水泵導(dǎo)軸承用聚甲醛耐磨復(fù)合材料及其摩擦學(xué)特性研究.pdf

1、水泵導(dǎo)軸承是水泵的核心零件，直接關(guān)系到水泵的運(yùn)行效果好壞和節(jié)能效率高低，也關(guān)系到水泵的正常使用壽命。隨著水泵向大型化、精密化方向發(fā)展，轉(zhuǎn)子部件的不平衡徑向力逐漸增大，徑向跳動(dòng)減小，對(duì)水潤(rùn)滑軸承材料的承載能力、減摩性、耐磨性、抗腐蝕性和保證潤(rùn)滑水膜可靠性等提出了具有更高的要求。本文試圖研制新型水泵導(dǎo)軸承用聚甲醛基耐磨復(fù)合材料，并對(duì)其力學(xué)性能、承載能力、摩擦學(xué)性能和磨損機(jī)理進(jìn)行研究，為其應(yīng)用提供第一手資料。本文的研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論如下:

2、r>　　1、采用雙螺桿擠出-注射成型方法制備了PTW/POM和PTFE/PTW/POM復(fù)合材料，研究了PTW和PTFE對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:適量的PTW有利于提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，10％PTFE的加入可改善材料的摩擦學(xué)性能;采用10％PTW、10％PTFE改性POM，其綜合性能最佳。
　　2、POM復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能與其摩擦配幅材質(zhì)和摩擦介質(zhì)密切相關(guān)。在3Cr13、45鋼和Gr15三種配幅

3、中，與45鋼的摩擦系數(shù)最小，磨損量最小;在清水、20號(hào)機(jī)油和5％含沙水三種介質(zhì)中，POM復(fù)合材料在機(jī)油中的摩擦系數(shù)最低、磨損量最小。而在5％含沙水中的摩擦系數(shù)是清水中的2.4倍，是機(jī)油中的7.3倍，其磨損量是清水中的17.5倍，是機(jī)油中的7.3倍。
　　3、通過(guò)對(duì)磨痕表面的SEM分析表明:摩擦介質(zhì)不同，POM復(fù)合材料的磨損機(jī)理也不同，在清水中以粘著磨損為主，在機(jī)油中也表現(xiàn)出輕微的粘著磨損，而在5％含沙水則表現(xiàn)為塑性變形和塑性斷裂。

4、
　　4、同時(shí)采用銷(xiāo)盤(pán)接觸式磨損試驗(yàn)機(jī)和環(huán)環(huán)接觸式磨損試驗(yàn)機(jī)（PV機(jī)）測(cè)試了POM和PTFE/PTW/POM復(fù)合材料的PV極限值，發(fā)現(xiàn)兩種方法均可行。其中，在銷(xiāo)盤(pán)接觸式連續(xù)加載摩擦實(shí)驗(yàn)條件下，POM的極限PV為310.5（N·m/s），PTFE/PTW/POM復(fù)合材料PV值為1898.5(N·m/s)，為POM的6.1倍。同時(shí)，在該種加載條件下，POM和PTFE/PTW/POM復(fù)合材料摩擦系數(shù)的變化趨勢(shì)不同，前者是呈周期性上升趨勢(shì)

5、，而后者整體呈下降趨勢(shì)，這與材料的組成、是否產(chǎn)生邊界磨損和三體磨損有關(guān);在環(huán)環(huán)式接觸連續(xù)加載摩擦實(shí)驗(yàn)條件下,POM的極限PV為109.9(N·m/s)，而PTFE/PTW/POM復(fù)合材料PV值為219.8（N·m/s），為POM材料的2倍。在該種加載條件下，POM與PTFE/PTW/POM復(fù)合材料的摩擦系數(shù)的變化趨勢(shì)類(lèi)似，都呈下降趨勢(shì)，但后者在高載下摩擦系數(shù)的數(shù)值更小、波動(dòng)范圍更窄，這與PTFE的添加而引起的轉(zhuǎn)移膜潤(rùn)滑效應(yīng)有關(guān)。