Page 123 - 《摩擦学学报》2021年第4期

566 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

Carbon black: N220
Accelerant: TMTD
Anti-ager: CPPD
Activator: TECH and T-ZnO
Nano-SiO 2 solution
Micro-SiO 2 solution Plasticizer: DEHP
Modified nano-SiO 2
solution NBR-2 solution NBR-2 blank NBR-2 compound NBR-2 sample
Drying and Vulcanization
NBR-3 solution NBR-3 blank NBR-3 compound NBR-3 sample
milling Mixing
NBR-1 solution NBR-1 blank NBR-1 compound NBR-1 sample
Acetone/NBR solution

Fig. 2 Preparation of composites
图 2 复合材料的制备流程

其中微米SiO 原生粒径约为1 μm. 复合材料制备完成 采用搅拌器混合沙粒和水，通过水泵及水管泵送至摩
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后测量其重要力学性能，结果列于表1中. NBR-1复合 擦副，考虑到运输过程中含沙量的损失，测量实际出
材料中的SiO 经TESPT改性后在丁腈橡胶基体中分散 水口水流的质量含沙量. 试验所用泥沙来自长江流
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均匀 . 域，主要成分为石英.

2.2 试验方案
2 试验设备和方案
研究三种复合材料在沙水润滑条件不同载荷和

2.1 摩擦磨损试验机 转速下的摩擦学特性. 试验主要分为摩擦、磨损试验.
摩擦磨损试验在武汉理工大学自制SSB-100型 所用试样及铜轴在试验前均经过1 200目砂纸进行抛
环-块摩擦磨损试验机上进行，如图3所示. 试验机由 光. 摩擦试验设计参数列于表2中，磨合周期设为30 min，
变频电机、联轴器、轴支座、底座、环-块摩擦副、三维 各工况运行6 min，每两分钟采集1次数据，采集频率
力学传感器、加载装置、水箱、水泵及水管和搅拌器等 为1.6 kHz. 每个试样做1次重复试验. 磨损试验在0.15 m/s、
组成. 三维力学传感器能够测量轴向、周向和径向3个 0.8 MPa的条件下进行8 h. 磨损试验结束后，每个
方向的力，进而获取摩擦系数. 为实现沙水润滑工况， NBR试样用酒精清洗表面残留铜屑和沙粒，烘干后利

表 1 复合材料重要力学性能
Table 1 Important mechanical properties of composites

Material Hardness (Shore A) Tensile strength/MPa Elongation at break Permanent set at break
NBR-1 78 25.3 316% 8%
NBR-2 79 24.0 360% 11%
NBR-3 78 25.0 372% 12%

Sand Load
Sensor
Pipe
NBR

Blender
Shaft

Pump
Electromotor

Shaft coupling
Pedestal Water tank

Fig. 3 The SSB-100 block-on-ring tribo-tester
图 3 SSB-100型环-块摩擦磨损试验机