、允许最小膜厚等增大而减小。研究结果可为轴颈倾斜状态下水润滑橡胶轴承的润滑性能优化提供参考。     

螺旋槽水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能实验

通过螺旋槽和直槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能对比实验,研究螺旋槽结构对水润滑轴承的润滑特性及泥沙和杂质排泄能力的影响,结果表明螺旋槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能优于直槽,更容易形成弹性流体动压润滑,降低摩擦磨损,具有良好的泥沙和杂质排泄能力,对延长使用寿命和保护设备正常运行具有很好的作用。     

考虑轴颈倾斜的水润滑橡胶径向轴承的动力学特性

针对轴颈倾斜下水润滑橡胶径向轴承动力学建模问题,提出了32系数动力学模型,建立了弹流润滑模型,采用差分求解方法求解了8系数模型和32系数模型下的轴承动特性,分析了偏心率和倾斜角的变化对轴承动特性系数的影响。研究结果表明:轴承的8系数模型下刚度和阻尼系数随偏心率的增大而增大,且在大偏心率下呈指数式增大;轴承的32系数模型下角刚度和角阻尼系数也随偏心率的增大而增大;随着轴颈倾斜角增大,32系数模型下轴承的位移刚度系数、位移阻尼系数、角刚度系数、角阻尼系数、角-力交叉刚度系数、角-力交叉刚度阻尼系数、位移-力矩交叉刚度及位移-力矩交叉阻尼系数都相继增大。该研究对水润滑橡胶径向轴承的润滑性能优化设计提供了一定的参考。     

水润滑艉轴承负载能力的分析

以具有弹性的塑料轴承为例，分析相应的流体动力润滑机理以及水槽结构形式对其运行特性的影响．结果表明，一个连续的不开槽的轴承表面比一个开槽的轴承表面允许水力膜形成更高的动压力；长径比大的轴承，其负载能力亦相对较大。     

纳米坡缕石改进水润滑轴承性能的研究

水润滑轴承的摩擦性能取决于橡胶轴瓦的润滑状态、硬度、动态粘弹性等.选取坡缕石(AT)纳米粉体,经硅烷偶联剂KH-550表面改性处理后,加入NBR制成AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件与AT/NBR水润滑轴承试件.检测表明,AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件的综合力学性能、硬度提高.动态力学分析仪DMA测得,NBR,AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件0℃时的损耗因子大约相等,表明两者的湿滑能力基本不变.通过轴承摩擦磨损试验机,测出AT/NBR轴承试件的水润滑摩擦噪声、摩擦系数与磨损量降低.以上实验表明,AT/NBR轴承试件比NBR轴承试件的摩擦磨损等性能指标有所提高,并达到了美军标(船舶)MIL-DTL-17901C(SH)的规定.     

水润滑轴承的工作原理及结构设计研究

由于用水作机械传动摩擦副的润滑介质在许多方面比用油更具有优越性,因此,在机械传动系统中,采用水润滑轴承已经成为其结构设计的一种发展方向.本文对水润滑轴承的工作原理及主要结构设计进行了研究,为满足水润滑轴承性能要求提供了可靠数据.     

水润滑条件对UHMWPE复合材料的摩擦行为影响研究

为研究不同水润滑条件对超高分子量聚乙烯/橡胶复合材料摩擦过程的影响,通过高温混炼和热压成型制备不同橡胶填充不同UHMWPE复合材料.利用Mrh-3型环块摩擦实验机,通过控制变量法定量研究不同组分复合材料的摩擦磨损性能,从而优选出最终UHMWPE复合材料.针对选定材料研究3种水润滑工况对摩擦过程的影响,同时利用SEM分析磨损表面,从微观层面探究摩擦机理.实验结果表明,水润滑条件对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能指标影响显著,对应的磨损机理迥异,润滑条件的改善可使磨合期变短,稳定磨损期变长.从微观和定量方面综合评估了舰艇水润滑轴承材料在不同水润滑条件下的磨损状况,可为工况规划与实际应用提供理论指导.     

高速水润滑止推轴承的滑移润滑性能研究

建立了多种具有不同滑移区域分布特征的推力瓦数学模型,在考虑流体边界滑移效应、扩展了经典Reynolds方程并设定合理边界条件的基础上,借助MATLAB软件对模型进行数值仿真求解,研究了滑移区域分布方式、面积占比及滑移长度对轴承动压润滑性能的影响。结果表明,在靠近流场入口处沿周向分布滑移区域能显著提升不同转速条件下的推力瓦面承载力;当滑移区域面积占瓦面面积比介于0.3~0.4且滑移长度为1000nm时,轴承推力瓦面具有最优动压润滑性能。     

天然海水润滑下不锈钢316L与PEEK450CA30的摩擦磨损性能

为了寻找适合于低速大扭矩水液压马达配对副的材料,采用MMU-5G屏显式高温材料端面摩擦磨损试验机考察不同转速、不同载荷下,摩擦副316L-PEEK450CA30在海水中的摩擦磨损性能,并借助OLYMPUS-SZX体式显微镜对试样的磨损表面进行形貌观察。结果表明:在转速和载荷比较低的情况下,摩擦副316L-PEEK450CA30的摩擦系数较小,磨损性能较好;当转速或载荷增大时,摩擦副的摩擦系数和接触面的磨损情况会急剧增大。在转速300r/min、载荷100N和转速100r/min、载荷300N的情况下,摩擦副316L-PEEK450CA30还会发生轻微的黏着磨损。最后得出,当转速为100r/mim、载荷为100N时,对偶副间的摩擦系数最小,耐磨损程度最好,适合作为低速大扭矩水液压马达的对偶副材料。     

316L／45#钢在MoS2水基润滑液润滑下的摩擦磨损性能

通过316L不锈钢与45#钢在去离子水、二硫化钼水基润滑液、30#机械油3种工况下,分别改变其载荷进行滑动摩擦实验,比较其摩擦磨损性能并分析磨损机制。结果表明,载荷为250N时,MoS2水基润滑液润滑工况下的摩擦系数比去离子水工况下降低67．3％,磨损量降低了83．5％;摩擦系数比30#机械油工况下增加12．5％,磨损量增加147．1％。     

横向不均匀润滑轧制理论

针对轧辊轴向不均匀磨损及由此带来的板形控制问题,建立了三维弹塑性动态辊系模型,分析了辊件间接触状态及其与轧辊轴向磨损分布间的关系,并由此提出了横向不均匀润滑轧制理论.仿真结果表明,通过改变辊件间横向摩擦因数分布,在保证带钢质量的前提下,实现了辊件间接触压力及摩擦力分布的均匀化,从理论上验证了横向不均匀润滑在改善辊件间接触状态方面起到的积极作用.最后,对横向不均匀润滑轧制理论的可行性进行了分析.     

PVB改性石墨类固体润滑材料的配方优化及性能研究

采用热压成型工艺制备出了聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/石墨固体润滑材料,研究了粘接剂含量对固体润滑材料的硬度、抗压抗弯强度、摩擦磨损等性能的影响,采用TG-DSC分析了其热稳定性,应用超景深三维显微系统和扫描电镜分析及表征其微观形貌,并利用GeneXPro Tools和Matlab对其性能与配比的关系进行了函数模拟,建立函数图像.试验结果表明：函数图像的最优配方与实验验证结果基本一致,可以指导配方优化.     

氮化硅陶瓷的摩擦磨损特性

采用无压烧结和反应烧结两种方法制备氮化硅陶瓷，利用拴盘式摩擦实验机考察了氮化硅与ＧＣｒ１５球对磨的摩擦损特性，结果表明，虽然氮化硅具有较高的摩擦系数，但磨损率较低，特别是在水和油等介质存在的条件下，氮化硅具有低摩擦和磨损的特性。     

湿式铜基摩擦副局部接触对摩擦因数的影响

考虑金属的热衰退特性及温度、压力和摩滑速度对混合润滑油膜的影响,建立了湿式铜基摩擦副局部接触摩擦因数计算模型,研究了摩滑过程中湿式铜基摩擦副局部接触状态下摩擦因数的变化规律,并通过销-盘摩擦因数测量实验对摩擦因数计算模型进行了验证.研究结果表明:摩擦元件屈曲变形导致摩擦元件间摩擦状态发生变化,在局部接触条件下,接触区摩擦状态随温度升高可分为油膜主导阶段、微凸峰主导阶段、摩擦因数上升阶段和热衰退阶段4个阶段.其中,油膜主导阶段会随摩滑速度的减小而消失.干摩擦状态下,摩滑速度对摩擦因数影响较小.在混合润滑状态下,摩擦因数随摩滑速度增加而下降,且温度越小摩擦因数衰减越显著.局部接触区平均面压较小时,压力对摩擦因数影响较小,当压力超过100 MPa时,接触面压力开始对混合润滑中的油膜主导阶段产生影响,此时摩擦因数随压力升高而增大.      

不同润滑介质下铜箔摩擦磨损性能研究

使用立式万能摩擦磨损试验机研究铜箔在无润滑、水润滑、基础油和CFO润滑油条件下的摩擦磨损行为以及接触压力和铜箔厚度对摩擦副摩擦磨损特性的影响。结果表明,在无润滑、水润滑、基础油和CFO润滑油介质下,接触压力为0.15MPa、转速为100r/min时,铜箔平均摩擦系数分别为0.572、0.457、0.274、0.205,基础油和CFO润滑油具有显著的润滑效果;摩擦系数随接触压力的增大而减小,磨损率随接触压力的增大而增大,磨损率在接触压力为0.3MPa附近存在明显的上升折点。