尾軸承是船舶推進(jìn)系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐、易損部件,其性能的可靠性直接影響船舶的安全性和經(jīng)濟(jì)性。作為船舶的運(yùn)動(dòng)部件,磨損導(dǎo)致的失效是尾軸承的主要損壞形式,研究尾軸承的摩擦磨損特性,并對(duì)其壽命做出預(yù)測(cè)具有重要的工程和實(shí)際意義。本文以塑料、樹(shù)脂纖維和橡膠材料作為研究對(duì)象,著重分析3種材料制成的尾軸承在不同載荷、不同轉(zhuǎn)速、不同潤(rùn)滑條件下的摩擦磨損機(jī)理,通過(guò)對(duì)比分析摩擦系數(shù)、磨損量、表面形貌等信息推測(cè)聚合物尾軸承在不同工況下的磨損形式;運(yùn)用激光干涉表面輪廓儀和VHX-2000超景深三維顯微鏡觀測(cè)磨損后試樣的表面特征,為理論分析提供依據(jù);用正交試驗(yàn)的數(shù)學(xué)方法探究了材料、載荷、轉(zhuǎn)速對(duì)磨損的影響強(qiáng)度;基于威布爾分布和極大似然估計(jì)等數(shù)學(xué)方法建立了水潤(rùn)滑聚合物尾軸承的可靠性壽命經(jīng)驗(yàn)公式。本文首先根據(jù)尾軸承的實(shí)際運(yùn)營(yíng)工況設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)在CBZ-1摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和SSB-100試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行,選取塑料、樹(shù)脂纖維、橡膠材料和鑄銅作為摩擦副,分水潤(rùn)滑和干摩擦兩種潤(rùn)滑狀態(tài)分析了不同材料、不同載荷、不同轉(zhuǎn)速下摩擦系數(shù)和磨損量的變化規(guī)律,并探究了摩擦系數(shù)和磨損量變化的原因。結(jié)果表明:塑料材料的摩擦磨損性能最好,樹(shù)脂纖維材料次之,橡膠材料的摩擦磨損性能最差。運(yùn)用正交試驗(yàn)的數(shù)學(xué)方法探究了水潤(rùn)滑狀態(tài)下材料、轉(zhuǎn)速、載荷3種試驗(yàn)因素對(duì)磨損量影響程度的大小,結(jié)果表明3種因素對(duì)尾軸承的磨損量均無(wú)顯著影響,其影響程度由大到小分別是材料、轉(zhuǎn)速和載荷。結(jié)合磨損后摩擦副的表面形貌觀測(cè),分析了不同工況下尾軸承的主要磨損形式,結(jié)果表明水潤(rùn)滑的狀態(tài)下3種材料的磨損形式較為穩(wěn)定,干摩擦的狀態(tài)下磨損形式與材料、載荷、轉(zhuǎn)速均有密切關(guān)系�；谕紶柗植冀⒘怂疂�(rùn)滑聚合物尾軸承可靠性壽命的評(píng)估公式,結(jié)果表明故障分布函數(shù)與經(jīng)驗(yàn)故障分布函數(shù)擬合較好,可實(shí)際應(yīng)用于水潤(rùn)滑聚合物尾軸承平均壽命、額定壽命和中位壽命的評(píng)估,為水潤(rùn)滑聚合物尾軸承的安全維護(hù)提供了理論支持。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：U664.21
【部分圖文】：

潤(rùn)滑尾軸承簡(jiǎn)介承是船艦推進(jìn)系統(tǒng)中的重要構(gòu)成，它支撐著螺旋槳軸，其平耐久性對(duì)船舶的航行安全、高隱蔽性能以及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用產(chǎn)生極軸系運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性有所欠缺，且施加于軸承的附加載荷極其旋槳自身重力以及水對(duì)螺旋槳的反向作用力，導(dǎo)致軸承承受，使得局部載荷過(guò)大，產(chǎn)生應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致極易發(fā)生振環(huán)境（海水的腐蝕性、含砂水質(zhì)等）使得船舶尾軸承的運(yùn)行的粘度較低，使得船舶尾軸承在低轉(zhuǎn)速的情況下難以形成有得尾軸承與尾軸之間容易產(chǎn)生極為嚴(yán)重的摩擦磨損[1]。聚合物船艦尾軸承中不可或缺的一類(lèi)，具有良好的自潤(rùn)滑性能、耐和經(jīng)濟(jì)性能，被廣泛地運(yùn)用于船舶尾管軸承承載系統(tǒng)，它在如圖 1-1 所示。

±0.2％）、不同潤(rùn)滑介質(zhì)（水潤(rùn)滑，干摩擦，泥沙工況）等試驗(yàn)工況。圖 2-1（b）是該實(shí)驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，試驗(yàn)時(shí)尾軸承式樣固定在承載盤(pán)上處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)磨銅盤(pán)在變頻電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，通過(guò)試驗(yàn)機(jī)底部的電動(dòng)渦輪蝸桿升降機(jī)控制承載盤(pán)的升降，粗調(diào)接觸壓力，通過(guò)搖把細(xì)調(diào)接觸壓力。試驗(yàn)過(guò)程每 5 秒自動(dòng)采集一次轉(zhuǎn)速、扭矩、載荷、功率、摩擦系數(shù)的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)完畢后可導(dǎo)出數(shù)據(jù)的Excel 表格進(jìn)行分析處理。

圖 2-2 SSB-100 水潤(rùn)滑尾軸承試驗(yàn)臺(tái)架水溫控制設(shè)備轉(zhuǎn)速、載荷和潤(rùn)滑介質(zhì)對(duì)水潤(rùn)滑尾軸承摩擦磨中聚合物式樣與對(duì)磨銅盤(pán)在對(duì)磨的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)下尾軸承摩擦產(chǎn)生的熱量會(huì)被潤(rùn)滑介質(zhì)帶走，設(shè)備摩擦產(chǎn)生的熱量會(huì)不停的集聚，最終或許結(jié)果。為了最大程度上模仿實(shí)船水潤(rùn)滑尾軸承引入水溫控制設(shè)備極有必要。用的水溫控制設(shè)備是武漢理工大學(xué)可靠性工程示。它能在 CBZ-1 船舶軸系摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)運(yùn)定的溫度范圍內(nèi)。工程實(shí)際上我國(guó)的常溫是 2的溫度，如循水溫度（自然水溫），本課題中的

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2812133