高分子材料的水润滑摩擦磨损特性_俞仲茜.pdf

高分子材料的水润滑摩擦磨损特性 俞仲 茜 序 受青 上 海材 研 究 所 抖 顾 海麟 黄 东明 有关 水润 滑材 料的研 究 , 前人 已做 了不少工 作 〔`一 名幻 。 根据使 用环 境来看 , 水 润滑 轴承 大 致 有两 种类 型 : 一种是 采用 水作 为润滑 冷却剂 的 , 如轧钢 机轴 承 ; 另一种 是轴承 本身处 于水 中工作 的 , 如 船 舰轴承 。 利 用水 润滑材 料取代 一般 青铜 、 巴 氏合金及 滚动轴承 , 轴承就可 不 用油 润滑从 而免 去一套 繁复 的密封 润滑 装置 。 通 常 使用 的水 润滑 轴承材料 有 铁 梨 木 、 硬 橡 胶 、 碳 一 石墨 、 布质 或 木质层 压塑料 等 。 但这些 材料 存在 着 诸如摩 擦系数 较高 、 ???损 率 大 、 、 , 承载能 力低 尺 寸稳定 性差 以及脱胶 分层 等等 缺点 对于某 些处在 vP 值及 环境 温度较高 的工 况 下 , 如潜 水深 井 电泵 , 水 轮泵 等的止 推轴 承来说 , 更难 满 足要求 。 本 研 究 旨在 寻 找一些摩 擦磨 损特 性 良好 的水 润滑 塑料 轴承材 料 , 选 定 了接近于实 物工 况 、 的参数 ( 例如滑 动 速度 负荷 、 润滑 水的 流量 以及水 温等 ) , 采用 三种 试验 机对 多种 塑料配 方 进行 了水润 滑下 摩擦磨 损特 性的研 究 。 一 、 机 理 众 所周 知 , 水 的粘度 仅为 油的 1/ 10 ~ l / 1 0。 , 这就 意味 着水 润滑摩 擦 副与 同样 条件 下 的 油润滑 摩擦 副相 比 , 势必经 常处 于边 界润滑 或混合 润滑状 态 。 此外 , 即使 同样处 于边界 润滑 情 况下 , 水润 滑 也与 油润滑有 所 不 同 。 因为 润滑 油在足 够高 的压力 与低的 剪切 率下 会 变成 易 于 剪切 的半 固体物 质 。 根据新 发 展的 弹性流体 动力 理论 证 明 , 润 滑油的 粘度 随压力的 增加 而 提高 , 故在摩 擦 副之 间所 形成 的 润滑 油膜足 以 承受 界 面间的 载荷 , 这样 就有可 能避 免摩擦 副 以固体 一 固体来传 递 压力 , 即避 免 了 固体与 固体 的直 接接触 , 从 而最大 程 度地 减少了磨损 。 然而 , 在 35 ~ 36 ℃ 以下 时 , 水 的 粘度随 压 力的增加 而 降低 , 当到 达一个最 低 点后 , 又随着 压 力的增 加而缓 慢上 升。 。〕 。 由此 , 我们 可 以设 想 , 水润 滑的 滑动摩 擦 副是不 存在弹 性 流 体 动 力过程 的 。 因此 , 水 润滑 轴承 必须在 边 界润滑 而又 得不到 弹 性流体 动力承 载的情 况 下 , 能具 有低的 摩擦 系数 与磨 损率 。 然 而 , 这并 不意 味着水 润滑 材料 的选 择是单 纯地 依 据材料 的 干 摩 擦 特 性 , 加 上适 当地 考虑水 的