裁切方向对PTFE织物自润滑衬垫剥离强度及摩擦磨损性能的影响

研究裁切方向对PTFE织物自润滑衬垫剥离强度及在不同工况下摩擦磨损性能的影响,分析造成性能差异的原因。结果表明:经向裁切衬垫的剥离强度最好,平均达1.49 N/mm;衬垫摩擦因数最低,平均为0.04;轴承圆周摆动的平均摩擦磨损寿命最长,达1 626 h;轴承在倾斜摆动情况下也保持了良好的摩擦磨损性能,说明经向裁切衬垫的综合性能优异;纬向裁切衬垫的综合性能最差,左斜向、右斜向裁切衬垫的综合性能居中。

PTFE/芳纶织物衬垫自润滑关节轴承性能试验

对比分析研究了同型号国产与进口PTFE/芳纶织物衬垫自润滑关节轴承的粘结质量、摩擦学性能以及承载性能,研究结果表明:进口轴承的剥离强度、摩擦磨损性能以及承载性能均略优于国产同型号的关节轴承;国内自润滑关节轴承的衬垫粘结质量、摩擦学性能以及承载性能需要进一步提高。

织物自润滑衬垫的研究现状与展望

织物自润滑衬垫的性能是保证关节轴承具备重载、耐冲击、长寿命等特性的关键因素。结合国内、外文献,介绍了织物自润滑衬垫的发展历程,指出了影响织物自润滑衬垫工作性能的因素,并对织物自润滑衬垫的未来发展趋势进行了展望。

硬质薄膜与自润滑织物衬垫对磨的摩擦磨损性能研究

目的提高钛合金与自润滑织物衬垫对磨的耐磨性。方法采用多弧离子镀在TC4钛合金表面制备TiN和CrAlN硬质薄膜,利用扫描电镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪、销-盘摩擦磨损试验机、白光干涉扫描轮廓仪测试分析薄膜的形貌、结构、硬度、弹性模量、摩擦磨损性能和磨痕形貌。结果在相同的测试条件下,TC4钛合金与自润滑织物衬垫对磨时,能更快地进入稳定摩擦阶段,且平均摩擦系数最低,仅为0.12;TiN薄膜进入稳定摩擦阶段所用时间和摩擦系数较TC4钛合金稍有增加;而CrAlN薄膜进入稳定摩擦阶段的用时最长且平均摩擦系数最大。测量摩擦磨损后自润滑织物衬垫磨痕的二维轮廓发现,当与CrAlN薄膜对磨时,自润滑织物衬垫的磨痕深度最大,但磨损率最低,这主要是软质织物衬垫的不均匀磨损引起的。进一步分析发现,所有的试验销表面均形成了转移膜,但CrAlN薄膜表面形成的转移膜最薄,从而导致其摩擦系数最大,磨损率最低。深入分析自润滑织物衬垫磨痕形貌发现,与TC4钛合金对磨的自润滑织物衬垫的磨痕表现为磨粒磨损和纤维束的破损;与TiN薄膜对磨的自润滑织物衬垫的磨痕表现为区域损失和表面不规则的凹痕;与CrAlN薄膜对磨的自润滑织物衬垫的磨痕中纤维束破损严重。结论与自润滑织物衬垫对磨后,钛合金以及硬质薄膜表面均形成转移膜,CrAlN薄膜表面转移膜最薄,与之对磨的自润滑织物衬垫的磨损率最低。

自润滑关节轴承斜纹织物衬垫弹性性能的分析模型

根据具体纤维结构建立了适用于自润滑关节轴承斜纹织物衬垫的弹性性能分析模型,并运用细观力学的方法,基于经、纬方向纤维束的几何参数和材料参数,在刚度平均的基础上分析了该衬垫的弹性性能,求得了衬垫刚度矩阵的参数解析式,获得了衬垫的9个弹性常数,即3个弹性模量,3个剪切模量和3个泊松比;通过与试验结果进行验证,理论模型计算结果与试验结果吻合性较好。

织物型自润滑衬垫粘接工艺及质量控制

为解决起落架转筒零件粘接织物型自润滑衬垫的工艺问题,采用对比试验的方法,研究了在A-100钢基体上粘接衬垫时,采用吹砂与不吹砂两种工艺对粘接强度、粘接完整性等性能的影响。结果表明:在固化工艺参数不变的条件下,前处理采用吹砂方法可以提高粘接强度14%;同时,从“人、机、料、法、环、测”等方面对转筒零件的粘接提出了质量控制要求,实践证明粘接衬垫时沿径向裁切、彻底清洗、以富含聚四氟乙烯的背面作为粘接面、专用工装固定和控制粘接的完整性、粘接强度及无载启动力矩具有很强的可操作性,能较好地保证产品的质量,具有一定的推广价值。

聚四氟乙烯/聚苯硫醚织物自润滑关节轴承的摩擦学性能

制备了两种聚四氟乙烯(PTFE)/聚苯硫醚(PPS)织物衬垫自润滑关节轴承.在径向载荷为35 kN,摆动频率为2.5 Hz工况下,利用关节轴承试验机对其摩擦学性能进行了研究.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)对其摩擦面的微观形貌和磨损机理进行了研究.结果表明:PTFE/PPS短纤维关节轴承表现出良好的摩擦学性能,其耐磨性和PTFE转移膜面积比PTFE/PPS长丝纤维关节轴承高22.9%和69.7%.PTFE/PPS短纤维关节轴承的磨损机理主要为轻微的黏着磨损和磨粒磨损,PTFE/PPS长丝纤维关节轴承的磨损机理主要为严重的黏着磨损和磨粒磨损.

自润滑纤维织物复合材料摩擦学性能研究

目的研究MoS_2和石墨填充对自润滑纤维织物复合材料摩擦学性能的影响。方法采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损实验机,研究了石墨和MoS_2填充PTFE/棉纤纤维织物在不同载荷条件下的摩擦磨损性能,并采用扫描电镜观察了纤维织物复合材料的磨损表面和微观结构。结果在较低载荷下,填充5%MoS_2可以更有效地降低PTFE/棉纤纤维织物复合材料的磨损率;在较高载荷下,填充10%石墨可以更有效地降低PTFE/棉纤纤维织物复合材料的磨损率。载荷为219.52 N时,5%MoS_2填充PTFE/棉纤纤维织物复合材料的磨损率由未填充的1.28×10^(-14) m^3/(N·m)降低到0.61×10^(-14) m^3/(N·m),降低了50%;10%石墨填充PTFE/棉纤纤维织物复合材料的磨损率由1.28×10^(-14) m^3/(N·m)降低到0.91×10^(-14) m^3/(N·m),降低了28%。结论石墨和MoS_2填充在摩擦过程中减轻了磨粒的嵌入和切削作用,阻碍了复合材料的磨损,提高了PTFE/棉纤纤维织物复合材料的耐磨性能。

自润滑关节轴承衬垫弹性参数的计算

为准确预测自润滑关节轴承衬垫的弹性参数,结合衬垫的压紧预处理过程,建立了修正的衬垫特征体元(RVE)细观几何模型。结合桥联理论建立了相应的轴承衬垫弹性性能分析模型。用解析法分别计算了平纹、斜纹、五枚二飞缎纹3种衬垫的弹性参数。通过与其他实验数据比较得知,平纹衬垫、斜纹衬垫、五枚二飞缎纹衬垫弹性参数计算值与实验值最大相对误差分别为4.76%、5.47%、4.39%。对用于计算不同纤维束弹性常数时,若纤维束中纤维和基体沿轴线方向弹性模量比值较大,则桥联参数α取值比β小,所得结果较为准确。若实验条件允许,可通过对纤维束进行简单拉压剪切实验确定α、β值。

纤维织物型自润滑材料摩擦学性能试验

采用标准球盘往复式摩擦磨损试验机对纤维织物型自润滑关节轴承材料的摩擦特性及磨损机理进行试验,测定恒定载荷和往复运动条件下衬垫的摩擦因数和磨损量,给出了衬垫与试球间接触应力分布计算式。通过方差分析及检验样本P值验证了不同条件下测试均值差异的显著性及数据的有效性;应用扫描透射电子显微镜观测衬垫磨后的表面形貌,分析磨损机理;采用3种对磨试球,对比不同材料对衬垫摩擦学特性的影响。

基体树脂和纳米颗粒含量对自润滑衬垫摩擦磨损性能的影响

用浸渍方法制备了含有不同比例基体树脂的Kevlar/聚四氟乙烯纤维(PTFE)织物型自润滑衬垫,用MM-200磨损试验机试验评价了制备衬垫的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面观测,探讨了衬垫中基体树脂含量和添加的纳米颗粒对衬垫摩擦磨损性能的影响机理。研究结果表明:衬垫存在一个较优的基体树脂含量范围,在此范围内,衬垫的摩擦磨损性能较为优异;纳米颗粒对衬垫的摩擦学性能和摩擦过程的阶段性变化产生影响,加入纳米颗粒后衬垫的抗磨性能得到明显改善。

自润滑关节轴承现状及发展

简述了自润滑关节轴承的发展历程;阐明了国内外自润滑关节轴承技术和理论的研究现状;指出了我国在自润滑关节轴承技术方面存在的一些不足,并展望了我国自润滑关节轴承技术的发展趋势。

载荷对Kevlar/PTFE纤维混杂织物摩擦学性能的影响

采用电子小样织机机织Kevlar/PTFE纤维混杂织物,借助于MMU-5G端面摩擦磨损试验机,激光扫描共聚焦显微镜(CLSM),考察了Kevlar/PTFE纤维混杂织物在高速、干摩擦时不同载荷下的摩擦磨损性能。结果表明,在转速为300 r/min下,载荷越高,稳态摩擦系数值越低,随着载荷的不断增加,稳态摩擦系数下降趋势变缓;织物磨损深度随载荷增加而增加,但磨损率反而降低,织物的摩擦磨损与织物结构有关,磨损方式主要为磨粒磨损,以及PTFE在法向载荷挤压和摩擦剪切作用下发生塑性变形。

芳纶/聚四氟乙烯纤维织物衬垫力学建模与性能计算

芳纶/聚四氟乙烯织物自润滑衬垫是航空自润滑关节轴承的功能件,在相关研究与分析的计算中,需要精确设置其材料的宏观力学性能参数。为此,通过细观构型计算获得芳纶/聚四氟乙烯纤维织物宏观力学性能参数。依据斜纹织物结构,给出了修正的RVE细观模型,并建立了相应的弹性性能分析模型。应用数值模拟方法和解析法,分别计算了织物衬垫的力学性能参数,通过试验数据比较,对模型与计算获得的力学性能参数的有效性进行了验证。结果表明,给出的参数化细观结构模型可以用于织物衬垫力学性能计算,获得宏观的力学性能参数。

T型自润滑关节轴承介绍

介绍了T型自润滑关节轴承的特点、应用场合,阐述了轴承的工作原理。通过静载荷、动载荷性能试验数据表明干摩擦因数低,承载能力高,寿命长。

聚四氟乙烯纤维织物在关节轴承上的应用

聚四氟乙烯纤维织物是PTFE与Nomex、玻璃纤维(或芳纶纤维)等材料,采用特定方法纺织,并经特殊浸渍处理后制成的复合织物,具有强度高,摩擦系数小的特点.将这种纤维织物应用于关节轴承上,使关节轴承既保持了高承载、自动调心的特性,又兼有自润滑、耐冲击、长寿命等特点.这种自润滑关节轴承可广泛应用于航空、航天等高新技术领域中的关键承载部位.

基于硬脂酸表面改性对衬垫的摩擦磨损性能的研究

采用质量分数为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的硬脂酸乙醇溶液,对摩擦面由100% PTFE纤维制备的自润滑衬垫摩擦面进行喷涂,经处理制备了一系列经不同含量的硬脂酸表面改性的衬垫,考察了不同含量硬脂酸对衬垫摩擦磨损性能的影响,并结合形貌分析,初步探讨了改性衬垫的摩擦磨损性能同摩擦副表面转移膜特性之间的关系。研究表明:在实验条件下,经硬脂酸表面改性后,衬垫脱模效果有明显改善,摩擦系数总体呈现上升趋势,磨损量增加。随着硬脂酸含量的增加,衬垫初始摩擦系数fini、最大摩擦系数fmax和平均摩擦系数favg均呈现出先增加后减小的趋势,当使用质量分数为0.5%的硬脂酸溶液处理时,衬垫初始摩擦系数fini、最大摩擦系数fmax和平均摩擦系数favg均为最高值。通过摩擦磨损变化规律可知,加入硬脂酸改性后,衬垫与摩擦副之间的作用机制发生了变化。

自润滑衬垫磨损表面润滑覆盖层的形成及其性质

在基体树脂中添加有纳米颗粒,用浸渍的方法制备了Kevlar/PTFE织物型自润滑衬垫,并在MM-200磨损试验机上,对所制备的衬垫进行摩擦磨损试验,通过扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面进行观测,并应用EDS对润滑覆盖层进行了成分分析。研究结果表明,衬垫磨损表面润滑覆盖层的形成过程及其性质对衬垫的摩擦磨损性能有重要的影响,纳米添加颗粒参与到润滑覆盖层的形成过程,并对其形成过程和性质产生影响。

专利文摘

一种芳纶Ⅲ纤维增强自润滑衬垫复合材料及其制备方法。本发明公开了一种芳纶Ⅲ纤维增强自润滑衬垫复合材料的制备方法,是采用上浆后的芳纶Ⅲ纤维作为纬纱,芳纶Ⅲ纤维和PTFE纤维合捻纱作为经纱,在织机上进行织造;下机后的织物经退浆处理后先浸入单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液活化,再浸入MgAl-LDH前驱体溶液中通过水热界面反应进行增强修饰,然后浸入多巴胺-聚乙烯亚胺的缓冲溶液增黏修饰,最后浸入aramid纳米纤维增韧修饰,得到强-韧一体化界面修饰的芳纶Ⅲ/PTFE织物坯布。本发明制备的芳纶Ⅲ纤维增强自润滑衬垫将具有优异的力学性能和摩擦磨损性能,使织物自润滑衬垫复合材料的得到大幅度提升,进而改善了织物型自润滑零部件的综合性能。