GF/PTFE活塞环摩擦磨损规律研究

发布时间：2021-01-24 01:45

　　斯特林发动机因具有静音等特点,在水下动力领域具有很好的应用前景。缸套-活塞环是斯特林发动机的核心摩擦副,直接影响着斯特林发动机的使用寿命、可靠性及摩擦功耗。本文研究了玻璃纤维增强聚四氟乙烯（GF/PTFE）活塞环的摩擦磨损规律,获得了温度对GF/PTFE活塞环摩擦磨损性能的影响规律,并揭示了温度对GF/PTFE活塞环磨损的作用机制,获得了载荷和温度对GF/PTFE活塞环摩擦磨损性能的影响规律,并通过原位观察的方法分析了 GF/PTFE活塞环摩擦磨损性能的内在机制。研究结论如下:（1）随着温度升高,GF/PTFE活塞环的摩擦系数呈现先急剧增大后缓慢增大规律,磨损率呈现指数增大规律;增强相玻璃纤维在摩擦面呈现出有序化程度不断增强的趋势,且单位面积的数量及其面积占有率也呈指数增长,并且玻璃纤维单位面积的数量比面积占有率更能反映GF/PTFE活塞环的磨损程度;当温度达到200 °℃后,GF/PTFE活塞环磨损率急剧升高,摩擦面出现了局部材料的滑移脱落。（2）随着载荷的增加,温度为100℃时,GF/PTFE活塞环的摩擦系数先上升后下降,磨损率先下降后上升;温度为150℃、200℃下的摩擦系数均先... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．２对置往复式摩檫磨损试验机结构原理图??Ｆｉｇ?２．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒａｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ?ｔｅｓｔ?ｒｉｇ??

工艺为：粗加工一１０４０?°Ｃ固溶一５４５?°Ｃ低温时效一精磨一４６０?°Ｃ低温氮化一精加工??至成品。气缸套内径９０?ｍｍ，外圆加工后保留缸套壁厚５?ｍｍ，沿圆周方向３０等??分线切割，轴向长度６３?ｍｍ。缸套试样的切割方法如图２．５所示，尺寸为９?ｍｍＸ５??ｍｍＸ６３ｍｍ。线切割后的缸套试样分别经汽油和酒精分别超声清洗２０ｍｉｎ，各清??洗两遍。采用ＨＯＭＭＥＬ?Ｔ１０００粗糙度仪测量缸套工作面粗糙度，Ｒａ＝０．１２￣０．２（Ｈｍｉ；??采用ＭＨ－６型显微硬度仪测得缸套工作面的平均硬度约为１０１２?ＨＶ１（）Ｑｇｆ；采用??Ｄ／ＭＡＸ－Ｕｌｔｉｍａ＋型Ｘ射线衍射分析仪测量缸套试样内表面的相成分，衍射图谱见??图２．６，其表面物相主要为丫?Ｎ、ＣｒＮ和Ｆｅ４Ｎ。??１１??

图２．５缸套内表面的Ｘ射线衍射图谱??Ｆｉｇ?２．５?Ｘ－ｒａｙ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｌｉｎｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ??活塞环试样从活塞环零件上截取，材质为玻璃纤维增强聚四氟乙（ＧＦ／ＰＴＦＥ）。活塞环外径９０?ｍｍ，轴向高度２?ｍｍ，圆周方向取样长度约７?ｍｍ，??切割方法如图２．７所示。玻璃纤维的直径约为１３．５?ｎｍ，平均长度约为５０?ｐｍ，充量为２５?ｖｏｌ％。??１２??

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2996326