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轴承摩擦学团队研究了一种自润滑衬垫材料的摩擦热控制技术

发布时间:2025年11月27日  点击:[]次

轴承摩擦学团队依托国家部委项目(******,XXX轴承共性技术研究)开展了自润滑关节轴承衬垫材料热致损伤机制和基于摩擦热控制的抗快速/非均匀损伤技术研究。自润滑关节轴承服役条件苛刻(高频、大摆角),摩擦热作用显著,极易出现衬垫材料的损伤失效。研究探明:高速摩擦产生的高温导致转移膜脱落是界面润滑失能、衬垫快速磨损的主要机制。对PTFE基衬垫,表面温度过高导致转移膜大块脱落,衬垫材料发生快速磨损,出现局部磨穿现象(图1a);力热严重不均匀分布的耦合效应是局部快速磨损的主因(图1b),控制摩擦热系统,降低与均匀化摩擦表面温度是提高关节轴承衬垫寿命的关键。


图1 衬垫材料的损伤机制

团队基于降低与均匀化摩擦表面温度的技术路线,研究了一种热控微胶囊衬垫复合材料损伤控制方法。高导热微胶囊在摩擦过程中形成了能够快速导热的表面膜,具有表面温度均匀化及显著降低表面温度效果的功能;通过微胶囊分布与摩擦热场的匹配调控,实现了衬垫摩擦表面温度均匀化与低温化,保证了衬垫的均匀低磨损。应用结果表明每10万摆动周期,衬垫局部面磨损不均匀度从100~150μm降低至50μm以下(图2)。相关成果已获授权发明专利11件,发表论文16篇。

图2 衬垫热损伤控制效果