水润滑陶瓷滑动轴承的研究

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1、J72毗科学发展观促进科技创新(中)参考文献l吴忠智，吴加林．中(高)压大功率变频器应用手册，北京：机械工业出版社．20032吴加林．IGBT直接串联高压变频器．电I技术杂志．2003．(2)作者简介吴加林，享受政府津贴的变频技术专家，成都佳灵电气制造有限公司总裁。中同电工技术学会理事，编号：No．6—091，成都市电力电子学会常务理事，多项国家火炬计划项目及国家重点创新项目的负责人。在中(高)压变频器领域及电机调速控制理论方面有突破性的研究，拥有30多项专利，在国内外发表论文数十篇，专著多本。电话：028—85079

2、990；传真：85074260；E—malt：wujl@ial—ing．corfl。吴加强，就职于成都佳灵电气制造有限公司，任总工程师，成都市电力电子学会会员。从事变流技术研究、产品开发、技术管理工作20年。承担过低、中、高压变频器，行业专用变频器，变频电源，非标产品等上百种变流技术产品开发。电话：028—85079990；传真：028—85074260；E—mail：Wu一89036726@163．COFft。张锦荣，就职于成都佳灵电气制造有限公司，成都佳灵电气制造有限公司科学技术协会秘书长，四川省电力电子学会以及成

3、都市电力电子学会会员。电话：028—85079990—1029；传真：028—85074260：E—mai}：market@jaling．corn。通信地址：四Jrl省成都市佳灵路38号，成都佳灵电气制造有限公司，邮编：610041。水润滑陶瓷滑动轴承的研究林彬李丹天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，300072摘要通过水润滑陶瓷滑动轴承的台架实验，即分别对si，N。轴套／SiC轴颈、SiC轴套／SiC轴颈、SiC轴套fSi，N。轴颈组成的滑动轴承在水涡滑条件下的承栽情况进行对比和验证，得知Si，N。轴套／Si

4、C轴颈不能进行热匹配，SiC轴套／si，N。轴颈可以进行热匹配，但摩擦副性能一般，SiC轴套／sic轴颈的热匹配性能最好，且在水润滑条件下体现出最佳的摩擦磨损性能。因此得出在大直径、大功率、高转速的条件下，水润滑陶瓷径向滑动轴承的最佳孝擦副组合是Sic／SiC的结论。此外，为了解决结构上应力集中带来的一系列问题，本文针对陶瓷材料的特性，提出了一种全包容陶瓷滑动轴承结构，提高了陶瓷滑动轴承使用的安全性和可靠性。关键词机械设计水润滑陶瓷径向滑动轴承全包容结构刖声新型陶瓷材料以其高硬度、高强度、抗腐蚀和低密度，以及优异的化学

5、稳定性和高温下优良的力学性能等优点，正在逐渐被人们认识，尤其作为耐磨损、抗腐蚀的水润滑滑动轴承材料，有着传统金属轴承第9分会场落实科学发展观，振若装备制造业j”无可比拟的优势。但在使用过程中发现，不同陶瓷材料组成的摩擦副在水润滑情况下的摩擦磨损特性是不同的；同时轴承结构也是非常重要的影响因素。目前虽然已有一些这方面的研究，但对于大直径、大功率、高转速水润滑陶瓷径向滑动轴承的研究还未见报道。本文就此种轴承在陶瓷材料摩擦副及轴承结构方面进行了比较和研究，并得出重要的结论，从而为水轮机、钻探涡轮机、矿石湿选装置、海流发电机、

6、石油化工等行业及耐腐蚀等特殊场合提供了一个性能优良且绿色环保的水润滑陶瓷轴承；不仅丰富了水润滑陶瓷径向滑动轴承的研究系统，也为今后水润滑陶瓷滑动轴承的研究提供了参考数据与理论依据。一、水润滑陶瓷轴承的台架设计及实验台架试验用功率为4kW的异步电机为动力，总装图如图1所示。图1实验用台架的总装图1一盒属轴2一陶瓷轴砸3一杠杆4一压力表5一话骞6一金属外套'一瞄瓷轴套8一盘属村套装配图的最上面是油缸结合体。在压力表的指示下，利用外压力将油压人腔内，并且通过连杆将压力传导给下面的轴套及轴颈，为实验提供所需的负载。下部是水箱，

7、轴套、陶瓷轴颈以及轴被固定其中。二、水润滑陶瓷滑动轴承实验及分析本实验参考金属摩擦副配对的基本原则，综合当前研究人员的研究成果，考虑到非氧化物陶瓷相对氧化物陶瓷作为水润滑轴承材料的优势，选用非氧化物陶瓷SiC和Si，N。作为水润滑陶瓷轴承的材料进行实验研究。(一)Si，N。轴套／sic轴颈的实验及分析1．实验材料选择由陶瓷材料的特性可知，SiC硬度高且不易加工，从加工难易程度考虑，轴相对轴套较易加工，因此轴选用SiC材料．轴套选用si，N。材料。2．实验现象与分析实验时轴套与轴颈之间的问隙是50Fm，载荷较低时属于跑台

8、阶段，跑合B,}I'H7为8h40m[n，跑台结束174以科学发展观促进科技创新(中)后开始测量电流，以考察负载的情况。变频器在0～100Hz连续变化时，为恒扭矩输出，在100Hz以上时为恒功率输出。实验中出现了闽车现象。闷车后用手试着盘动皮带轮时，发现轴与轴套抱死；经过一段时间，待系统温度下降后，再次试着盘动带轮，发现轴又可灵活