船舶機械摩擦學研究綜述

仲崇文

船舶機械摩擦學研究綜述

仲崇文

仲崇文

連云港市地方海事局

仲崇文，男，江蘇贛榆，1981.02，大學本科，連云港市地方海事局中級工程師，研究方向：船舶輪機電氣。

船舶機械摩擦學，按照系統(tǒng)的角度出發(fā)，主要是研討船舶機械的可靠性運用的問題。現(xiàn)如今社會船舶機械摩擦學問題具有普遍性，而且現(xiàn)在人們對能源以及材料節(jié)約非常重視，船舶中摩擦學的研究也發(fā)展得很快，通過對船舶機械摩擦學的動力學特性的診斷以及尋求摩擦學在船舶機械中的系統(tǒng)磨損行為，進行分析和討論，形成一個集應用理論完善、設計方法健全、實踐應用合理為一體的船舶機械可靠性的體系。那么我們就此船舶中動力摩擦學進一步研究，讓摩擦學理論在船舶動力中有更美好的未來。

摩擦學是在近代科學發(fā)展中極為重要的一部分，也涉及在化學、物理、數(shù)學以及工程學等學科中，是現(xiàn)在必要學習的一部分，也是未來社會發(fā)展不可或缺的一部分。摩擦學意義重大，不僅可以提高產(chǎn)品的可靠性以及延長產(chǎn)品的使用壽命，而且對能源節(jié)約和材料節(jié)省起到很大的作用。在我國的國際貿(mào)易運輸中，水上運輸占有重要位置，但是也由于船舶流動性大，為了讓船舶運營保持安全狀態(tài)，必須時刻警惕。之前在資料查閱中看到船舶機械出現(xiàn)故障造成海灘事故發(fā)生的比例是位居首位的，因此這是需要引起我們重視以及加強的。在船舶動力機械中，促使發(fā)生摩擦問題最多的就是動力裝置這一部分，動力裝置在船舶機械中可以說是占據(jù)主導地位的，它起著決定性作用。由此我們更需要深入研究，保證船舶動力可以安全可靠運行。

1 船舶機械中動力裝置的組成部分以及會引起的摩擦學問題

主機部分及存在的摩擦學問題

船舶中主機包括燃氣輪機、汽輪機和柴油機，柴油機中又包含不同類型。針對每一種類型，其摩擦學問題都存在不同的特殊性。

燃氣輪機、汽輪機作為主機時工作原理是相似的，一般都用于軍艦和特大型的船舶。軸承、軸瓦都易受到磨損，主要原因是由于油品潤滑作用不良且含有雜質(zhì)以及像超載等。而且，長期的工作會促使軸承間隙發(fā)生改變，那么這其中的摩擦學問題就在于葉片材料要經(jīng)受起高溫腐蝕。

柴油機又分為三種：十字頭式低速柴油機；中速柴油機以及高速柴油機。在沿海地區(qū)，中小型船舶中使用柴油機作為主機的船舶機械占總數(shù)的90％以上，由此看出柴油機作為主機在動力裝置中地位居高，目前對柴油機摩擦學研究也較為深入。

支承元件及存在的摩擦學問題

支承元件主要包含的就是軸承和齒輪箱的部分。在船舶中軸承是軸系的重要組成部分，是通過潤滑方式減小摩擦的。油潤滑是比較傳統(tǒng)的潤滑方法，它的優(yōu)點是壽命較長、承載力比較強、摩擦損傷較小，但是也存在一定的不足，油潤滑是一個不斷消耗的過程，而且最重要的就是要完全密封的，不然將會對水域有污染。齒輪箱，就是需要我們做好密封和潤滑。需要采用優(yōu)質(zhì)的潤滑劑和密封劑來規(guī)范操作。

傳動元件及存在的摩擦學問題

隨著社會進步，人們的價值觀、生活觀也在提升，倡導“綠色生活”、保護環(huán)境、節(jié)約能源已是現(xiàn)如今的生活發(fā)展方向。傳動元件主要是把主機發(fā)出的功率傳給推進器，來實現(xiàn)船舶的推進。針對傳動元件，主要存在的摩擦學問題還是潤滑問題，我們需要提高艉軸承的潤滑性能，延長其使用壽命，使其創(chuàng)造更大價值。

舵機及螺旋槳存在的摩擦學問題

螺旋槳長期在水下工作，需要高速運轉(zhuǎn)同時會受到水的阻力，因此發(fā)生損壞的幾率過高。各國專家對此問題也是采用了實踐式方式，在實際運行中采取陰極保護法來進行保護。

2 摩擦學中的基礎與原理

現(xiàn)如今，摩擦學在世界上占有很重要的地位，也在全球范圍內(nèi)得到發(fā)展，各國學術(shù)不斷深入研究，很多國家對摩擦學有了比較完善的規(guī)劃，很多工業(yè)部門中也實際應用到了，這都足以證實了摩擦學已成為我們不可或缺的一部分，也是要在國際道路上越走越強的。那么我們就要對摩擦學進行深入的了解，明確知道它的基礎與原理，得以更好利用。

在摩擦學基礎與原理方面，我們要明確幾點：第一，要重點理解在表面斷裂方面的磨損機理。第二，要知道對于低壓潤滑，要了解其軸承的流體動靜壓的空穴現(xiàn)象，要知道在高速重量大的情況下軸承的穩(wěn)定性；對于高壓潤滑，要認識點和線在光滑面上接觸時非牛頓流體和牛頓流體的彈流潤滑是怎樣的。第三，要知道如果對微彈流足夠了解，那么就可以輕松估計邊界潤滑與流體潤滑之間的混合狀態(tài)。

3 遠程診斷在船舶機械中的特點

多源信息的相融合

利用多信息、多參數(shù)的技術(shù)融合，可以將船舶動力機械中性能參數(shù)、振動、瞬時轉(zhuǎn)速和油液等進行相融合，形成船舶機械的綜合診斷，主要的形式有：模糊式判斷、極限值評判、故障推理法以及理論多智能體等等。

在船舶動力機械中作為主機的柴油機，就需要用以上幾種方式進行綜合推理，比如說柴油機的溫度、壓力就會采用到模糊式判斷進行性能參數(shù)分析。

采用多層次的采集、診斷和維修

實驗室中的診斷系統(tǒng)，是利用遠程數(shù)據(jù)的采集以及信息快速傳遞的方式，采用油液離線技術(shù)，形成船舶機械遠程故障診斷系統(tǒng)，組建成故障診斷中心專家團隊，實現(xiàn)診斷中心具有數(shù)據(jù)管理、故障診斷、即時消息處理、預測未來發(fā)展方向和全面服務為一體的功能體系，讓遠程診斷在船舶機械中越發(fā)完善。

4 對未來船舶動力機械摩擦學展望

就當前世界來看，人類社會不僅物質(zhì)上有所提高，在精神上也發(fā)生很大改變，越來越開始探求于生態(tài)環(huán)境保護和自身經(jīng)濟發(fā)展，很多方面可以看出人們希望二者可以和諧融洽。而船舶動力機械作為國際貿(mào)易發(fā)展的重要組成部分，摩擦學問題將會對其具有重大影響。通過這些方面也揭示了摩擦學學科在節(jié)約能源、保護環(huán)境、可靠性高等一些性能，對新時代下許多工程中新能源、新技術(shù)等為基礎的船舶動力機械起到了支撐作用。把摩擦學知識合理的應用在船舶制造、設計、使用以及管理等各個重要部分中，真正實現(xiàn)節(jié)約能源、降低消耗的直接目標，也為實現(xiàn)環(huán)保、安全、節(jié)能的航運強國做出一份貢獻。

首先，我們要有明確的出發(fā)點，就是以船舶動力機械的安全性和節(jié)能性為出發(fā)點，融入到摩擦學的理論基礎里面，從各個摩擦易損點進行分析，最大程度的減少能源耗費，提高資源的效率。其次，我們要走在創(chuàng)新的道路上，研究出更多的新型抗壓制品，讓船舶動力機械的各個組件運行起來更加安全可靠，使其壽命延長。最后，在船舶動力機械發(fā)展的這條道路上，我們是一定要以摩擦學理論為基礎的，不可以偏離。因為摩擦學是服務于船舶動力機械的可監(jiān)測性理論，是可以提高船舶整個機械系統(tǒng)的基底，也是現(xiàn)代社會需要的智能化方式。

5 結(jié)束語

由于社會不斷發(fā)展，環(huán)境問題越來越受重視，而摩擦學也越來越向綠色生態(tài)摩擦學延伸。水上運輸是我國乃至世界上不可或缺的一部分，船舶動力機械中摩擦學也隨之重要起來。在今后的船舶機械發(fā)展中，要不斷加強和完善摩擦學的運用，讓船舶設計更加創(chuàng)新化、船舶制造更加安全化、船舶運營更加順暢化以及船舶管理更加合理化。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.002