1、尾軸承是船舶推進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部和外部動力交換的重要支撐部件，其工作可靠性和使用壽命直接影響船舶的航行安全、運(yùn)營性能和成本。橡膠尾軸承是目前應(yīng)用比較廣泛的水潤滑尾軸承，使用過程中磨損問題突出，然而橡膠尾軸承的摩擦磨損機(jī)理以及磨損壽命預(yù)測缺乏系統(tǒng)研究。本文為揭示船舶水潤滑尾軸承橡膠內(nèi)襯材料的失效機(jī)理和磨損壽命，以典型的水潤滑尾軸承丁腈橡膠材料為研究對象，在摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上開展不同苛刻工況下的模擬實(shí)驗(yàn)，研究載荷、滑動速度、含沙水質(zhì)、加速熱老化時間和

2、溫度對其摩擦學(xué)性能的影響，對比分析摩擦系數(shù)、質(zhì)量磨損率、體積磨損率和表面粗糙度等典型參數(shù)的變化規(guī)律，綜合運(yùn)用電子掃描顯微鏡、超景深顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡等多種分析手段探討了磨損過程中丁腈橡膠試樣表面的磨損特征和生成的磨粒特征，并分析磨損機(jī)理。通過研究丁腈橡膠銷與不銹鋼盤之間的摩擦磨損機(jī)理，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了丁腈橡膠半經(jīng)驗(yàn)?zāi)p公式，并用其預(yù)測丁腈橡膠尾軸承的磨損使用壽命。
　　首先，論文系統(tǒng)研究了載荷、滑動速度兩個重要參數(shù)對尾軸

3、承丁腈橡膠內(nèi)襯材料的摩擦磨損性能（摩擦系數(shù)、表面粗糙度、質(zhì)量磨損率和行程質(zhì)量磨損率）的影響規(guī)律；通過對丁腈橡膠磨損表面和磨粒的考察，深入分析了摩擦副之間摩擦力的形成；進(jìn)而探討丁腈橡膠磨粒的形成過程。結(jié)果表明，丁腈橡膠與不銹鋼盤之間以粘附摩擦力和滯后摩擦力為主；低速高載下，摩擦副之間主要以磨料磨損為主；高速輕載下，摩擦副之間主要以疲勞磨損為主。
　　我國是一個多沙河流國家，含沙水環(huán)境下橡膠尾軸承與尾軸之間的摩擦學(xué)問題日益突出，文章深

4、入研究了含沙水質(zhì)對尾軸承橡膠內(nèi)襯材料的摩擦磨損性能的影響。分析了滑動速度、載荷和沙子含量對摩擦系數(shù)、磨損量和表面粗糙度的影響規(guī)律，并討論了其磨損過程。摩擦副之間的潤滑水膜厚度與沙子顆粒直徑之間的關(guān)系影響其摩擦磨損狀態(tài)，潤滑水膜厚度大于沙子顆粒的直徑時，摩擦副處于較好潤滑狀況；當(dāng)潤滑水膜厚度小于沙子顆粒的直徑時，摩擦副之間的磨料磨損將極大地加劇。
　　橡膠尾軸承內(nèi)襯材料表面在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中因摩擦磨損不可避免地產(chǎn)生摩擦生熱現(xiàn)象，導(dǎo)致磨損表

5、面的溫度要高于環(huán)境溫度，使橡膠材料處于相對高溫的熱加速老化狀態(tài)。論文分析了丁腈橡膠在熱加速老化環(huán)境下的老化反應(yīng)機(jī)理，即交聯(lián)反應(yīng)和熱降解反應(yīng)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熱老化條件對丁腈橡膠的機(jī)械性能產(chǎn)生非常明顯的影響，進(jìn)而對丁腈橡膠摩擦學(xué)性能產(chǎn)生顯著的影響。熱加速老化使丁橡膠機(jī)械性能惡化，最終導(dǎo)致其摩擦學(xué)性能發(fā)生改變，摩擦系數(shù)、行程質(zhì)量磨損率和表面粗糙度基本呈現(xiàn)隨熱加速老化溫度和時間的增加而增大。通過觀察丁腈橡膠的磨損形貌，其磨損特征符合疲勞粘著磨損機(jī)