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底枢是人字闸门重要的支撑部件,完成力和运动的传递。长期在水中复杂环境下工作、受自身结构、材料及润滑特点和外部因素载荷、转速的影响,磨损成为了底枢失效最主要的原因。目前多利用标准磨损试验机进行等效试验以研究底枢配副材料的磨损特性。采用正交试验研究方法,利用人字闸门底枢磨损试验机,以实际闸门底枢工况为试验依据进行磨损模拟试验。通过对底枢摩擦副磨损量的测量方法研究、试验工况载荷、转速及转数对底枢配对副材料摩擦磨损性能的影响以及利用铁谱分析对磨损微粒的形状、形貌等特征分析,阐明了不同配副材料在不同工况条件下的磨损机理。主要结论如下:1)基于表面轮廓测量方法设计的底枢蘑菇头、轴瓦磨损量测量装置能够方便的测量底枢摩擦副磨损量,更贴合工程实际。2)通过极差分析得到了三种配副材料下磨损量随载荷、转速的变化趋势。40Cr/(QT600-3)球墨铸铁配对副底枢磨损量随载荷的增大先增加后减小,随转速的增大先减小后增加;40Cr/(ZQSn6-6-3)锡青铜配对副底枢磨损量随载荷的增大逐渐减小,随着转速的增大先增加后减小;40Cr/(ZQAL9-4)铝青铜配对副磨损量随载荷的增大先减小后增加,随着转速的增大逐渐增加。三种配副材料中40Cr/(ZQAL9-4)铝青铜耐磨性能最好。3)运转500r时,PV值在1.146-0.716范围内,40Cr/(QT600-3)球墨铸铁配对副磨损机理主要表现为由疲劳磨损和轻微的粘着磨损转变为疲劳和严重滑动磨损;当PV值在0.716-0.848范围内,其磨损机理为严重粘着滑动磨损和疲劳磨损。运转1000r时,当PV值在0.860-1.193范围内,其磨损机理主要表现为由疲劳和粘着磨损转变为严重的疲劳磨损;当PV值在1.193-0.678时,其磨损机理主要为粘着磨损。运转500r时,当PV值在1.146-0.716范围内,40Cr/(ZQAL9-4)铝青铜配对副磨损机理主要表现为由疲劳磨损转变为粘着和疲劳同时存在;当PV值在0.716-0.848范围内,其磨损机理主要以疲劳磨损为主。运转1000r时,PV值在0.860-1.193范围内,其磨损机理主要为粘着、轻微的磨粒和疲劳磨损转变为粘着和疲劳磨损;当PV值在1.193-0.678范围内,其磨损机理主要为粘着和疲劳磨损。运转500r时,当PV值在1.146-0.716范围内,40Cr/(ZQSn6-6-3)锡青铜配对副磨损机理主要由粘着和高温氧化以及轻微的磨粒磨损转变为粘着磨损和轻微疲劳磨损;当PV值在0.716-0.848范围内,其磨损机理主要为粘着和疲劳磨损。运转1000r时,当PV值在0.860-1.193范围内,其磨损机理由粘着磨损和疲劳磨损转变为严重粘着和疲劳磨损;当PV值在1.193-0.678范围内,其磨损机理主要为粘着和疲劳磨损。4)40Cr/(ZQAL9-4)铝青铜配副主要磨损机理为粘着磨损和疲劳磨损,随着磨损时间的延长,粘着磨损和疲劳磨损加剧,变为粘着和疲劳的复合磨损。磨粒的数量和尺寸整体呈增大的趋势。5)利用多项式函数和指数(Power)函数分别对磨损量随时间的变化关系进行拟合,通过测量值和计算值计算了拟合误差率,发现多项式拟合效果更好。另外对磨损体积、深度误差率进行比较,发现用磨损体积表征的误差率小于磨损深度。