海水径向柱塞泵陶瓷摩擦副摩擦学性能研究

海水径向柱塞泵通过增加单转柱塞往复运动频率,减少了泄漏量,提高了泵的容积效率,适用于低转速场合。但低速下的泵内摩擦副尤其是微型面接触摩擦副很难形成流体动力润滑,这就对摩擦副材料性能提出了较高要求。选择几种陶瓷材料与17-4PH配对,通过海水环境中销盘摩擦实验,考察了材料的摩擦学性能。实验结果表明在不同载荷下,ZrO₂摩擦系数和磨损量均为最低,磨损后的表面粗糙度最低。ZrO₂与17-4PH配对更适合作为微型面接触摩擦副的材料。     

基于海水介质的微型面接触摩擦副应力及摩擦学研究

为了研究微型面接触摩擦副在海水环境中的动力学和摩擦学性能,根据柱塞运动过程无刚性冲击和柔性冲击的准则,选取了B样条曲线、五次多项式曲线和正弦曲线作为研究对象,计算了微型面接触摩擦副接触应力以及摩擦应力;以动力学计算的结果对摩擦试验进行加载,筛选摩擦副材料。结果表明三种曲线组成的摩擦副接触应力最大值约为160 MPa,摩擦应力最大值均约为16 MPa,B样条曲线和正弦曲线综合力学性能优于五次多项式曲线。通过销盘摩擦试验考察了在初始接触应力约为160 MPa,滑动速度为0.5 m/s的工况下,纯PEEK、含有30%玻璃纤维的PEEK和分别含有10%石墨/碳纤维/PTFE的PEEK与17-4PH组成摩擦副的摩擦学性能。试验结果表明分别含有10%石墨/碳纤维/PTFE的PEEK与17-4PH摩擦副的摩擦因数和磨损量均最小,磨损机理为轻微的粘着磨损,可作为微型面接触摩擦副滚动体材料。     

海水润滑下几种聚酰亚胺材料高副摩擦学性能

利用销盘摩擦实验研究4种聚酰亚胺(PI)材料,即均苯型JHPI-30、聚合热压板材YS20、缩聚热压板材P84以及均苯型添加质量分数15%石墨的SP21,与17-4PH配对在海水环境中高副摩擦学性能。通过摩擦因数、磨损体积测量和表面形貌分析,研究几种PI材料黏弹性、拉伸强度和弯曲强度等性能对摩擦磨损的影响。结果表明:研究的4种PI材料中SP21的摩擦因数和磨损量均最小,P84次之;JHPI-30、YS20的磨损机制为塑性变形和磨粒磨损,P84是轻微的塑性变形和轻微的磨粒磨损,SP-21是轻微的磨粒磨损。SP-21具有最好的抗磨减摩性能,相比其他3种材料更适宜作为海水润滑下高副材料。     

石墨增强聚酰亚胺在海水中的摩擦学性能

目的为石墨增强聚酰亚胺复合材料在海水环境下的摩擦学应用提供实验依据。方法利用SST-ST销/盘摩擦试验机,研究了质量分数为15%石墨增强聚酰亚胺复合材料与17-4PH不锈钢组成的摩擦副在海水介质中的摩擦学性能,并与干摩擦和纯水润滑条件下的摩擦学性能进行比较。结果聚酰亚胺复合材料在干摩擦下的摩擦系数和磨损体积最大,分别为0.134、1.930 mm~3。干摩擦条件下,聚酰亚胺复合材料的磨损表面存在较深的犁沟,在犁沟周围出现了材料塑性流动及粘着剥落现象,对偶件表面有聚酰亚胺复合材料转移。磨损机理主要表现为磨粒磨损、材料塑性变形以及粘着和剥落。在纯水润滑下,聚酰亚胺复合材料表面存在较多材料粘着撕裂现象,同时存在宽浅不一的犁沟,磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。在海水润滑下,复合材料的摩擦系数和磨损体积最小,分别为0.086、1.235 mm~3,材料磨损表面十分光滑,只有沿运动方向存在少量轻微犁沟,磨损机理主要表现为磨粒磨损。结论石墨增强聚酰亚胺复合材料在海水中的摩擦学性能优于干摩擦和纯水环境下的摩擦学性能。