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一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法及系统与流程
2023年12月13日 产品中心
技术参数

  1.本发明涉及大型船舶推进系统试验技术领域,具体涉及一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法及系统

  2.大型船舶用水润滑轴承承受载荷大,极限环境工况恶劣,其在使用的过程中有可能会出现烧焦

  高分子板条材料是水润滑轴承的关键零部件,其与轴组成摩擦副,实现轴承的承载和耐磨损功能

  大型船舶用水润滑轴承的整机性能的实现离不开高性能高分子轴瓦板条材料的支撑

  3.现有技术的水润滑轴承板条材料性能测试方法,测试方案较为单一,测试项目覆盖的参数较少,没办法实现板条材料性能的综合测量,测试数据的实际参考价值较低,随着大型船舶推进系统的持续不断的发展,越来越难以满足行业需求

  4.本发明要解决的技术问题是:针对现存技术的不足,提供一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法及系统,能够全面

  高效的测量塑料基水润滑轴承板条材料的综合性能,且测试结果准确,能够为大型船舶用水润滑轴承的设计提供确切依据

  7.本发明提供了一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法,包括如下步骤:

  ,压缩强度和压缩弹性模量测试,以恒定速率沿板条样件轴向施加压力载荷,直至所述板条样件形变超过预设值,根据测试过程中施加的压力载荷值和板条样件的形变量,计算出板条样件的压缩强度和压缩弹性模量;

  ,布氏硬度和泊松比测试,所述布氏硬度的测量通过将预设尺寸的硬质合金球安装预设试验力压入板条样件表面一段时间,然后根据压痕的直径查询布氏硬度标准表确定;

  10.所述泊松比的测量通过沿板条样件轴向施加拉力载荷,直至所述板条样件被拉断,然后根据测试过程中板条样件沿长度方向和宽度方向的形变量计算确定;

  ,剪切强度和冲击韧性测试,所述剪切强度测试包括:沿板条样件剪切方向施加均速剪切载荷,直至所述板条样件受剪面发生断裂,根据发生断裂时施加的剪切载荷及受剪面的尺寸,计算出板条样件的剪切强度;

  12.所述冲击韧性测试包括:在板条样件中部开设v形口,并在板条样件两端施加冲击载荷,直至所述板条样件发生断裂,根据板条样件发生断裂时施加的冲击载荷和所述v形口的尺寸,计算出板条样件的冲击韧性;

  动,并对所述轴承板条样件施加逐步增大的径向压力载荷,直至轴承板条样件温升超过预设值,然后根据测试过程中施加的最大径向压力载荷值和板条样件的尺寸,计算出板条样件的极限压力和

  ,水线胀系数和热线胀系数测试,将板条样件分别放入浸水工况和加热工况,然后根据浸水工况和加热工况下板条样件的尺寸变化,计算所述板条样件的水膨胀系数和热膨胀系数;

  ,耐盐雾和耐热老化测试,将板条样件分别暴露于含盐雾环境和高温环境中,然后分别记录多个预设时间段内含盐雾环境

  磨损量测试,将板条样件置于旋转摩擦轮正上方,同时对板条样件中心施加竖直向下压力载荷,并在不同的环境湿度工况下,分别检测旋转摩擦轮的摩擦力矩和板条样件的磨损质量

  中,所述板条样件为从待测水润滑轴承内随机挑选出的三个轴承板条,最终测试结果取三个板条样件测试结果的平均值

  m1为干态环境下旋转摩擦轮的摩擦力矩,r为旋转摩擦轮的半径,f为施加的竖直向下压力载荷;

  m2为湿态环境下旋转摩擦轮的摩擦力矩,r为旋转摩擦轮的半径,f为施加的竖直向下压力载荷;

  30.基于同一发明构思,本发明还提供了一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法系统,用于实现如上所述的塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法,主要包括:

  34.优选的,对于各向不同性的增强纤维塑料基板条材料,测试方法按照其平行布层方向和垂直布层方向分别进行测试

  本发明提供了一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法,考虑了水润滑轴承在整个产品生命周期内板条材料在力学

  热学和摩擦学等方面的性能要求,结合水润滑轴承的工作方式和使用特点,确定了板条材料在各方面的测试要求,能够全面

  高效的测量塑料基水润滑轴承板条材料的综合性能,且测试结果准确,能够为大型船舶用水润滑轴承的设计提供确切依据;

  本发明提供了一种塑料基水润滑轴承板条材料性能检测系统,其测出的试验数据,能够对水润滑轴承的受力分析计算

  冷装工艺设计等提供计算输入;且能够对采用不一样板条材料的水润滑轴承的功能

  38.图1为本发明实施例中塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法的流程图;

  39.图2为本发明实施例中塑料基水润滑轴承板条材料性能检测系统的示意图

  技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明

  应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明

  此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合

  42.实施例一,本实施例提供了一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法,具体测试过程如下:

  压缩强度和压缩弹性模量测试,压缩强度是衡量轴承板条材料静态承载能力的一个重要指标,压缩强度越大,轴瓦材料出现静力失效的可能性越低;压缩强度反映出轴承板条材料在承载方向受到压缩后的抗破坏能力;压缩弹性模量是衡量轴承板条材料的压缩

  性能高低的一个重要指标,能反映出轴承板条材料的压缩变形量,压缩模量越大,则变形量越小,对装配后,轴承承载时的工作间隙影响越小

  44.所述压缩强度和压缩弹性模量测试原理为:以恒定速率沿板条样件轴向施加压力载荷,直至所述板条样件形变超过预设值,根据测试过程中施加的压力载荷值和板条样件的形变量,计算出板条样件的压缩强度和压缩弹性模量

  ,板条样件安装,将所述板条样件竖直安装于试验机上,使板条样件中心轴与下压板的中心对准;

  p1为板条样件形变超过预设值时施加的压力载荷,s为板条样件的横截面积;

  布氏硬度和泊松比测试,布氏硬度直接反映出轴承板条材料的强度等其他力学性能;硬度与轴承板条材料的耐磨性具有直接关系;泊松比大小反映轴承板条材料材料横向与轴向变形的比值,侧面反映轴承在受到压载时,在周向上的膨胀量与轴向上的膨胀量比值

  52.所述布氏硬度测试的原理为:施加压力载荷将预设尺寸的碳化物合金球压入板条样件表面,经过预设时间后,卸除压力载荷,测量所述板条样件表面压痕的直径,然后根据所述压痕的直径查询布氏硬度标准表,确定板条材料的布氏硬度;

  54.所述泊松比测试的原理为:以恒定速率沿板条样件轴向施加拉力载荷,直至所述板条样件形变超过预设值,根据测试过程中板条样件沿长度方向和宽度方向的形变量,计算出板条样件的泊松比;

  剪切强度和冲击韧性测试,剪切强度反映轴承板条材料抵抗剪切滑动的能力,对轴承的抗疲劳性能有直接影响;冲击韧性反映轴承板条材料材料的抗冲击能力或判断材料的脆性和韧性程度

  57.所述剪切强度测试的原理为:沿板条样件剪切方向,施加均速剪切载荷,直至所述板条样件受剪面发生剪切破坏,根据剪切破坏时施加的剪切载荷及受剪面的尺寸,计算出板条样件的剪切强度;

  58.所述冲击韧性测试的原理为:在板条样件中部开设v形口,并在板条样件两端施加冲击载荷,直至所述板条样件发生断裂,根据板条样件发生断裂时施加的冲击载荷和所述v形口的尺寸,计算出板条样件的冲击韧性

  板条样件滑动,并对所述轴承板条样件施加逐步增大的径向压力载荷,直至轴承板条样件温升超过预设值,然后根据测试过程中施加的最大径向压力载荷值和板条样件的尺寸,计算出板条样件的极限压力和

  水线胀系数和热线胀系数测试,水线胀系数反映出轴承板条材料吸水后的质量变化和体积变化,膨胀系数小,则对轴承的工作间隙影响小;热膨胀系数用于衡量材料热胀冷缩的幅度的一种指标,膨胀系数小,则对轴承的工作间隙影响小

  耐盐雾和耐热老化测试,耐盐雾腐蚀测试用于反映出水润滑轴承板条材料在含盐分环境中的耐侵蚀的能力;板条材料老化造成的危害很严重,尤其是在苛刻环境条件下,轴承快速磨损或失效,功能过早失效

  材料密度测试,材料密度是轴承板条材料材料的基础参数,直接反映出轴承板条材料的摩擦磨损等性能

  一般密度大,其弹性模量和屈服强度较高;密度较小,则整体材料轻量化,动态性能更好

  磨损量测试,干态摩擦系数用于反映出轴承板条材料在干燥情况下的摩擦性能;湿态摩擦系数用于反映出轴承板条材料在潮湿情况下的摩擦性能;磨损量用于反映水润滑轴承板条材料的耐磨损性能

  70.所述摩擦性能测试原理为:将板条样件置于旋转摩擦轮正上方,并对板条样件中心施加竖直向下压力载荷,同时更换不同环境湿度条件,进行反复测试

  为干态环境下旋转摩擦轮的摩擦力矩,r为旋转摩擦轮的半径,f为施加的竖直向下压力载荷;

  为湿态环境下旋转摩擦轮的摩擦力矩,r为旋转摩擦轮的半径,f为施加的竖直向下压力载荷;

  74.实施例二,基于同一发明构思,本实施例还提供了一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法系统,用于实现如上所述的塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法,主要包括:

  78.进一步的,对于各向不同性的增强纤维塑料基板条材料,测试方法按照其平行布层方向和垂直布层方向分别进行测试

  79.进一步的,本技术中涉及的未详细说明部分均与现存技术相同或采用现存技术加以实现

  本发明提供了一种塑料基水润滑轴承板条材料性能测试方法,考虑了水润滑轴承在整个产品生命周期内板条材料在力学

  热学和摩擦学等方面的性能要求,结合水润滑轴承的工作方式和使用特点,确定了板条材料在各方面的测试要求,能够全面

  高效的测量塑料基水润滑轴承板条材料的综合性能,且测试结果准确,能够为大型船舶用水润滑轴承的设计提供确切依据;

  本发明提供了一种塑料基水润滑轴承板条材料性能检测系统,其测出的试验数据,能够对水润滑轴承的受力分析计算

  冷装工艺设计等提供计算输入;且能够对采用不一样板条材料的水润滑轴承的功能

  83.本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改

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