[发明专利]一种桥梁支座用耐磨板

说明书

本发明公开了一种桥梁支座用耐磨板，耐磨板采用高分子聚合物基体，基体的受摩擦面设有交替排列的沟槽列和凹坑列，每一沟槽列为一条正弦曲线形沟槽；每一凹坑列由两种不同朝向的椭球形凹坑交替排列而成。正弦曲线形沟槽与导流椭球形凹坑的复合后具有涡流增强效应，能形成类似滚轴运动，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，既具有凹坑类织构减摩和稳定摩擦系数的效果，还具有凹槽类织构的增强耐磨性能的效果，并使用了在往复运动中均有效果的正弦曲线形沟槽和椭球形凹坑，试验结果表明，该耐磨板相对于表面无织构的空白样品，摩擦系数降低率高达31％以上。

技术领域

本发明属于织构材料领域，涉及一种桥梁支座用耐磨板。

背景技术

桥梁支座用耐磨板主要以聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或其改性复合材料为主，目前，此类耐磨板承载能力低、摩擦系数高、耐磨性能和减震效果差，且需要添加硅脂进行润滑(硅脂干涸易导致耐磨板性能急剧下降)等特点，使得在役桥梁支座部件出现支座位移超限和耐磨板磨损严重失效现象，造成后期桥梁维护复杂且服役寿命周期短，严重影响桥梁结构的安全运行。

到目前为止，多种表面工程技术如强流脉冲离子束表面改性、激光熔覆、离子注入、物理气相沉积、激光表面织构化等方法已经被应用于提高材料表面的减摩耐磨性能。在多种表面工程技术中，激光表面织构由于具有加工速度快、生产效率高、可控性好等优点受到了广泛的关注，目前的减摩减阻方式的制备工艺比较复杂，成本较高，不易于工业化生产。

发明内容

针对现有桥梁支座用耐磨板承载能力低、摩擦系数高、耐磨性能和减震效果差等问题，本发明提供一种桥梁支座用耐磨板，与空白耐磨板试样相比，该耐磨板的摩擦系数降低率高达31％以上。

本发明采用的技术方案具体如下：

本发明提供的桥梁支座用耐磨板采用高分子聚合物基体，所述基体的受摩擦面设有交替排列的沟槽列和凹坑列，每一沟槽列为一条正弦曲线形沟槽；每一凹坑列由两种不同朝向的椭球形凹坑交替排列而成。

在上述技术方案的基础上，高分子聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)。

在上述技术方案的基础上，椭球形凹坑为沿椭球长轴方向剖开的半椭球。

在上述技术方案的基础上，正弦曲线形沟槽的横截面呈弓形，易于加工。

在上述技术方案的基础上，正弦曲线形沟槽的宽深比为5～50，优选为20～50；椭球形凹坑的宽深比为5～50，优选为20～50。

在上述技术方案的基础上，正弦曲线形沟槽的X轴与受摩擦方向相垂直。

在上述技术方案的基础上，正弦曲线形沟槽的深度为0.1-20微米，宽度为50-500微米。

在上述技术方案的基础上，两种不同朝向的椭球形凹坑长轴之间夹角为30-60°，深度为0.1-20微米。

在上述技术方案的基础上，正弦曲线形沟槽和椭球形凹坑的总面积占基体受摩擦面的5％-40％。

在上述技术方案的基础上，正弦曲线形沟槽和椭球形凹坑之间间距在50-600微米。

本发明减阻减摩原理如下：

本发明通过在高分子聚合物基体的受摩擦面设置微米级的正弦曲线形沟槽和椭球形凹坑的复合织构，在摩擦过程中，正弦曲线形沟槽和椭球形凹坑的复合织构具有涡流增强效应，使得复合织构整体在往复摩擦过程中均有着良好的导向效果，从而达到一个稳定的减摩减阻效果。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供的桥梁支座用耐磨板，其受摩擦面的复合织构的制备方法简单易行，制备过程仅需用到激光打标设备，没有涉及任何有机试剂，绿色环保；