高性能水潤滑軸承摩擦學性能研究.pdf

1、高性能水潤滑軸承摩擦學性能研究，涉及機械設計、摩擦學、表面工程、材料學、潤滑力學等多學科交叉綜合研究內(nèi)容。高速、重載、減振、降噪、高可靠、長壽命和大尺寸的高性能水潤滑軸承技術，迄今為止是國內(nèi)外尚未完全攻克的關鍵科學技術難題。從特殊與極端環(huán)境下的水潤滑軸承潤滑機理、材料和結(jié)構等方面著手研究，對解決這些難題和推動水潤滑軸承技術的廣泛應用，培育新的環(huán)保產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟增長點，具有重要的理論與工程實用價值。 本文研究來源于國家自然科學基金項目

2、“高速重載與極端環(huán)境下非金屬摩擦副的承載與潤滑機理”。論文對水潤滑塑料合金軸承的彈流潤滑進行了數(shù)值計算，并結(jié)合實驗研究其潤滑機理，對水潤滑塑料合金軸承材料進行了改性研究，對水潤滑軸承的應用進行了研究。研究的主要工作如下： 論文在建立了水潤滑塑料合金軸承彈流潤滑模型的基礎上，詳細論述了多重網(wǎng)格算法在其計算過程中的具體應用方法，并編制了程序，對水潤滑塑料合金軸承的彈流潤滑從一維和二維問題著手進行了數(shù)值分析計算，繪出無量綱壓力曲線和無

3、量綱膜厚曲線，從理論上研究了水潤滑塑料合金軸承的彈流潤滑機理，通過理論計算劃分出其在工作范圍內(nèi)混合摩擦區(qū)域、部分彈流潤滑區(qū)域和彈流潤滑區(qū)域，并結(jié)合實驗分析摩擦因數(shù)在不同載荷、不同轉(zhuǎn)速下的變化規(guī)律，對其潤滑機理進行了深入研究。應用具體計算例分析了粘壓關系對計算結(jié)果的影響，軸承間隙對性能的影響；研究了彈性模量對水潤滑塑料合金軸承的性能影響，為制造高比壓、大尺寸水潤滑軸承的材料選擇和材料改性研究提供理論指導；。 從材料研究的角度出發(fā)，

4、對材料進行了改性研究，在水潤滑塑料合金材料中加入納米氧化鋅晶須，通過實驗綜合比較了加入納米氧化鋅晶須后材料的硫化性能、撕裂強度、扯斷強度、扯斷伸長率、阿克隆磨耗量、熱空氣加速老化性能，并通過比較用新材料制成的軸承與原軸承在不同載荷、不同轉(zhuǎn)速下的摩擦因數(shù)變化規(guī)律，對比分析了納米氧化鋅晶須對材料和軸承摩擦磨損性能的影響。 通過實驗研究了水潤滑塑料合金軸承的摩擦因數(shù)在低速下的變化規(guī)律，從而研究其低速下的潤滑機理；通過實驗研究其摩擦因數(shù)

5、在不同周向安裝位置的變化規(guī)律，確定了其最佳的周向安裝位置。 論文在以下幾方面取得了創(chuàng)新性成果： 1)運用多重網(wǎng)格算法對水潤滑塑料合金軸承的彈流潤滑進行了數(shù)值計算，并繪出無量綱壓力和無量綱膜厚曲線，劃分出其在工作范圍內(nèi)混合摩擦區(qū)域、部分彈流潤滑區(qū)域和彈流潤滑區(qū)域，并通過實驗對其進行了驗證，深入研究了其潤滑機理。 2)運用數(shù)值計算結(jié)果分析了彈性模量對水潤滑軸承的摩擦磨損性能的影響，為軸承材料的改性和選擇提供理論指導。