纖維增強自潤滑保持架材料研究.pdf

1、新型運載火箭以“無毒,無污染,高性能,低成本,大推力”為設計原則。LOX/LH2火箭發(fā)動機表現(xiàn)出突出優(yōu)勢,可以滿足未來運載火箭的發(fā)展需求。LOX/LH2火箭發(fā)動機渦輪泵軸承工作在超低溫流體環(huán)境中,依靠自潤滑保持架提供的固體潤滑膜進行潤滑。目前,渦輪泵軸承使用的PTFE復合材料保持架,存在強度余量不足導致斷裂失效的問題。所以研制新型的自潤滑保持架,提高軸承的壽命和可靠性,具有重要的實際應用價值。
　　本文分析確定,保持架主要受力是高

2、轉速下的離心應力,其主要失效形式是保持架邊梁的受拉斷裂。除優(yōu)化保持架結構參數(shù)可以提高保持架可靠性外,本文主要研究新型PTFE復合材料保持架,提高保持架材料強度,從而進一步提高保持架的可靠性。新型PTFE復合材料保持架采用長纖維作為增強纖維,本文分別采用碳纖維,玻璃纖維和芳綸纖維作為增強纖維浸漬PTFE分散液進行層壓成型實驗,并研制了混織布浸漬PTFE分散液層壓成型復合材料,主要包括PTFE纖維/Kevlar纖維混織布的設計定制和成型工藝

3、研究。以上PTFE復合材料中預涂覆PTFE芳綸網(wǎng)格布層壓復合材料和PTFE纖維/Kevlar纖維混織布層壓復合材料具有優(yōu)良的成型質量。
　　預涂覆PTFE芳綸纖維網(wǎng)格布層壓復合材料層間結合良好,具有較高的強度。PTFE纖維/Kevlar纖維混織布層壓復合材料,增強纖維與PTFE基體形成空間交錯的三維結構,沒有層間界限,成型質量更為優(yōu)異。針對芳綸纖維增強PTFE復合材料難加工的特點,對比了不同加工方法,優(yōu)化了加工工藝參數(shù),獲得了良好

4、的保持架端面和兜孔加工質量。對于保持架外圓表面和內圓表面依然存在的芳綸纖維毛刺現(xiàn)象,確定了熱濃硫酸溶解,清洗后機械拋光的表面處理方法。
　　進一步完成了纖維增強PTFE復合材料力學性能試驗等測試,長纖維增強PTFE復合材料較共混改性PTFE復合材料強度有顯著提高。其中預涂覆PTFE芳綸纖維網(wǎng)格布層壓復合材料和PTFE纖維/Kevlar纖維混織布層壓復合材料均具有良好的力學性能,而PTFE纖維/Kevlar纖維混織布層壓復合材料力學