自润滑关节轴承现状及发展

简述了自润滑关节轴承的发展历程;阐明了国内外自润滑关节轴承技术和理论的研究现状;指出了我国在自润滑关节轴承技术方面存在的一些不足,并展望了我国自润滑关节轴承技术的发展趋势.     

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。     

PTFE/铜网复合材料衬垫自润滑关节轴承的试验研究

建立了自润滑关节轴承的摆动工况模拟试验方法和试验装置，试验评价了PTFE／铜网复合材料衬垫的关节轴承在不同载荷条件下无油润滑的摩擦磨损性能。结果表明：随着载荷自20kN增大至40kN，该轴承摩擦系数和线磨损量均有所增大，摩擦状态也发生了变化；40kN载荷已达到或超过该衬垫关节轴承的承载极限。     

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。     

纤维织物型自润滑材料摩擦学性能试验

采用标准球盘往复式摩擦磨损试验机对纤维织物型自润滑关节轴承材料的摩擦特性及磨损机理进行试验,测定恒定载荷和往复运动条件下衬垫的摩擦因数和磨损量,给出了衬垫与试球间接触应力分布计算式。通过方差分析及检验样本P值验证了不同条件下测试均值差异的显著性及数据的有效性;应用扫描透射电子显微镜观测衬垫磨后的表面形貌,分析磨损机理;采用3种对磨试球,对比不同材料对衬垫摩擦学特性的影响。     

织物自润滑衬垫的研究现状与展望

织物自润滑衬垫的性能是保证关节轴承具备重载、耐冲击、长寿命等特性的关键因素。结合国内、外文献,介绍了织物自润滑衬垫的发展历程,指出了影响织物自润滑衬垫工作性能的因素,并对织物自润滑衬垫的未来发展趋势进行了展望。     

织物衬垫自润滑关节轴承的研究现状与展望

针对飞行器等高端设备中广泛使用的免维护织物衬垫自润滑关节轴承,从其基体与自润滑织物衬垫材料、力学仿真与结构分析、性能试验、磨损与寿命分析诸方面介绍了国内、外的研究动态和发展趋势,并在总结现有研究工作的基础上,对织物衬垫自润滑关节轴承的未来发展趋势提出了一些看法.     

恒剥离角自润滑关节轴承衬垫粘结质量检测装置

根据断裂力学和粘结接触理论,针对自润滑关节轴承衬垫粘结力方向为轴承内球面法向的情况,给出了衬垫粘结力与衬垫剥离力的映射关系,提出了一种新型恒剥离角的衬垫剥离方式,避免了由变剥离角产生的粘滑效应所引起的剥离力波动。分析衬垫剥离过程中衬垫弹性变形的尺度补偿,构建了新型恒剥离角自润滑关节轴承衬垫剥离力检测装置。     

T型自润滑关节轴承介绍

介绍了T型自润滑关节轴承的特点、应用场合,阐述了轴承的工作原理。通过静载荷、动载荷性能试验数据表明干摩擦因数低,承载能力高,寿命长。     

织物衬垫型关节轴承的力学分析

针对织物衬垫型关节轴承工作时的承载特性,利用ANSYS Workbench有限元数值模拟软件建立其接触应力和变形的分析模型,通过压缩试验,测试了织物衬垫的压缩弹性模量参数,对自润滑关节轴承进行了静态负荷试验,验证了力学分析模型的正确性,为织物衬垫型关节轴承的结构优化、强度校核提供了可靠、快捷的计算方法。     

Sliding Wear of the Hybrid Kevlar/PTFE Fabric Reinforced Phenolic Composite Filled with Nano-titania

The Kevlar/polytetrafluroethylene(Kevlar/PTFE) fabric composite can be used as a self-lubricating liner of the self-lubricating bearing.Many types of nano-particles can improve the tribological performance of the polymer-based composite.Unfortunately,up to now,published work on the effect of nano-particles on the tribological performance of the fabric composite which can be used as a self-lubricating liner is quite scarce.Therefore,for the purpose of exploring a way to significantly improve the tribological performance of the fabric composite,the tribological performance of the Kevlar/PTFE fabric composite filled with nano-titania is evaluated by using the block-on-ring wear tester.The scanning electron microscopy is utilized to observe the morphologies of worn surfaces of the fabric composites and the counterparts.The tensile properties of the composites are evaluated on the universal material testing machine.The test results show that the addition of nano-titania at a proper mass fraction of the matrix resin improves the wear resistance and the tensile strength,decreases the friction coefficient,and makes the wear volume of the composite reach a relative steady state more quickly;plastic deformation and microcutting are important for the wear of the fabric composite;a lubricating layer is formed on the worn surface of the composite during sliding,and the lubricating layer is critical for the tribological performance of the composite;the formation and properties of the lubricating layer are influenced by the nano-titania particles.The proposed study on the effect of nano-titania on the tribological performance of the Kevlar/PTFE fabric composite,especially on the evolution of the worn surface of the composite,provides the basis for further understanding of the influence mechanism of the nano-particles on the tribological performance of the composite and explores a method of improving the tribological performance of the composite.     

基体树脂和纳米颗粒含量对自润滑衬垫摩擦磨损性能的影响

用浸渍方法制备了含有不同比例基体树脂的Kevlar/聚四氟乙烯纤维(PTFE)织物型自润滑衬垫,用MM-200磨损试验机试验评价了制备衬垫的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面观测,探讨了衬垫中基体树脂含量和添加的纳米颗粒对衬垫摩擦磨损性能的影响机理。研究结果表明:衬垫存在一个较优的基体树脂含量范围,在此范围内,衬垫的摩擦磨损性能较为优异;纳米颗粒对衬垫的摩擦学性能和摩擦过程的阶段性变化产生影响,加入纳米颗粒后衬垫的抗磨性能得到明显改善。     

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。     

自润滑向心关节轴承磨损寿命模型

以摩擦副为钢/PTFE编织物的自润滑向心关节轴承为研究对象,从磨损机理出发,基于组合磨损理论和稳定磨损中线磨损率保持不变的特征,通过对复合摆动条件下向心关节轴承的运动分析、接触和速度分析、受力分析、磨损量分析,进而推导出新的解析式寿命模型,可分别计算旋转摆动、倾斜摆动以及复合摆动三种摆动方式下的自润滑向心关节轴承磨损寿命,并提出其计算方法。通过算例计算,得出不同工况三种摆动方式下自润滑向心关节轴承磨损寿命比,与已有理论计算结果和试验结果相近,尤其在复合摆动工况下与已有理论计算值相差更小,相对误差小于6%。新建模型为向心关节轴承提供了一种新的寿命计算方法,可以弥补现有寿命计算公式大多仅考虑旋转摆动工况的不足。     

高频摆动自润滑关节轴承故障分析与改进验证

对高频摆动工况下自润滑关节轴承GE20-1的故障分析显示:织物自润滑衬垫和内圈球面镀硬铬涂层耐磨损性能不佳,出现偏磨现象;磨损严重处衬垫磨穿,内圈球面涂层仅剩1～2μm.为提升轴承耐磨损性能,采用了PTFE纤维面密度约20.1％的CD2#衬垫与内圈球面硬质合金涂层相组合的改进方案,改进轴承GE20-2经1500 h寿命...