水润滑复合轴承材料润滑特性研究

摘要

水润滑作为一种新型的润滑方式，近几十年来逐渐被应用与船舶、水泵等设备中。水润滑相对于传统的油、脂润滑，其表现出良好的润滑性能。相对于油润滑，水润滑避免了润滑油的泄漏对水体造成的污染，更加的环保；另外，水润滑轴承的结构简单，降低了制造成本和后期维护的难度。但是，水润滑目前面临两个重要的问题：在常温条件下，水的粘度是一般润滑油粘度的1/65，在低速重载的条件下很难形成流体润滑；因为直接使用舷外水，所以水中含有泥沙和杂质，这会加剧水润滑轴承的磨损，缩减轴承的使用寿命。目前，为了解决这个问题主要是对改善材料的性能以及轴承结构的优化。
　　选取复合材料 B（纤维增强聚酯/环氧树脂基叠层复合材料）作为轴瓦材料，锡青铜（ZCuSn10Zn2）为轴材料，建立流固耦合[1]模型并采用ANSYS CFX软件进行分析求解。研究了在动压润滑条件下轴转速和偏心率对于轴承的润滑特性（最大压强、弹性变形、承载力、摩擦系数）的影响。
　　为了排出水中的泥沙和杂质，轴承一般会考虑设计导水槽，但是导水槽的加入会破坏水膜压力分布的连续性，为了改善轴承的润滑特性，一般会对轴承结构及导水槽进行优化处理。本文通过建立不同的轴承结构模型，研究了轴承的长径比、间隙、导水槽形状、导水槽尺寸及数量对轴承润滑特性的影响，从而得到最优的结构参数。
　　最后，通过摩擦磨损实验，测试四种复合材料在不同比压、转速条件下的摩擦系数和磨损率以及不同润滑剂温度下的摩擦系数，分析了比压、轴的转速和润滑剂温度对于四种复合材料的摩擦性能的影响，并与仿真所得到的结果进行对比。

目录

声明

1 绪论

1.1 水润滑尾轴承材料的发展

1.2 水润滑尾轴承润滑特性研究

1.3 研究现状

1.4 研究内容

1.5 研究意义

2 水润滑轴承仿真分析

2.1引言

2.2 基于ANSYS CFX流固耦合仿真

2.3结果与讨论

2.4 本章小结

3 轴承结构对润滑特性的影响

3.1 引言

3.2 轴承结构参数对润滑特性影响

3.3 导水槽结构对润滑特性影响

3.4 本章小结

4 水润滑复合轴承材料的摩擦性能研究

4.1 引言

4.2 实验原理及步骤

4.3 实验方法

4.4 测试方法

4.5 结果与讨论

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献