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金属抗磨自修复剂在工程船舶柴油机上的应用研究

作　者: 王磊
导　师: 周新聪；严新平
学　校: 武汉理工大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 金属自修复技术 挖泥船 油液分析 不同工况
分类号: U664.121
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 89次
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内容摘要


金属磨损自修复技术是一项金属表面强化与修复的新技术,应用这种新材料新技术,可以在磨损表面形成金属修复层,使表面粗糙度和摩擦因素大幅度降低。这种新材料是以羟基硅酸镁为主要成分的金属抗磨自修复剂,本文主要以工程船舶柴油机为研究对象,通过改变工况试验研究和挖泥船上应用研究的方式,探讨这种材料在挖泥船工况下的应用效果。通过改变负载、转速、磨损时间、润滑介质和摩擦副材料等工况,判断各种工况对修复效果的影响。其中,除了转速以外,其他工况对金属修复剂的应用效果影响较大。载荷越大修复的效果越明显,载荷足够大时,生成的瞬时摩擦热也越大,这有利于金属修复层的形成;随着磨损时间的增加金属修复层会逐渐形成,且不会因为停止使用金属修复剂而从磨损表面剥落;另外,修复层在水溶液以及摩擦材料为锡基合金时难以形成。同时也得出在一定的工况条件下,金属抗磨自修复剂的主要成分会附着在磨损表面上进行自修复,形成修复层,但是其自修复能力有限,仅对一些微洞以及微裂纹完全的修复,对较大的磨痕或裂纹只能起到部分修复。在挖泥船柴油机润滑系统中添加金属抗磨自修复剂,定期取油样进行光谱分析,绘制油液中的Fe、Cr、Mg、Al元素含量随运行时间的变化曲线,从而了解金属抗磨自修复剂在挖泥船柴油机上的应用效果,根据各柴油机添加金属自修复剂后的元素变化曲线不同,推论出在柴油机连续工作下,产生的修复效果较为明显。比较其温度变化,当其变化较小时,抗磨自修复反应容易进行。另外,润滑油的多少也能对修复层的形成产生影响,润滑油越多,添加剂的剂量相对较少,而且润滑油油箱体积大,易于沉积,导致未能起到抗磨修复作用。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题研究的目的和意义  9-11
  1.2 金属磨损自修复技术的研究进展  11-14
    1.2.1 金属自修复技术的理论研究  12
    1.2.2 金属自修复技术的研究应用  12-14
  1.3 课题来源  14
  1.4 课题研究的主要内容  14-15
    1.4.1 不同工况对金属抗磨修复剂效果的影响分析  15
    1.4.2 金属抗磨修复剂在挖泥船上的应用研究  15
  1.5 本章小结  15-17
第2章 金属自修复添加剂主要成分的结构、性质  17-20
  2.1 金属自修复添加剂主要成分及其结构  17-18
  2.2 蛇纹石的性质  18-19
    2.2.1 蛇纹石的物理性质  18
    2.2.2 蛇纹石的化学性质  18-19
    2.2.3 蛇纹石的热学性质  19
  2.3 本章小结  19-20
第3章 金属磨损自修复原理  20-25
  3.1 金属自修复技术的来源  20-21
  3.2 金属自修复技术的原理  21-23
    3.2.1 第一阶段:表面接触与清理  21-22
    3.2.2 第二阶段:修复剂微粒表面凹坑处修复反应  22
    3.2.3 第三阶段:形成修复层  22-23
  3.3 金属修复层的物理特性  23-24
  3.4 本章小结  24-25
第4章 不同工况对金属抗磨自修复剂效果影响  25-39
  4.1 研究目的  25
  4.2 试验设备和材料  25-28
    4.2.1 试验设备  25-26
    4.2.2 试验材料及试验过程  26-28
  4.3 试验结果及数据处理  28-37
    4.3.1 不同载荷的对比试验结果分析  28-31
    4.3.2 不同转速的对比试验结果分析  31-33
    4.3.3 不同磨损时间的对比试验结果分析  33-35
    4.3.4 不同润滑介质的对比试验结果分析  35-36
    4.3.5 不同摩擦副材料的对比试验结果分析  36-37
  4.4 本章小结  37-39
第5章 金属抗磨修复剂在挖泥船上的应用研究  39-56
  5.1 挖泥船的工况简析  39-40
  5.2 研究目的  40
  5.3 挖泥船的各柴油机参数  40-42
  5.4 研究方案  42
  5.5 油样的光谱分析讨论  42-54
    5.5.1 第一阶段的光谱数据对比  43-49
    5.5.2 第二阶段的光谱数据分析  49-54
  5.6 磨损表面分析  54-55
  5.7 抗磨修复剂在挖泥船上的研究结论  55
  5.8 本章小结  55-56
第6章 结论与展望  56-58
  6.1 结论  56-57
  6.2 研究展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-63
攻读硕士期间发表的主要论文及参加的科研项目  63

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶动力装置 > 内燃机动力装置 > 柴油机
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