UHMWPE与橡胶共混水润滑轴承摩擦磨损性能试验研究

为改善丁腈橡胶水润滑轴承的摩擦学性能,以丁腈橡胶为基体,通过添加不同量的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）粉末（分别为丁腈橡胶量的12%、50%、100%）制得3种复合材料;分析不同复合材料的结构,研究其在水润滑条件下的摩擦磨损特性,并与纯丁腈橡胶和纯UHMWPE材料进行对比。结果表明：制备的UHMWPE与丁腈橡胶复合材料中,UHMWPE以分散相的形式分布在丁腈橡胶基体中,分布较为均匀;UHMWPE的加入提高了丁腈橡胶材料的自润滑性能,其中UHMWPE的添加量为丁腈橡胶的50%和100%时复合材料在低速时的摩擦因数明显减小;UHMWPE的加入提高了丁腈橡胶基体的硬度,改善了复合材料摩擦表面的挤压变形,使得复合材料的磨损量有所降低。研究表明,一定添加量的UHMWPE添加量可明显改善丁腈橡胶水润滑轴承的摩擦学性能,其最佳添加量为丁腈橡胶的50%。     

不同水润滑尾轴承材料摩擦磨损性能比较

水润滑尾轴承材料对其摩擦磨损性能有着较大影响,为合理选取制作轴承的材料,选择3种目前业界较为常用的水润滑轴承材料:超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁腈橡胶(NBR),使用CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机对其在2种常见摩擦速度、不同程度比压下的摩擦磨损性能进行研究,并通过表面形貌分析比较其磨损机制。结果表明:低转速工况下UHMWPE与PTFE的水润滑性能近似,略高于NBR;高转速工况下UHMWPE的水润滑性能高于PTFE和NBR,但NBR的工作稳定性优于UHMWPE和PTFE。     

二硫化钼改性水润滑尾轴承摩擦磨损性能研究

以橡塑复合材料为基体,将纳米和普通二硫化钼添加到基体材料中,制备一种水润滑橡塑复合尾轴承材料。通过试验探究复合轴承材料在不同载荷和转速下的摩擦磨损性能。试验结果表明:在相同载荷下,复合材料摩擦因数随着转速的升高先逐渐降低并最终趋于稳定,在相同转速下,复合材料摩擦因数随着载荷的升高而逐渐降低;复合材料摩擦因数随着二硫化钼添加量的增加先降低后升高,且纳米复合轴承材料的摩擦因数都要低于普通复合材料;二硫化钼改善了材料的摩擦性能,但没有改善材料的耐磨性;改性复合材料的磨损形式属于黏着和磨粒磨损。     

水润滑橡胶轴承摩擦磨损性能的研究

以丁腈橡胶（ＮＢＲ） 为基体,制备水滑润橡胶轴承;研究填料、载荷、转速、润滑介质、ＮＢＲ品种等因素 对橡胶轴承在水润滑介质中的摩擦磨损性能的影响,并分析其摩擦和磨损机制。结果表明,炭黑量和二硫化钼添加量明 显影响橡胶轴承的摩擦因数和磨损量;随着载荷的增大,橡胶轴承的摩擦因数和磨损量均呈现先增大后减小再明显增大 的趋势;随着转速的增大,橡胶轴承的摩擦因数和磨损量均明显减小,并且在海水中的摩擦因数和磨损量均大于在淡水 中的摩擦因数和磨损量。     

水润滑橡胶轴承的制备及摩擦磨损性能研究

以丁腈橡胶(NBR)为基体,制备水滑润橡胶轴承;研究填料、载荷、转速、润滑介质、NBR品种等因素对橡胶轴承在水润滑介质中的摩擦磨损性能的影响,并分析其摩擦和磨损机制。结果表明,炭黑量和二硫化钼添加量明显影响橡胶轴承的摩擦因数和磨损量;随着载荷的增大,橡胶轴承的摩擦因数和磨损量均呈现先增大后减小再明显增大的趋势;随着转速的增大,橡胶轴承的摩擦因数和磨损量均明显减小,并且在海水中的摩擦因数和磨损量均大于在淡水中的摩擦因数和磨损量。     

水润滑轴承橡胶合金材料磨损性能试验研究

采用某型水润滑橡胶合金轴承的橡胶材料与不锈钢轴颈材料进行配副摩擦试验,试验在0.1 m/s和1 m/s的转速和27.6 kPa和100 kPa的比压以及干摩擦以及纯水、模拟海沙水、模拟海水润滑条件下进行,利用扫描电子显微镜观察分析橡胶材料表面磨损形貌,研究橡胶材料的在不同润滑条件下的磨损情况。结果表明:在不同载荷下,该橡胶合金材料具有较低的磨损率,耐磨性能优异;橡胶材料在不同的润滑条件下的摩擦磨损情况存在较大差异,该橡胶合金材料在海水中的抗磨损性能最好,在纯水中的抗磨损性能较差。     

极端工况下不同水润滑轴承材料摩擦磨损性能对比研究

在干摩擦工况下模拟水润滑膜严重破坏的极端情况,研究未经改性聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚醚醚酮(PEEK)3种材料在不同转速和载荷下的摩擦磨损性能。结果表明:干摩擦工况下UHMWPE材料具有优异的耐磨性和良好的自润滑性能,压力对摩擦因数影响比转速大;PTFE材料具有稳定的摩擦因数,压力和转速对摩擦因数影响明显,耐磨性较差;PEEK材料摩擦因数较大,且相对容易受转速和压力变化的影响,但具有良好的耐磨性能。综合分析,在极端工况下UHMWPE的适应能力最好,PEEK次之, PTFE最差。     

硬度对螺旋槽水润滑橡胶推力轴承摩擦磨损性能影响的实验研究*

水润滑橡胶推力轴承是船舶推进系统中提供轴向支撑力的重要零部件,其摩擦磨损特性严重影响船舶推进工作性能。开展螺旋槽水润滑橡胶推力轴承实验,测试2种橡胶硬度推力轴承在不同工况下的摩擦力,以及高速重载工况下实验前后橡胶层的表面形貌,分析转速、载荷、旋转方向、橡胶层硬度对摩擦因数的影响,以及推力轴承的主要磨损形式。结果表明:相同载荷下,随着转速的增加,2种硬度推力轴承的摩擦因数呈显著下降趋势,摩擦因数下降幅值最大达到了0.51;在高速时,载荷对摩擦因数的影响不显著;高硬度推力轴承在低速时摩擦性能表现更优,而低硬度推力轴承在高速重载条件下不易发生黏着磨损,因此,建议在低速重载条件下使用高硬度橡胶推力轴承,而高速重载条件下使用较低硬度的推力轴承。     

模拟海洋环境下新型水润滑尾轴承材料摩擦性能研究

利用高密度聚乙烯与不同浓度愈创树脂混合制备系列新型水润滑尾轴承材料,在CBZ 1摩擦磨损试验机上考察其在模拟海洋环境下的摩擦性能,对比分析不同配比材料摩擦因数和磨损量以及磨损表面形貌的变化情况。结果表明,在高密度聚乙烯中加入适量的愈创树脂可很好地改善材料的自润滑性能,且随着愈创树脂含量的增加,材料的摩擦因数和磨损率先减小后增加,这是因为愈创树脂在摩擦过程中会因受热软化分泌出一定量的油脂,有助于摩擦副表面水膜的形成,从而提高材料的摩擦磨损性能;适量愈创树脂的加入可以有效降低材料的表面粗糙度,改善摩擦副的表面性能,从而提高材料的工作稳定性。     

基于随机森林算法的改性水润滑轴承摩擦性能预测

为验证随机森林算法在预测改性水润滑轴承摩擦学性能上的可行性,利用Python编写算法,并通过已知实验数据进行仿真建模。通过已知数据对算法的准确性进行验证,其接受者操作特征（ROC）曲线的均值为0.85,证明模型的准确性较高。在不同温度及载荷工况条件下通过实验对预测模型进行验证,实验结果与预测结果间的误差均在5%左右,表明构建的随机森林模型可以用于改性水润滑轴承的摩擦学性能预测。研究结果表明：温度对于该改性水润滑轴承的平均摩擦因数有较大的影响,而负载对平均摩擦因数的影响较小,但是对于轴承的运转稳定性影响较大。     

网状表面织构对水润滑轴承摩擦磨损性能的影响

为研究网状表面织构对水润滑轴承摩擦性能的影响,利用ANSYS对布置有不同密度和深度的轴承模型进行流固耦合仿真,研究不同网纹条件下水膜的承载能力;使用3D打印技术制备不同深度与密度的网状纹理的试样,使用CBZ-1摩擦磨损试验机进行摩擦试验并实时采集摩擦因数,利用表面轮廓仪对试样磨损表面的形貌进行观测.仿真结果表明:在忽略...     

沟槽结构对水润滑超高分子量聚乙烯轴承力学性能的影响

通过pore/mechanic模版,建立不同沟槽形式下高分子量聚乙烯水润滑轴承的模型,应用有限元分析方法,分析沟槽形式对轴承应力应变及位移的影响。结果表明:沟槽形状的变化对轴承位移影响不大,但影响轴承应力及应变的分布;当沟槽的形状为圆弧形时,轴承的应力应变的变化趋势比较平缓,容易保持轴承的稳定性。     

硫酸钙晶须填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能

以硫酸钙晶须(CSW)作为填料填充改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE),采用热压成型法制备了不同硫酸钙晶须含量的UHMWPE/CSW复合材料;在销-盘摩擦磨损试验机上考察了硫酸钙晶须对UHMWPE/CSW复合材料摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜对UHMWPE复合材料的磨损表面进行了微观分析。结果表明:随着硫酸钙晶须填充量的增加,复合材料的硬度逐渐增大,耐磨性能逐渐增加,摩擦因数逐渐减小;当硫酸钙晶须填充质量分数为20%时,UHMWPE/CSW复合材料的摩擦学性能最好。     

高温、水介质下GH05轴承材料摩擦磨损性能

高温、水介质润滑环境下轴承用高温无磁合金GH05材料的性质会发生转变,影响其磨损系数,进而影响轴承磨损性能,导致轴承振动噪声加剧。利用高温摩擦磨损试验机开展高温、水介质润滑下高温无磁合金GH05材料的摩擦磨损试验,分析温度、载荷、润滑对材料摩擦磨损性能的影响,获取关键性能参数,为特殊工况和润滑条件下的轴承寿命评估提供试验数据。结果表明：对于轴承用材料高温无磁合金GH05,在高温300 ℃时的摩擦因数约为0.53,在水介质润滑条件下的摩擦因数约为0.35;相比于常温25 ℃下摩擦因数,高温300 ℃环境下摩擦因数波动范围小,稳定性更强;相比于干摩擦状态,水介质润滑条件下摩擦因数小,稳定性好;随着温度的升高,无磁合金材料GH05的耐磨性降低;相同试验载荷下,无磁合金材料GH05在高温300 ℃干摩擦条件下的磨损体积最大,在常温水介质润滑条件下磨损体积最小。高温无磁合金材料GH05的磨损系数在高温300 ℃干摩擦条件下取值范围为1.93×〖JP〗10-7~3.02×10-7mm2/N。     

水润滑塑料轴承的摩擦性能研究

用MPV—200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯(简称UHMW—PE)塑料合金轴承水润滑条件下的摩擦学性能，考察了载荷、速度、运行时间等因素对轴承摩擦系数和磨损率的影响，得出了摩擦学性能随各种因素的变化规律。并对作用机理进行了系统的分析，为水润滑超高分子量聚乙烯塑料合金轴承的实际应用提供理论依据。     

无机化合物物改性UHMWPE干摩擦行为研究

采用16种无机化合物对UHMWPE进行改性,在载荷98 N、转速60.18 mm/s、运动半径0.5 cm和干摩擦条件下,在UMT-3型微摩擦试验机上,测定纯UHMWPE及改性UHMWPE与不锈钢球(3 mm 100Cr6钢球)对摩60 min时摩擦因数的变化,测定其磨痕宽度和深度,并对磨损表面进行XRD分析。结果发现:10%和5%二硫化钨、15%氧化锆及5%氮化铝改性UHMWPE的平均摩擦因数较小,它们适于干摩擦条件下与钢配副;5%硫化银、10%氧化铝及15%氮化硅改性UHMWPE的磨痕宽度和深度明显较纯UHMWPE的小,其磨损面和未磨损面的XRD分析结果一致,说明在轻微磨损过程中并未发生晶型改变。     

水润滑橡胶轴承的摩擦磨损特性及机理研究

以含沙量不同的自来水为润滑介质，用MPV-200型摩擦磨损试验机分别研究了载荷、速度、运行时间等对水润滑橡胶轴承的摩擦系数和磨损率的影响，得出橡胶轴承在不同水质，不同工况下的摩擦学特性，并对作用机理进行了系统的分析，为水润滑橡胶轴承的实际应用提供理论依据。     

UHMWPE基复合材料在干摩擦和油田污水条件下的摩擦磨损性能

采用模压烧结法制备了超高分子量聚乙烯(UnMWPE)/聚苯酯(Ekonol)复合材料;采用45#钢为摩擦对偶件的往复滑动式摩擦磨损试验机,在室温下测试了Ekonol含量对UHMWPE在干摩擦和油田污水条件下的摩擦磨损性能影响,实验条件为:接触压力7.5 kN、滑动速度1.8 m/min、时间3 h;采用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌并分析了磨损机制.结果表明:填充加%Ekonol可以显著改善UHMWPE的摩擦磨损性能.与干摩擦条件相比,在油田污水条件下,UHMWPE基复合材料摩擦因数提高不明显,但磨损率明显增大;在干摩擦条件下,纯UHMWPE的磨损机制主要为粘着和犁沟效应,UHMWPE/Ekonol复合材料的磨损机制为粘着和疲劳,而在油田污水条件下UHMWPE/Ekonol复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损和疲劳.     

新型水润滑轴承材料的流体润滑性能分析

采用无限短近似简化Reynolds方程,对飞龙、赛龙及聚四氟乙烯3种新型水润滑径向轴承进行流体润滑的数值分析,探讨载荷和转速对3种轴承的偏心率和偏位角的影响。结果表明:水润滑条件下,不同材料的润滑性能是不同的,其中PTFE材料润滑膜压力及中心膜厚最大,飞龙材料最小;随着转速的增大,3种材料轴承的偏心率均减小,偏位角均增大;随着载荷的增大,3种材料轴承的偏心率增大,偏位角减小;偏心率太大则润滑膜太薄,必然导致过高的轴承温度,对轴承的工作不利。     

UHMWPE复合材料水润滑轴承润滑状态转变性能研究

水润滑轴承润滑介质的黏度较低,轴承动压润滑难以形成。研究水润滑轴承润滑状态转变特性,可为水润滑复合材料轴承的设计和优化提供依据。建立水润滑轴承流固耦合计算模型,研究轴承承载力、水膜压力、轴承变形量随工况的变化关系,提出水膜厚度测试方法,研究轴承摩擦因数、水膜厚度随转速、负载的变化规律。研究结果表明:随偏心率和转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量均逐渐增大;随转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量的增幅逐渐减小。试验发现随着负载增大,改性UHMWPE轴承从混合润滑向动压润滑转变的膜厚比逐渐减小。