基于界面超亲水改性的水润滑橡胶轴承摩擦学行为与噪声抑制机理研究

This project mainly focus on the lubrication and vibration noise problem of the water lubricated rubber bearings used in propeller stern shaft of submarine, basing on the previous researches, to study the hydrophilic modification method and technology by hydrophilic coating and bionic microstructure. So as to evaluate the effects of wettability on the tribology performance of rubber interface. Then the formation mechanism and hydrodynamic effect of micro water pocket on the hydrophilic modified rubber interface will be studied, in order to evaluate the mixed lubrication performance and load capacity of water lubricated rubber bearings with hydrophilic rubber interface. Finally, the effects of surface topographic features on the self-motivation vibration noise of rubber interface will also be studied using the theoretical and experimental method, in order to propose the technology and method of reduce the vibration noise of water lubricated rubber bearings through hydrophilic modification. The research results have greatly significance for solving the mid and high frequency squeal problem of XXX submarine.

本项目主要针对潜艇推进系统水润滑橡胶轴承在润滑特性与摩擦自激振动啸叫噪声等方面所存在的共性关键难题，在申请人前期研究基础上，结合国内外相关研究前沿，开展基于超亲水涂层与超亲水仿生微观织构二元耦合多尺度改性的水润滑橡胶轴承摩擦学性能改性方法、理论与技术研究，分析橡胶界面润湿性对摩擦学行为的影响机制；探索基于超亲水橡胶界面的微型水囊形成机理及其微动压效应，提出基于微型水囊微动压效应的水润滑橡胶轴承混合润滑性能改性机理；以XXX艇中出现1kHz以下中高频摩擦自激振动噪声现象为切入点，采用理论计算与试验研究相结合的方法，探索超亲水橡胶润滑界面的形貌微观表征与混合润滑特性对水润滑橡胶轴承摩擦自激振动啸叫噪声的影响机制，提出基于超亲水低摩擦橡胶润滑界面改性的水润滑橡胶轴承减振降噪方法与技术；为解决XXX艇艉轴中高频啸叫噪声等关键技术难题提供一定的理论与技术支撑。

本项目主要针对用于舰艇推进系统水润滑橡胶轴承在润滑特性与摩擦自激振动啸叫噪声等方面所存在的关键核心问题，研究了橡胶衬层润滑界面润湿性对摩擦学行的影响机制；分析了基于超亲水橡胶润滑界面的微型水囊微动压润滑特性与承载机理；揭示了水润滑橡胶轴承摩擦自激振动与啸叫噪声多场多因素耦合形成机制，提出了基于超亲水低摩擦橡胶润滑界面的水润滑橡胶轴承减振降噪方法与技术；为解决我国艇艉轴中高频啸叫噪声等关键技术难题提供了一定的理论与技术支撑。取得了多项科研成果，圆满完成了任务书规定的研究任务。研制具有超亲水润滑界面的水润滑橡胶轴承原理样机3台（已交付海军XXX进行试验验证，具有较好的应用前景），发表SCI论文9篇、EI论文1篇，申请国家发明专利3项，授权发明专利1项，获2017年教育部科技进步一等奖1项，指导硕士生5名、博士生4名。