基于仿生结构的PE-UHMW水润滑尾轴承的摩擦性能

简介

以鲨鱼皮为仿生对象,通过在超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)水润滑尾轴承表面设计出菱形和棱条两种表面织构,研究在水润滑条件下PE-UHMW的摩擦性能。利用CBZ–1船舶轴承摩擦磨损试验机进行滑动摩擦磨损实验并对其摩擦系数进行监测采集,使用表面轮廓仪及超景深显微镜对其表面形貌进行观察,并测量了试样的平均磨损速率。结果表明在载荷为0.8MPa下,当转速为50r/min时,棱条织构试样短时间内能够有效地降低摩擦系数;但随着转速上升至150r/min和500r/min时,棱条织构恶化了PE-UHMW试样的摩擦性能,而菱形织构试样的摩擦系数一直低于无织构试样;在转速为150r/min状态下,随着载荷从0.4MPa增加到0.8MPa,三种试样的平均摩擦系数及平均磨损速率逐渐上升,同时两种织构对PE-UHMW试样表面的摩擦性能起到不同程度的改善作用。