一种船舶用水润滑轴承轴瓦板条材料对比选型方法与流程

本技术涉及大型船舶推进系统的，具体而言，涉及一种船舶用水润滑轴承轴瓦板条材料对比选型方法。

背景技术：

1、大型船舶用水润滑轴承承受载荷大，极限环境工况恶劣，其在使用过程中容易出现烧焦、分层、异常磨损等故障。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。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种船舶用水润滑轴承轴瓦板条材料对比选型方法，用于选出在极限工况下工作能力强、尺寸稳定性好、摩擦损耗低的高分子轴瓦材料。

2、本技术的实施例是这样实现的：

3、本技术实施例提供一种船舶用水润滑轴承轴瓦板条材料对比选型方法，其特征在于，包括如下步骤：

4、步骤a，针对水润滑轴承轴瓦材料的选型，确定为三个方面的性能对比，包括在极限工况下的工作能力、摩擦性能、尺寸稳定性；

5、步骤b，以对比选型评分的办法对上述三种性能进行评分，由于水润滑轴承在极限工况下容易出现烧焦、分层、异常磨损的现象，打分权重向极限工况下的工作能力方面倾斜，设置各评价指标的权重分值；

6、步骤c，选定多种板条材料为轴瓦的轴承试样，针对上述三种性能的对比，分别设置对比试验进行试验，对比各试样的试验结果，采用专家评判法，按照各项测试数据排序，最后对比各种选型的最终得分，分数高即为选定材料。

7、在一些可选的实施方案中，所述各评价指标的权重分值分别为：极限工况下的工作能力60分，摩擦性能30分，尺寸稳定性10分。

8、在一些可选的实施方案中，所述极限工况下的工作能力性能试验，以该板条材料为轴瓦的轴承在低速和高速、重载、高温、低流量工况下试验后极限压力、摩擦副表面形貌及磨损数据为评价指标，每种极限工况分值为60分均分。

9、在一些可选的实施方案中，所述摩擦性能试验以该板条材料为轴瓦的轴承在舰船多个常规使用转速工况下的摩擦系数为评价指标，按照大小进行排序，摩擦系数越小，排名越靠前，每个使用转速工况分值为30分均分。

10、在一些可选的实施方案中，所述尺寸稳定性试验的评价指标包括热胀系数和水胀系数，分别进行对应的试验，每项试验分值为5分。

11、在一些可选的实施方案中，所述极限工况下的工作能力性能试验包括如下内容：

12、步骤b11，确定试验条件：

13、设定试验轴转速：高速vmax，低速vmin；

14、轴承载荷：初始载荷p0，载荷增幅值δp逐步增加，最大载荷pmax；

15、冷却水温：t1…tn；冷却水流量：q，断水流量为0；

16、泥沙水配方：石英砂和天然海盐添加；

17、试验对象：以多种高分子材料作为轴瓦材料，结构型式、尺寸相同的水润滑轴承，分别编号为a1…an；

18、步骤b12，试验步骤：

19、1)将轴承试样a1内孔、轴套表面擦洗干净，按照要求完成安装，开启试验台的液压油泵与润滑水泵，确保试验台具备加载和提供冷却水的能力，完成冷却水含沙量的配比，开启轴承进水口和出水口阀门；

20、2)调整冷却水温度至t1；

21、3)将转速调整至高速vmax；

22、4)将冷却水流量调整到q；

23、5)调整载荷到p0，稳定运行后，按照增幅值δp调整载荷至p1，运行五分钟后停机，试验过程中记录每个稳定工况的摩擦系数，并停机拆检轴承，检查轴承的表面形貌；

24、6)多次重复步骤1)～4)，将载荷增加到多种载荷pn，直至最后增加到pmax，运行五分钟后停机，试验过程中记录每个稳定工况的摩擦系数，并停机拆检轴承，检查轴承的表面形貌；

25、7)按步骤1)～3)做试验准备工作，将冷却水流量调整为0；重复步骤5)～6)；

26、8)按步骤1)～2)做试验准备工作，将转速调整为低速vmin；重复步骤4)～7)；

27、9)按步骤1)做试验准备工作，重复多次将冷却水温度调整至tn，重复步骤3)～8)；

28、10)对轴承试样a2…an重复上述操作步骤。

29、在一些可选的实施方案中，所述摩擦性能试验包括如下内容：

30、步骤b21，确定试验条件：

31、设定试验轴转速：v1…vn；轴承载荷：pm；冷却水温：tm；

32、冷却水流量：qm；

33、泥沙水配方：石英砂和天然海盐添加；

34、试验对象：以多种高分子材料作为轴瓦材料，结构型式、尺寸相同的水润滑轴承，分别编号为a1…an；

35、步骤b22，试验步骤：

36、1)将轴承试样a1内孔、轴套表面擦洗干净，按照要求完成安装，开启试验台的液压油泵与润滑水泵，确保试验台具备加载和提供冷却水的能力，完成冷却水含沙量的配比，开启轴承进水口和出水口阀门；

37、2)调整冷却水温度至tm；

38、3)将冷却水流量调整为qm；

39、4)将轴承分别在v1…vn转速下稳定运转5分钟，记录每个稳定工况的摩擦系数；

40、5)将轴承试样更换为a2…an重复上述操作步骤。

41、在一些可选的实施方案中，。

42、在一些可选的实施方案中，。

43、所述尺寸稳定性试验包括如下内容：

44、步骤b31，热胀系数测定：

45、1)以用作水润滑轴承轴瓦材料的多种高分子材料试块，加工成相同尺寸，分别编号为a1…an；

46、2)选取编号a1，测试试样在室温下的高度h0；

47、3)将热机械分析仪的探头装在试件的上表面，施加载荷pα；

48、4)保持试样周围恒定的气体流量，流量范围为qmin～qmax；

49、5)选定仪器升温的中间温度t1与最终温度t2；

50、6)以恒定速率增加试样的温度，记录试样的tma曲线，即高度随温度升高的变化，并计算出高度变化δh；

51、7)每组试样进行3次试验；

52、8)由tma曲线可得试样在温度t1与t2之间的平均线热膨胀系数α，单位为开尔文倒数k-1，公式如下：

53、α＝δh/(δt×h0)；

54、9)按照相同办法，测量编号a2…an材料的平均线热膨胀系数α；

55、步骤b32，水胀系数测定：

56、1)以多种高分子材料作为轴瓦材料，结构型式、尺寸相同的水润滑轴承，分别编号为a1…an；

57、2)测量a1…an轴承的内径；

58、3)将a1…an轴承分别放置在同一个大水槽内，72小时后，测量a1…an轴承的内径；

59、4)对比两次测量数据，按内径差值大小进行排序，即内径差值大的，排名靠后，内径差值小的，排名靠前。

60、本技术的有益效果是：本发明提供一种船舶用水润滑轴承轴瓦板条材料对比选型方法，构建了一套对比选型打分办法，打分办法兼顾了水润滑轴承对高分子板条材料在极限恶劣环境下的工作能力、摩擦损耗、尺寸稳定性等方面的要求；针对大型船舶上用水润滑轴承在极限工况下容易出现烧焦、分层、异常磨损等现象，本方法构建的打分权重向极限工况下轴承工作性能方面倾斜；针对塑料类、橡胶类等不同类型水润滑轴承轴瓦板条材料，构建了一套基于同一标准和试验办法的轴瓦材料性能比测办法，为轴承板条材料择优得以实际开展和后续公平考评试验奠定基础。