丁腈橡膠水潤滑軸承材料磨損機(jī)理與壽命評估

1 緒論

1．1 船舶軸系構(gòu)成

1．2 船舶水潤滑尾軸承

1．3 水潤滑橡膠尾軸承結(jié)構(gòu)特點

1．3．1 長徑比

1．3．2 摩擦面形狀

1．3 3水槽形式

1．3．4 橡膠層厚度

1．3．5 橡膠層硬度

1．4 水潤滑橡膠尾軸承的摩擦學(xué)問題以及研究意義

1．5 水潤滑橡膠尾軸承摩擦學(xué)行為研究現(xiàn)狀

1．5．1 潤滑機(jī)理

1．5．2 材料改性

1．5．3 摩擦振動噪聲

1．5．4 磨損壽命

1．5．5 面臨的挑戰(zhàn)

參考文獻(xiàn)

第2章 水潤滑橡膠尾軸承潤滑和壽命評估理論

2．1 水潤滑橡膠尾軸承的潤滑基礎(chǔ)

2．1．1 潤滑水膜的建立

2．1．2 潤滑狀態(tài)的轉(zhuǎn)化

2．1．3 結(jié)構(gòu)對潤滑狀態(tài)的影響

2．2 水潤滑橡膠尾軸承壽命評估理論

2．2．1 載荷譜

2．2．2 斷裂力學(xué)分析

2．2．3 疲勞壽命

2．2．4 老化壽命

2．3 水潤滑橡膠尾軸承磨損壽命影響因素分析

2．3．1 磨損特性曲線

2．3．2 載荷

2．3．3 轉(zhuǎn)速

2．3．4 磨粒

2．3．5 結(jié)構(gòu)

2．3．6 溫度

2．3．7 軸系校中狀態(tài)

2．3．8 螺旋槳自重

2．4 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章 水潤滑條件下丁腈橡膠軸承材料的摩擦學(xué)性能

3．1 材料與試驗

3．1．1 試驗材料

3 1．2 試驗設(shè)計

3．1．3 試驗測試

3．2 試驗結(jié)果與分析

3．2．1 摩擦系數(shù)

3．2．2 磨損率

3．2．3 表面形貌

3．3 丁腈橡膠銷與不銹鋼配副的摩擦磨損機(jī)理分析

3．3．1 摩擦力的形成

3．3．2 潤滑過程分析

3．3．3 磨損過程分析

3．4 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第4章 含沙水介質(zhì)中丁腈橡膠軸承材料的摩擦學(xué)性能

4．1 沙粒濃度對丁腈橡膠水潤滑尾軸承材料摩擦學(xué)性能的影響

4．1．1 材料與試驗

4．1．2 試驗結(jié)果與分析

4．2 沙粒粒徑對丁腈橡膠水潤滑尾軸承材料摩擦學(xué)性能的影響

4．2．1 材料與試驗

4．2．2 試驗結(jié)果與分析

4．3 泥沙環(huán)境下的磨損機(jī)理分析

4．3．1 沙粒粒徑對摩擦過程的影響

4．3．2 含沙水質(zhì)環(huán)境下的磨損過程

4．4 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第5章 熱老化對丁腈橡膠軸承材料摩擦學(xué)性能的影響

5．1 丁腈橡膠熱老化機(jī)理分析

5．1．1 丁腈橡膠的結(jié)構(gòu)與性能

5．1．2 老化方式

5．1．3 橡膠的熱老化機(jī)理分析

5．2 熱老化對丁腈橡膠摩擦學(xué)性能的影響

5．2．1 材料與試驗

5．2．2 試驗結(jié)果

5．2．3 影響機(jī)理分析

5．3 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第6章 二硫化鉬納米顆粒改性丁腈橡膠軸承材料

6．1 二硫化鉬簡介

6．1．1 二硫化鉬基本性質(zhì)

6．1．2 二硫化鉬基本結(jié)構(gòu)

6．1．3 二硫化鉬的制備

6．1．4 二硫化鉬的潤滑性能及其應(yīng)用

6．2 丁腈橡膠水潤滑軸承材料的改性以及合成

6．2．1 設(shè)計原則

6．2．2 制備工藝

6．3 改性丁腈橡膠材料力學(xué)性能分析

6．4 二硫化鉬納米顆粒對改性丁腈橡膠摩擦學(xué)性能的影響

6．4．1 摩擦系數(shù)分析

6．4．2 磨損量分析

6．4．3 磨損形貌分析

6．4．4 臨界噪聲分析

6．4．5 片狀和球狀二硫化鉬納米顆粒對機(jī)械性能的影響

6．4．6 片狀和球狀二硫化鉬納米顆粒對潤滑性能的影響

6．4．7 片狀和球狀二硫化鉬納米顆粒對耐磨性能的影響

6．4．8 片狀和球狀二硫化鉬納米顆粒對摩擦噪聲的影響

6．5 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第7章 丁腈橡膠水潤滑軸承的壽命評估

7．1 丁腈橡膠的磨損

7．1．1 磨損的定義

7．1．2 磨損的分類

7．1．3 磨損率的表征

7．1．4 丁腈橡膠磨損的基本特性

7．1．5 丁腈橡膠磨損的分析方法

7．2 丁腈橡膠水潤滑軸承的磨損數(shù)學(xué)模型

7．2．1 均值法

7．2．2 可靠性磨損壽命

7．2．3 模糊可靠性

7．2．4 半經(jīng)驗公式

7．2．5 案例分析

7．3 丁腈橡膠摩擦功磨損預(yù)測

7．3．1 摩擦功磨損理論

7．3．2 老化條件對磨損量的影響規(guī)律

7．3．3 基于摩擦功的壽命預(yù)測模型

7．3．4 應(yīng)用示例

7．4 基于二參數(shù)威布爾分布的丁腈橡膠水潤滑軸承可靠性壽命模型

7．4．1 威布爾分布模型

7．4．2 基于極大似然估計法的威布爾分布參數(shù)估計

7．4．3 模擬試驗和數(shù)據(jù)分析

7．4．4 評估實例

7．5 丁腈橡膠水潤滑軸承疲勞壽命評估

7．5．1 評估實例

7．5．2 MSC．Parran建模

7．5．3 MSC．Fatlgue分析與疲勞壽命

7．6 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)2100433B

《丁腈橡膠水潤滑軸承材料磨損機(jī)理與壽命評估》針對廣泛應(yīng)用的水潤滑橡膠尾軸承在船舶軸系運行過程中所面臨的摩擦學(xué)問題，在總結(jié)作者研究水潤滑橡膠尾軸承的摩擦磨損機(jī)理、潤滑性能提升以及磨損壽命評估等方面成果的基礎(chǔ)上，重點闡述了船舶水潤滑橡膠尾軸承發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)，研究了水潤滑、含沙水質(zhì)等條件下橡膠軸承材料的摩擦學(xué)性能，分析了熱老化對橡膠軸承材料摩擦磨損機(jī)理的影響，開展了二硫化鉬納米顆粒對丁腈橡膠材料的改性研究，實現(xiàn)了水潤滑橡膠尾軸承磨損壽命評估。

《丁腈橡膠水潤滑軸承材料磨損機(jī)理與壽命評估》內(nèi)容新穎，理論與實踐相結(jié)合，具有較強(qiáng)的實用性與指導(dǎo)性，可作為高等院校船舶與海洋工程、交通運輸工程、動力工程、機(jī)械工程等專業(yè)的研究生教材和相關(guān)專業(yè)老師的教學(xué)和科研參考書，也可作為從事相關(guān)領(lǐng)域工作的工程技術(shù)和研究人員的參考書。

《水潤滑軸承的摩擦磨損性能及潤滑機(jī)理的研究》（Study on friction and wear property and lubricant mechanism of water lubricated bearing）是重慶大學(xué)2002年授予陳戰(zhàn)學(xué)位的論文，指導(dǎo)為秦大同、王家序。

學(xué)科專業(yè)

機(jī)械設(shè)計與理論

學(xué)位級別

d 2002n

關(guān)鍵詞

軸承 水潤滑軸承 摩擦 磨損 潤滑

館藏號

TH133

唯一標(biāo)識符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002548893

館藏目錄

2004\TH133\11 2100433B

表面疲勞磨損形成的原因，按照疲勞裂紋產(chǎn)生的位置，目前存在兩種解釋。

磨損裂紋從表面上產(chǎn)生

摩擦副兩對偶表面在接觸過程中，由于受到法向應(yīng)力和切應(yīng)力的反復(fù)作用，必然引起表層材料塑性變形而導(dǎo)致表面硬化，最后在表面的應(yīng)力集中源（如切削痕、碰傷、腐蝕或其它磨損的痕跡等）出現(xiàn)初始裂紋，如圖1所示，該裂紋源以與滾動方向小于45°的傾角由表向內(nèi)擴(kuò)伸。當(dāng)潤滑油楔入裂紋中后，若滾動體的運動方向與裂紋方向一致，當(dāng)接觸到裂口時，裂口封住，裂紋中的潤滑油則被堵塞在裂紋內(nèi)，因滾動使裂紋內(nèi)的潤滑油產(chǎn)生很大壓力將裂紋擴(kuò)展，經(jīng)交變應(yīng)力重復(fù)作用，裂紋發(fā)展到一定深度后則成為懸臂梁形狀，在油壓作用下材料從根部斷裂而在表面形成扇形的疲勞坑，造成表面疲勞磨損，這種磨損稱為點蝕。點蝕主要發(fā)生在高質(zhì)量鋼材以滑動為主的摩擦副中，這種磨損的裂紋形成時間很長，但擴(kuò)展速度十分迅速。

磨損裂紋從表層下產(chǎn)生

兩點（或線）接觸的摩擦副對偶表面，最大壓應(yīng)力發(fā)生在表面，最大切應(yīng)力發(fā)生在距表面0. 786a (a是點或線接觸區(qū)寬度的一半）處。在最大切應(yīng)力處，塑性變形最劇烈，且在交變應(yīng)力作用下反復(fù)變形，使該處材料局部弱化而出現(xiàn)裂紋。裂紋首先順滾動方向平行于表面擴(kuò)展，然后分叉延伸到表面，使表面材料呈片狀剝落而形成淺凹坑，造成表面疲勞磨損，這種磨損常稱為鱗剝。若在表層下最大切應(yīng)力處附近有非塑性夾雜物等缺陷，造成應(yīng)力集中，則極易早期產(chǎn)生裂紋而引起疲勞磨損，這種表面疲勞磨損主要發(fā)生在以滾動為主的一般質(zhì)量的鋼制摩擦副中。這種磨損的裂紋形成時間較短，但裂紋擴(kuò)展速度較慢。這種從表層下產(chǎn)生裂紋的疲勞磨損通常是滾動軸承的主要破壞形式。

滾動接觸疲勞磨損要經(jīng)過一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)之后才發(fā)生明顯的磨損，并很快形成較大的磨屑，使摩擦副對偶表面出現(xiàn)凹坑而喪失其工作能力；而在此之前磨損極微，可以不計。這與粘著磨損和磨粒磨損從一開始就發(fā)生磨損并逐漸增大的情況完全不同。因此，對滾動接觸疲勞磨損來說，磨損度或磨損率似乎不是一個很有用的參數(shù)，更有意義的是表面出現(xiàn)凹坑前的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。

中文名稱

自潤滑軸承材料

英文名稱

selflubricating bearing material

定　　義

不外加潤滑劑而呈現(xiàn)低摩擦系數(shù)的軸承固體材料。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級學(xué)科），機(jī)械零件（二級學(xué)科），滑動軸承（三級學(xué)科）