关节轴承磨损性能试验研究进展

总结了关节轴承的磨损性能试验以及摩擦磨损试验机的研究进展。影响关节轴承摩擦磨损性能的主要因素为载荷、摆频、摆动角度、温度、轴承材料和自润滑材料材质及含量,并根据已有的研究工作对将来试验机的发展趋势提出了一些看法。     

航空自润滑关节轴承寿命试验机的构型

依据关节轴承摆动及磨损形式,建立了关节轴承运动特征矩阵。根据关节轴承运动形式和承载特点,引出了关节轴承寿命试验机49种理论构型;同时将现有寿命试验机归纳为4种构型,并对每种构型典型的寿命试验机进行了分析。最后根据实际工况条件,提出两种有使用价值的寿命试验机构型,并对这两种寿命试验机进行了方案设计。     

自润滑关节轴承磨损性能研究

采用摩擦磨损试验机进行了自润滑关节轴承往复连续摆动的磨损试验,研究了不同载荷、摆角及温度下自润滑关节轴承的磨损性能,并通过磨损表面的形貌分析了不同工况下轴承的磨损形式。研究表明:随着载荷、摆角的增加,轴承磨损率对载荷和摆角的敏感程度上升,磨损形式发生变化;高、低温环境加剧轴承的磨损,大大降低其磨损性能。     

航空关节轴承寿命试验机发展综述

关节轴承寿命试验机是关节轴承研制过程中必不可少的检测设备。根据试验机运动维数、传动与加载方式、检测参数、环境模拟能力,评述了典型关节轴承寿命试验机。分析关节轴承寿命试验机的组成系统,指出了现有试验机存在的问题,并对试验机发展趋势进行了预测。     

铜基粉末冶金和青铜衬垫杆端关节轴承摩擦学性能对比

采用自制的高频重载杆端关节轴承摩擦磨损试验机,在摆动频率3 Hz,接触应力8 MPa条件下试验分析了铜基粉末冶金和青铜衬垫杆端关节轴承的摩擦因数、温升和磨损情况,借助扫描电子显微镜(SEM)检查分析了2种衬垫的表面磨损差异。结果表明:铜基粉末冶金衬垫轴承的摩擦学性能优于青铜衬垫,且前者为轻微磨粒磨损,后者为严重磨粒磨损。     

PTFE/铜网衬垫关节轴承的摩擦学性能研究

利用自制的高频重载关节轴承摩擦磨损试验机,研究了不同摆动频率和接触压力条件下PTFE/铜网复合材料衬垫关节轴承摩擦系数、线磨损量和摩擦温度的变化规律。借助扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)分析了关节轴承衬垫的磨损表面并探讨了其磨损机理。结果表明:在接触压力≤47.6 MPa时,摆动频率的升高对轴承的摩擦系数、磨损量和摩擦温度影响较小;在接触压力(47.6 MPa时,随着摆动频率的变化,轴承的摩擦系数、磨损量波动范围较大,摩擦温度上升较快;在摆动频率和接触压力共同作用下衬垫材料发生塑性变形、挤压变形和剥落,内圈材料向衬垫转移使关节轴承衬垫自润滑能力下降,导致衬垫材料发生粘着磨损和磨粒磨损而失效。     

磷酸酯偶联剂改性衬垫对自润滑关节轴承性能的影响

利用 Instron5944型电子万能材料试验机和自制的关节轴承摩擦磨损试验机,研究磷酸酯偶联剂接枝改性处理衬垫对自润滑关节轴承黏接性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明：磷酸酯偶联剂接枝改性处理衬垫可以有效提高轴承衬垫的黏接性能;自润滑关节轴承的摩擦磨损性能与摆动频率呈现明显的相关性,摩擦因数和磨损量均随摆动频率的增大而减小,而摩擦温度随之升高;衬垫经改性处理的轴承摩擦因数、磨损量以及摩擦温升均明显降低,表明衬垫经改性处理后改善了自润滑关节轴承的摩擦学性能。     

关节轴承液压系统设计

关节轴承试验机的发展伴随着关节轴承的发展有了飞快进步。以往的关节轴承试验机主要针对关节轴承的寿命进行测试,形式单一。本文通过总结分析国内外关于关节轴承的设计研究,基于结构分析角度,给出了液压加载系统的实验器设计方案,为关节轴承高低温性能实验提供了一种测试系统,能够模拟高低温环境变化,驱动轴承运动,并对轴承施加载荷,测试轴承的摩擦性能。     

自润滑关节轴承寿命估算方法

减振器关节轴承在发生大负荷、低速和润滑不充分的情况下,很容易产生高摩擦和严重磨损,所以关节轴承的寿命主要是其摩擦与磨损寿命。而摩擦、磨损现象是十分复杂的,要准确计算这种寿命是十分困难的。结合经验公式、试验结果和对车辆使用的关节轴承磨损情况,对自润滑关节轴承的寿命估算法进行了研究,得到关节轴承寿命的计算方法,可以有效地对轴承寿命进行预测。     

自润滑关节轴承磨损寿命影响因素分析

为了研究影响自润滑关节轴承磨损寿命的主要因素及其规律,基于自润滑关节轴承寿命计算公式,确定了影响自润滑关节轴承磨损寿命的主要因素为载荷、摆动频率、温度,在不同水平下对每个影响因素开展了磨损寿命试验。结果表明:自润滑关节轴承磨损寿命随载荷和摆动频率的增大而减小;在低于常温的范围内,随温度的增大而增大;在高于常温的范围内,随温度的增大而减小。     

多功能摩擦磨损试验机系统设计

为研究自润滑关节轴承摩擦副材料在空间环境下的摩擦学性能,在已有空间环境模拟装置的基础上,设计了一种新型摩擦磨损试验机。采用模块化设计方法设计了试验机的型谱,对其进行了功能分析和模块划分,并组建了以摩擦副接触形式为特征的功能变换矩阵。系统介绍了试验机的构成并对试验机进行了试验验证,试验结果表明:试验机能够进行多种接触形式的摩擦磨损试验,具有良好的可靠性,实现了一机多用。     

组合加载关节轴承试验机

介绍了一种主要用于测定向心关节轴承磨损寿命及进行动静态性能测试的试验机。通过改变轴承轴向转角、径向倾斜角,同时对轴承径向、轴向分别加载。输入不同的波形加载,模拟轴承实际工况,从而进行疲劳试验。采用湿度、温度控制等方法,模拟使用环境,以测试轴承的磨损寿命,为轴承的使用提供依据。     

新型关节轴承寿命试验机及关节轴承寿命判断准则

对关节轴承寿命试验机的工作原理、轴承摩擦系数测量原理作了介绍。在判断轴承失效时，只要下列一项达到即认为轴承的寿命已到：（１）轴承中的摩擦系数达到０．２５。（２）轴承径向磨损达到０．００４ｄｍ（ｄｍ为关节轴承球面直径）。（３）轴承表面温升达到１００℃。     

PTFE/芳纶纤维编织衬垫自润滑关节轴承的黏接性能及摩擦学性能

对PTFE/Kevlar纤维混合编织衬垫分别进行超声波处理、稀土CeO2处理后,制备了自润滑关节轴承,利用Instron5944型电子万能材料试验机和自制的高频摆动摩擦磨损试验机对关节轴承进行了剥离强度测试和摩擦磨损性能试验,考察了前处理工艺对关节轴承的黏接性能和摩擦学性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察分析了衬垫表面的微观形貌变化,以探究轴承的摩擦学性能与衬垫形成PTFE转移膜的成膜性能之间的关系。结果表明,衬垫经改性前处理后,不仅提高了衬垫与基体的黏接性能,而且提高了轴承的摩擦学性能;轴承的摩擦学性能与其在摩擦磨损过程中形成PTFE转移膜的成膜性能之间存在一定的对应关系,即PTFE转移膜的形成越快,耐磨性、均匀连续性越好,在摩擦磨损过程中表现出较优的摩擦诱导成膜性能,其摩擦学性能也越优。     

宽温域向心关节轴承径向游隙试验研究

针对宽温域向心关节轴承径向游隙测量存在的宽温域测量研究少,无测量误差补偿,环境箱使用不标准,位移点测量单一等主要问题,提出了一种降低径向游隙测量误差的测量方法,研制开发了宽温域向心关节轴承试验机,通过多温度阶段自润滑关节轴承径向游隙测量验证了试验机设计的合理性及测量方法的有效性。     

关节轴承磨损失效的研究现状及进展

从关节轴承磨损量的测量方法、试验研究以及关节轴承磨损寿命的计算模型三个方面,综述了国内外关节轴承磨损失效的研究现状及取得的成果。详细介绍了关节轴承磨损量的测量方法,以及摩擦副材料、工况、表面质量和制造工艺对关节轴承磨损失效的影响,总结了几种典型自润滑关节轴承磨损寿命计算模型,并探讨了关节轴承磨损失效存在的问题以及未来发展的趋势。     

关节轴承多维试验机的研制

由于装配之前需要对关节轴承进行跑合试验,研制了一种关节轴承多维跑合试验机。通过机构分析,该试验机可以实现三个移动方向的力加载以及三个旋转方向的摆动控制。基于刚体运动学理论,借助数学几何解析法分析了球面并联机构的运动学特性。最后通过跑合试验,验证了该多维试验机可以满足相应的性能指标,能够为关节轴承的性能预测提供可靠试验依据。     

基于Weibull分布的高速自润滑关节轴承可靠性分析

基于高速自润滑关节轴承寿命服从Weibull分布规律的特点,根据高速自润滑关节轴承磨损寿命试验的完全试验数据和不完全试验数据,采用联合平均秩次和最小二乘估计Weibull分布模型参数的方法,有效提高了参数的精度,得到了高速自润滑关节轴承磨损寿命的分布函数、分布密度函数、可靠度函数和失效率函数,实现了高速自润滑关节轴承的可靠性分析。     

巧修275B装载机转向液压缸活塞杆连接头

我公司有一台275B型装载机,其转向液压缸的活塞杆连接头处的向心关节轴承严重磨损,连接头内孔也已磨损,无法与新的进口向心关节轴承配套使用。若选用国产向心关节轴承,主要存在以下问题：①各种规格的国产向心关节轴承的外径均与连接头孔径不符,又不能轻易改动原内孔尺寸。②国产向心关节轴承内径与转向销轴外径不符,且转向销轴外径因受限制不能改动。③国产向心关节轴承是自内侧注黄油润滑,而进口向心关节轴承是从外侧注黄油润滑。鉴于以上困难,我们依据活塞杆连接头实际尺寸加工了轴套镶在孔中,暂时解决了这一问题。可使用一段…     

关节轴承寿命试验机在线磨损量检测综合误差建模

为了提升关节轴承寿命试验机在线磨损量检测的精度,以自制的关节轴承寿命试验机为研究对象,对寿命试验机磨损量检测系统进行了分析和建模。介绍了关节轴承磨损量在线检测原理,分析了影响磨损量检测精度的误差因素。然后以多体系统运动学理论为基础,建立了关节轴承寿命试验机磨损量检测系统综合误差模型。通过实验检测得到磨损量检测系统由于载荷变化而产生的磨损量检测误差(简称载荷误差),并依据上述实验参数,采用有限元仿真的方法对载荷误差实验工况下的综合误差模型进行了验证。实验与计算结果表明,实验值与计算值最大相差0.028mm,除基准值外两者最小误差为0.012mm。计算值与实验值较为接近,验证了此工况条件下多体综合误差模型的正确性。