PEEK材料摩擦性能及其水润滑轴承应用的可行性研究开题报告
2020-05-01 08:46:38
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1目的及意义在当今21世纪“节能减排”与“低碳经济”的社会发展趋势下,“环境友好型”与“绿色船舶”的理念已逐渐深入人心,各国船级社及海事组织相继发布相关条例和规范督促绿色船舶技术快速发展,避免海洋水资源遭受油泄露污染[1]。船舶尾管系统中的滑油泄露是造成水资源的主要来源,据统计:功率在880kw左右的船舶,其金属尾管润滑密封系统每一年的滑油泄露大于3t,全国水域航行的船舶数量约为20万艘以上,可以看出滑油泄漏量巨大,会对船舶航行环境及人类基本生存环境造成严重威胁。相比于以油作为润滑介质,以水作为润滑介质具有环境友好及来源丰富等优点,因此具有广阔应用前景的水润滑逐渐受到人们的关注和青睐,成为国内外相关领域竞相研究的热点[2-4]。
尾轴承作为船舶推进系统内部和外部动力系统交换的重要摩擦副部件,尾轴承的工作条件十分恶劣,既要承受螺旋桨转时的不均匀悬臂负荷及螺旋桨偶然碰到障碍物时的动力负荷,又要承受尾轴和螺旋桨重量及运转过程中可能发生的附加振动力,其工作性能的优劣直接关系船舶动力系统的能量损耗,从而影响船舶推进效率[5,6]。基于摩擦学角度,由于水润滑尾轴承相比于油润滑拥有更低的粘度,因此在运行过程中更难形成有效的水膜,导致水润滑轴承往往处于混合润滑与边界润滑状态,尤其是在低速重载的运行工况,因此,水润滑轴承材料本体的自润滑性能对于船舶动力系统能量效率的提升以及延长其使用寿命具有重要意义。
水润滑尾轴承常用的材料有铁梨木、橡胶、层压板等,但每种材料都存在自身的缺点而限制了其在水润滑尾轴承的大规模应用。因此开发出新型环保、性能优异的耐磨材料尤为重要,近年来基于高分子材料的改姓研究一直处于热点,peek材料具有优异的机械力学性能,但现有关于peek材料的研究报告主要集中在航空航天方面,针对其在水润滑领域的应用与研究较少,基于此,本毕业设计针对peek材料在水润滑条件下进行基础性研究与分析,尝试在现行军标参数标准下对peek材料进行摩擦磨损试验,根据摩擦系数、磨损量、磨损形貌等摩擦学信息参数对其摩擦性能进行多角度、多层次分析,旨在为peek材料在水润滑轴承领域的潜在应用性进行评估与分析,同时,也为研发出性能更为优异的peek材料提供试验依据。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
利用cbz-1船舶轴系摩擦磨损试验机开展peek摩擦磨损试验,试验机实物图如图1所示按照军标进行试验参数设定,研究转速、载荷等工况因素对其摩擦学性能影响,以期对其在水润滑轴承应用的可行性进行分析与评价,试验过程中磨擦系数利用labview系统进行监测与采集,利用扫描电镜观察试样试验后表面形态,通过表面轮廓仪对试验表面形貌参数进行测量,试验后磨损量利用精密天平进行测量。通过对试样摩擦系数、表面形态、表面形貌参数、磨损量等摩擦学信息采集,定性定量的分析peek摩擦磨损性能[15,16]。
3. 研究计划与安排
1~3 周 :查阅相关资料完成开题报告;
4~5 周 :完成相应的文献综述和外文翻译;
4. 参考文献(12篇以上)
4.参考文献
[1]刘凯.复合超高分子量聚乙烯水润滑尾轴承材料摩擦学研究[d]. 武汉理工大学,2014.32