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水润滑复合橡胶尾轴承振鸣音机理分析及试验研究

张略  
【摘要】:水润滑尾轴承是船舶推进系统的必不可少的组成部分,相比传统的油润滑而言,水润滑具有无污染、成本低、节约资源等众多优点。在环境保护越来越受到人们重视的情况下,水润滑必将在船舶行业得到更广泛的应用。水润滑橡胶尾轴承因其具有造价低、摩擦系数低、耐磨抗冲击等优点,是目前应用最广泛的水润滑轴承之一。然而,在低速、重载等特殊工况下,润滑条件被破坏,摩擦系数增大,橡胶材料因其自身的弹性体特性会产生粘-滑现象,产生振鸣音。随着电子探测技术的发展,水润滑橡胶尾轴承产生的振鸣音现象严重影响了舰船的隐蔽性、安全和生存能力。 本文结合国家自然科学基金项目,针对水润滑橡胶尾轴承的振鸣音现象进行了新材料研制改性、振鸣音机理分析以及影响因素的试验研究。论文的主要工作和结论如下: 1.开展了新的水润滑复合橡胶尾轴承材料的研究。通过材料的改性方法,将丁腈橡胶、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、石墨等材料进行共混,制备出了一种新的水润滑复合橡胶尾轴承材料SPB-N。通过多次试验表明:该材料的物理机械性能达到了美国军标MIL-DTL-17901C (SH)和中国船标CB/T769-2008的相关要求。并且摩擦系数也达到了美国军标的要求,在低速情况下,甚至优于军标标准。该材料的局部比压可达到0.70MPa,摩擦振动较小,具有良好的减振降噪效果。 2.对水润滑复合橡胶尾轴承的振鸣音产生机理进行了分析。介绍了尖叫声产生机理和粘着-滑动噪声产生机理,得出了自激振动是产生粘着-滑动噪声的前提。对自激振动模型进行了相关的分析,分析了水润滑尾轴承摩擦振动的基本特征和基本要素,并提出了减小振鸣音的控制措施。 3.对水润滑复合橡胶尾轴承SPB-N进行振鸣音试验研究,并和水润滑普通橡胶尾轴承进行对比分析。结果表明,无论是高频尖叫声振幅还是低频颤振振幅,复合橡胶都明显优于普通橡胶,这说明水润滑复合橡胶尾轴承SPB-N具有良好的减振降噪效果。其次,通过试验讨论了载荷、温度对振鸣音临界速度的影响。


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