【分　 类】 机械与建筑工程
【关 键 词】 水润滑轴承 尼龙 超分子量聚乙烯 赛龙材料 飞龙材料
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正文：

　　0.25

　　A4

　　aluminium bronze

　　roughly ground surface Ra=2.5μm

　　12

　　5

　　1850

　　2.54

　　2.12×10-4

　　0.29

　　A5

　　aluminium bronze

　　finely ground surface Ra=2.5μm

　　12

　　5

　　1850

　　2.21

　　1.84×10-4

　　0.31

　　B1

　　sintered graphite bronze

　　original surface

　　12

　　5

　　1850

　　t:0.410

　　b:0.517

　　t: 0.34×10-4

　　b: 0.43×10-4

　　start:0.10

　　max:0.35

　　regime:0.30

　　B2

　　sintered graphite bronze

　　original surface

　　24

　　5

　　1850

　　t:0.648

　　b:1.512

　　t: 0.54×10-4

　　b: 1.26×10-4

　　start:0.10

　　max:0.23

　　regime:0.20

　　B3

　　sintered graphite bronze

　　original surface

　　12

　　1

　　750

　　t:0.633

　　b:0.671

　　t: 0.53×10-4

　　b: 0.56×10-4

　　start:0.15

　　max:0.30

　　regime:0.30

　　B4

　　sintered graphite bronze

　　original surface Ra=0.91μm

　　12

　　5

　　1850

　　t:0.124

　　b:0.136

　　t: 0.10×10-4

　　b: 0.11×10-4

　　start:0.15

　　max:0.32

　　regime:0.30

　　B5

　　sintered graphite bronze double grooved

　　original surface Ra=0.75μm

　　12

　　5

　　1850

　　t:0.169

　　b:0.254

　　t: 0.14×10-4

　　b: 0.21×10-4

　　start:0.15

　　max:0.34

　　regime:0.26

　　C1

　　lamellar cast iron

　　original surface

　　12

　　5

　　1850

　　0.136

　　—

　　start:0.25

　　max:0.54

　　regime:0.50

　　C2

　　lamellar cast iron

　　ground surface Ra=0.88μm

　　12

　　5

　　1850

　　0.056

　　—

　　start:0.25

　　max:0.54

　　regime:0.46

　　D1

　　nodular cast iron

　　original surface

　　12

　　5

　　1850

　　0.237

　　—

　　start:0.14

　　max:0.56

　　regime:0.55

　　D2

　　nodular cast iron

　　ground surface Ra=0.70μm

　　12

　　5

　　1850

　　0.053

　　—

　　start:0.11

　　max:0.55

　　regime:0.55

　　E1

　　PETP

　　original surface

　　12

　　5

　　1850

　　0.144

　　0.12×10-4

　　start:0.09

　　max:0.26

　　F1

　　PA

　　original surface

　　12

　　5

　　1850

　　0.109

　　0.09×10-4

　　start:0.08

　　max:0.26

　　F2

　　PA

　　simulated surface

　　12

　　5

　　3763

　　0.053

　　0.03×10-4

　　0.16

　　F3

　　PA

　　simulated surface

　　12

　　5

　　3756

　　0.075

　　0.06×10-4

　　0.19

　　F4

　　PA

　　simulated surface

　　12

　　5

　　3247

　　0.082

　　0.07×10-4

　　0.19

　　F5

　　PA

　　simulated surface

　　12

　　5

　　3920

　　0.073

　　0.06×10-4

　　0.20

　　3.3.4 聚氨酯弹性体

　　聚氨酯弹性体具有耐磨、耐撕裂、抗刺穿、与金属的粘结性能好、减震能力强等优异的性能，在许多工业耐磨、减震领域得到了广泛的应用，也取得了比较理想的效果[24]。

　　国内曾经在渔船尾轴承大量应用聚氨酯水润滑轴承[25]，通过对聚氨酯和橡胶的对比研究，得出如表6所示结果，聚氨酯的机械强度，耐温耐腐蚀性能、耐磨性能均高于橡胶。尤其是磨耗指标是橡胶的五倍，使用寿命远远超过橡胶，使用效果良好。

　　陈江明[26]采用复合聚氨酯弹性材料作水润滑轴承内衬，保护套为金属材料，大大提高了轴承的负载能力且有效地减小了摩擦力，提高耐磨性和抗冲击性。

　　表6：聚氨酯的物化指标[25]

　　材质

　　项目名称

　　聚氨酯(聚已内脂型)

　　橡胶

　　硬度(邵氏A)

　　80-100

　　36-100

　　扯断强度(Mpa)

　　20-56

　　5-10

　　磨耗(CC/1.61KM)

　　≦0.02

　　0.1-6.9

　　老化系数(76℃×48小时)

　　>0.94

　　≧0.8

　　耐酸碱系数

　　>0.92

　　>0.8

　　最高使用温度(℃)

　　120

　　90

　　最低使用温度(℃)

　　-58

　　-30

　　3.3.5 超高分子量聚乙烯

　　超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，是分子量100万-400万的聚乙烯。超高分子量聚乙烯是一种新型工程塑料，具有耐磨损性能、抗冲击性能、自润滑性能以及低的吸水性能。并且无毒性、无污染、可再循环回收利用等环保特点;有文章称：美国军方已经运用了整体式超高分子量聚乙烯水润滑轴承[27]，但是，其引用的文献[28]，目前还无法考证。

　　图5 摩擦系数和磨损率变化趋势图[29]

　　国内已经有研究[29]发现(图5)，添加石墨和碳纤维的超高分子量聚乙烯是一种可以应用于低速条件下的水润滑轴承材料，长期运行的摩擦系数可以达到0.03。

　　4 发展趋势和研究方向

　　水是一种低粘度液体，而润滑液膜的承载能力与粘度成正比，与膜厚的平方成反比，因此，用水作为润滑剂不易形成水膜，有时不能产生流体润滑效果，造成水润滑轴承承载能力比较低，而且很有可能在非流体摩擦工况下工作，容易产生轴瓦与轴颈的直接接触而发生摩擦磨损。因此，水润滑轴承材料的性能是决定其工作性能和使用寿命的一个重要因素。目前，我国关键的水润滑轴承基本都被国外产品垄断，对于产业发展特别是军工产品提升性能十分不利，同时也对国家安全构成一定威胁。发展自主知识产权的水润滑材料、开发相关产品非常必要。

　　针对以水作为工作介质的水润滑轴承研究和应用急需在以下方向取得突破：

　　1)水润滑机理研究。由于水润滑轴承开多个水道槽，其流体力学模型的建立比较复杂，目前对其润滑机理的研究还没有取得重大突破。

　　2)水润滑轴承在含泥沙水质、高比压、边界润滑和干摩擦等工况条件下的摩擦磨损特性与润滑机理及减摩方法研究;

　　3)适用于含沙水质、边界润滑、干摩擦和高比压等工况下的水润滑轴承材料配方、结构研究，包括：改性橡胶、酚醛基复合材料、新型尼龙、特殊聚胺脂、丙烯酸酯橡胶(ACM)、UHMWPE等水润滑轴承材料;

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