水润滑轴承研究的进展

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1、《精密制造与自动化》水润滑轴承研究的进展郭力湖南大学机械与汽车工程学院(410082)摘要介绍了水润滑轴承材料、磨损机制的研究现状和应用。介绍了在材料的选择和改性上进行研究，以提高该轴承的承载能力并扩大其应用范围。对基本方程组求解算法进行改进以完善其润滑机制;分析了磨损机制以提高其极限范围性能。所有这些研究对扩大水润滑轴承的应用范围，具有普遍而重要的意义。关键词水润滑轴承轴承材料磨损机制随着水润滑轴承的逐步推广应用，改变了长期数亿甚至数百亿倍，它能引起绝大多数金属材料的以来机械传动系统中以金属构件组成摩擦副的传电化学腐蚀和高分子材

2、料的老化。③水的汽化压力统观念，不仅节省了大量油料和贵重的有色金属，高很容易产生气蚀，使材料受到侵蚀。而且简化了轴系结构。由于用水作润滑介质，所以具有无污染、来源2水润滑轴承材料研究现状广泛、节能、难燃等优点。如何利用天然水替代矿水润滑轴承与传统的轴承相比，在轴承材料选物油作为各种机械传动和流体动力系统的工作介择上存在较大差异。在20世纪60年代，利用木质质，以达到高效节能和环境保护，已引起普遍关注，材料比较流行，但随着社会的发展，天然的木质资并成为工业发达国家竞相研究的一个热点。源是有限的，于是便出现了如陶瓷、塑料、橡胶、因此，

3、通过对水润滑轴承的系统研究，优化轴塑料合金以及尼龙等材料制作水润滑轴承。承系统润滑结构，提高水润滑轴承的润滑性能和承2.1木材载能力，这将为我国船舶、水轮机、水泵等产品的用作轴承材料的木材主要是铁梨木和层压板[1]更新换代创造必要的配套技术和装备。类材料。铁梨木原产于南美洲，是天然树种，木质致密、坚硬、相对密度大，具有自润滑作用，曾1水润滑轴承的特点经被广泛应用于海上船舶艉管轴承。其缺点是不宜传统观点将润滑状态分为：流体动压润滑、流用于经常航行在含泥沙较多水域的船舶，且存在一体静压润滑、弹性流体动压润滑、边界润滑和干摩定的水涨性。

4、由于其资源日渐缺乏，价格昂贵，因[2]擦5种。由于水的黏度很低，仅为油的1/100～1/20，而现在已很少使用。低黏度的润滑剂具有摩擦阻力小，摩擦因数低等优常用的层压板类材料主要分为两种：桦木层压点，但水膜的承载能力要比油膜低得多，很难形成板和布质层压板。桦木层压板具有耐磨耐水、耐腐流体动压润滑，当在启动和停机过程中运行速度有蚀、摩擦因数小、形状稳定的特点。桦木制成层压所变化时，往往会使轴承处于边界润滑和干摩擦状板替代铁梨木制作轴承，成本低，且桦木层压板比态。因此，对水润滑轴承要求其能在边界润滑和干铁梨木加工工艺简便。但在相同的工

5、况下，其磨损摩擦条件下安全运行，并具有低摩擦因数。量较铁梨木大，产生的摩擦热也稍大些，对冷却水水润滑轴承的优越性主要表现在：①使用成本量的要求比铁梨木高，材质较脆，切削性能不如铁低。地球上有丰富的水资源。②环境友好。矿物油梨木，目前用其作为水润滑轴承的有MCS-2-1和作润滑介质会对环境产生污染，而用水作为润滑介MCS-2两种型号。质，对环境没有任何危害。③易维护保养。布质层压板是由细帆布浸渍热固性的酚醛树水润滑轴承的缺点：①由于水的沸点低，所以脂并添加适量的固体润滑剂(石墨等)经烘焙热压而水润滑轴承不能应用于高温环境中。②水尤其

6、是海成。有减摩抗磨作用，有在高负荷时摩擦因数反而水的锈蚀作用较强，纯水的导电性比普通润滑油高降低的特性。它在水中的膨胀较小，用作水润滑轴62007年第1期(总第169期)[4]承，在高速时有良好的润滑性能。其耐磨性优于铁验室研究的BTG塑料合金材料就是一个实例。梨木和桦木层压板轴承，且运转平稳。但难于适应为扩大塑料合金材料在水润滑领域的应用范厚度差异较大的复杂结构，粘结性能差，易脆化，围，从硫化体系、补强填充体系和软化增塑体系等所以目前应用还较少。方面选择适当的配方来提高其力学性能，改性后材以上3种材料制成的水润滑轴承在国外被称为

7、料的部分力学性能达到或超过美国国防部颁布的[5]石木轴承。石木轴承与钢轴组成摩擦副，在比压为MIL-B-17901(船舶)军用标准。通过试验得出：加0.75～1.2MPa时，滑动摩擦因数约为0.005。入纳米级氧化锌晶须可以明显地提高复合橡胶轴2.2陶瓷材料承的承载能力和优化其摩擦学性能，能作为高比压陶瓷材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、刚度水润滑轴承的材料。高、热膨胀系数小、导热性好、比强度高和耐磨等2.5超高相对分子质量聚乙烯材料(UHMWPE)优点，特别适用于高温、高速、强磁场和腐蚀性环超高分子量聚乙烯一般是指相对分子质量在境

8、等特殊场合。目前陶瓷材料已被成功地用来制造150万以上的聚乙烯，它具有高的耐磨损性能和抗机床的滚动轴承、水泵轴承等。但是由于陶瓷质脆冲击性能、自润滑性能以及低的吸水性能。日本、且抗振性能差，尤其是对磨粒的嵌藏性能差，另外，德国生产的超高分子量聚乙烯