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摘要
船用艉轴承支撑着悬伸于船外的螺旋桨轴，由于螺旋桨的重力作用，其轴颈中心线不再平行于轴承孔中心线，而是在竖直平面内发生倾斜。轴颈倾斜使轴承膜厚及压力沿轴向不再均匀分布，显著降低轴承承载能力，使之处于混合润滑状态，且易导致碰磨、严重磨损甚至轴瓦烧焦等问题，严重危害轴系服役安全。为提高轴颈倾斜下水润滑艉轴承的性能，改善压力分布，提出了一种采用复合衬层的轴承设计方法，以高分子材料作为承载表面，在高分子承载层与金属外壳之间加入橡胶层，橡胶层为等厚或非等厚结构。在此基础上建立了复合衬层水润滑轴承的混合润滑模型，分析了单一衬层结构、等厚复合衬层结构及非等厚复合衬层结构下的轴承性能。结果表明，对于处于混合润滑状态的水润滑轴承，复合衬层改善了压力分布、降低了摩擦因数和混合润滑状态过渡到流体动力润滑状态时的转速，而非等厚复合衬层对润滑性能具有更显著的改善作用。总结得到非等厚复合衬层轴承最优橡胶层厚的拟合公式，并给出了公式的适用范围，公式形式简洁，便于应用于轴承设计计算。相关工作为船用轴承优化设计和承载能力提升提供了新思路。
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