摘 要

随着人们的环保意识逐步增强，水润滑橡胶尾轴承由于其无需加入润滑油进行润滑的特点和其良好的使用性能越来越被人们接受，越来越多的船舶使用橡胶材质的水润滑尾轴承。本文通过将丁腈橡胶在清水和不同颗粒度的泥沙中进行试验研究，并对所得到的数据进行处理，从而研究了清水环境下压力和转速对丁腈橡胶的摩擦学性能的影响，以及泥沙环境下压力对丁腈橡胶的摩擦学性能产生的影响。并将两者对比，进一步研究了泥沙对丁腈橡胶在摩擦时产生的摩擦学性能影响。本文结构如下：

第一章：绪论。这一部分主要介绍了研究的目的，各种材质的尾轴承所具有的不同的特点以及国内外的研究发展现状。

第二章：这一部分介绍了试验相关仪器和试验前的准备以及试验的主要步骤。

第三章：对清水环境下的试验数据进行处理分析，并作出曲线图说明压力和转速对试验中摩擦系数产生的影响，观察表面形貌分析丁腈橡胶试件磨损情况。

第四章：对泥沙环境下的试验数据进行处理分析，并作出曲线图说明压力和泥沙颗粒度对试验中摩擦系数产生的影响，观察表面形貌分析丁腈橡胶试件磨损情况。

第五章：总结与展望。对本文进行总结，提出新的研究发展方向。

关键词：水润滑；橡胶尾轴承；泥沙颗粒度；摩擦性能

Abstract

As people's awareness of environmental protection gradually enhanced, water-lubricated rubber stern tube bearing was accepted by people due to their working without lubricating oil and favorable usability performances. More and more ships choose water-lubricated rubber stern tube bearing. In this paper, the influences of pressure and rotating speed on friction performances by rubber friction test were discussed. We also can discuss the influence of silt's granularity on friction performance. Comparing and analyzing those friction tests, the influence of silt on friction performance were obtained. The structure of this article is as follows:

Chapter 1:The purpose of the study and the characteristics of different kinds of material was introduced . Then we introduce the research achievements from different countries.

Chapter 2:This part mainly describes the laboratory apparatus, the preparing before test and major step of test.

Chapter 3: The data from water test was analyzed., Graphs were drawn to discuss the influence of pressure and rotating speeds on friction performances. And the wear degrees were obtained by observing surface topographies of worn surfaces.

Chapter 4: The data from silt-water test was analyzed, we drew graphs to discuss the influence of silt on friction performances. Then analyzed the wear degree of rubber by observing surface topographies.

Chapter 5:Summary and outlook. The summary of the thesis. And the new research directions were proposed.

Keywords: Water-lubricated；Rubber stern tube bearing；Sediment particle size；Friction performance

目 录

第1章 绪论 1

1.1论文背景及研究意义 1

1.2国内外尾轴承研究现状 1

1.2.1水润滑尾轴承材料的应用研究 2

1.2.2橡胶水润滑尾轴承鸣音及振动研究 2

1.2.3目前存在的不足 3

1.3研究方向 3

1.4研究内容 4

1.5小结 4

第2章 试验材料、试验仪器和试验步骤 5

2.1试验材料的制备 5

2.2试验仪器的准备 5

2.21试验环境的模拟 5

2.22试验仪器的介绍 5

2.3试验基本内容 6

2.31试验的分组 6

2.3.2试验前测量 6

2.3.3试验过程 7

2.4试验后的测量 8

2.5小结 8

第3章 清水环境下转速及负载对水润滑尾轴承的摩擦性能影响 9

3.1摩擦系数相关介绍 9

3.2清水环境下的数据分析 9

3.2.1实时摩擦系数分析 9

3.2.2清水水润滑尾轴承磨损状况分析 16

3.23清水水润滑尾轴承表面形貌分析 17

3.3小结 19

第4章 泥沙环境下泥沙颗粒度对水润滑尾轴承的摩擦性能影响 20

4.1泥沙环境下的实时数据分析 20

4.2泥沙环境水润滑尾轴承磨损状况分析 21

4.3泥沙环境下水润滑尾轴承表面形貌分析 22

4.4小结 24

第5章 结论与展望 25

5.1结论 25

5.2展望 25

参考文献 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1论文背景及研究意义

螺旋桨在船舶航行中的地位是举足轻重的，而螺旋桨与船舶是通过船舶的艉轴来连接的。而艉轴安装在尾轴承和前轴承这两个轴承上。相比于前轴承，尾轴承由于其与水相接处的工作条件，使得其工作条件和工作情况更加复杂，更值得我们去研究。

尾轴承的种类主要分为水润滑轴承和非水润滑轴承。一些船舶使用的是金属材质的尾轴承，这种尾轴承的润滑主要是靠润滑油作为润滑剂，虽然在应对润滑油的泄露时，尾轴承制造商都会对尾轴承的结构进行一些特殊的结构设计，以此来防止润滑油的泄露。但是不可避免的是，润滑油还是会从尾轴承或多或少的泄露进入大海。由于润滑油的成本上涨以及人们对环保的意识越来越强，这使得这种金属材质的油润滑轴承逐渐退出了船舶尾轴承的使用。取而代之的则是水润滑尾轴承。