| 水潤滑尾軸承是艦船推進系統的重要組成部分,其性能的優劣對艦船航行的快速性、安全性、隱蔽性、經濟性等有著重要的影響。盡管水潤滑橡膠尾軸承已有100多年的使用史,但其基礎研究仍然薄弱,尤其在其摩擦振動的產生機理方面。故而開展以減振降噪為目的的水潤滑尾軸承材料研制,摩擦振動產生機理的理論及試驗研究,具有重要的理論意義及軍事應用價值。 文中結合國家自然科學基金項目,開展水潤滑橡膠尾軸承相關摩擦性能、摩擦振動產生機理等關鍵問題的研究。主要工作如下： (1)建立了水潤滑橡膠尾軸承摩擦振動的非線性分析模型；分析了模型的穩定性,求解了其數值解,得到了其振動位移隨時間t的變化規律,分析了正壓力、溫度等因素對分析模型穩定性的影響。 (2)在丁腈橡膠中加入UHMWPE和石墨粉末進行共混改性,制備了一種低摩擦的新型水潤滑尾軸承用復合橡膠材料SPB-N。其物理力學性能達到中國船標CB/T76——92008和美國軍標MIL-DTL-17901C (SH)的要求。其摩擦系數達到了美國軍標MIL-DTL-17901C (SH)的標準,在低速下更優于標準。局部*大比壓可達到0.70MPa。 (3)通過試驗設計,試驗臺架的改進,以模擬全幅軸承摩擦副的形式,進行了SBR和SPB-N兩種新材料的試塊試驗。測試了不同比壓、不同橡膠層厚度、不同橡膠層硬度的試塊摩擦系數隨速度的變化規律,并分析了其影響機理。針對橡膠層的硬度和厚度及其交互作用對摩擦系數影響的顯著程度,進行了雙因素有交互作用的正交分析。結果表明,試塊的動摩擦系數隨橡膠層厚度、硬度的降低而降低,二者對水潤滑橡膠軸承摩擦性能均有影響；橡膠材料的厚度、硬度及其交互作用三者對水潤滑橡膠尾管軸承摩擦性能的影響中,以橡膠層的厚度*為顯著,硬度次之,厚度和硬度的交互作用*弱。設計時應優先保證橡膠層厚度值。與SBR相比,共混改性制備的復合橡膠SPB-N試塊因其優良的自潤滑性能,而具有更優越的低速性能。 (4)研究了粘-滑現象的產生機理及影響因素。通過試驗設計,借助高速相機拍攝試塊橡膠層隨試驗軸轉動時的振動情況,編寫相應的圖像處理軟件來提取追蹤點的振動信息,以一種直觀直接的方式研究了試塊橡膠層粘-滑現象發生的規律。輔以正交試驗法,研究了速度、比壓、橡膠層的硬度、厚度、潤滑條件等因素對水潤滑橡膠軸承表面粘-滑現象的影響程度。結果顯示,各因素對試驗指標的影響按大小排序如下：潤滑條件、比壓、橡膠層硬度、橡膠層厚度,即在潤滑充足下,增加橡膠層硬度,降低比壓及橡膠層的厚度可以降低橡膠軸承的粘-滑效應。 (5)在艦船水潤滑尾軸承試驗臺架上進行尾軸承摩擦性能和振動試驗,分析了速度、載荷、橡膠層的硬度、材料的變化等對軸承摩擦性能的影響。測試結果與理論計算、試塊試驗結果比較接近,驗證了相應的理論分析。更多請前往：http://www.szhfdt.com/ |
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