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。     

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。     

自润滑关节轴承轴向游隙润滑油流量计算方法

为有效降低轴向游隙内外圈运动摩擦力,增强自润滑关节轴承旋转及定位精度,提出一种基于伯努利方程的轴向游隙润滑油流量计算方法.根据自润滑关节轴承构造机理,分析温度对轴向游隙影响,按照轴承真实工作温度、旋转速率和装配应力,推算出恰当初始游隙,确保轴承在工况下的最优游隙内部管路状态;考虑润滑油在游隙管路内的沿程损耗和局部损耗,...     

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。     

衬垫甘油醚改性处理对自润滑关节轴承性能的影响

由于芳纶材料的苯基团极难溶于大多数化学物质,由聚四氟乙烯(PTFE)纤维和芳纶纤维复合编织而成的自润滑衬垫与黏接剂的黏接性能较差,从而影响轴承的整体性能。对关节轴承自润滑衬垫进行甘油醚接枝改性处理,利用摩擦学动态性能试验机测定衬垫改性处理后的轴承的摩擦学性能,并分析衬垫改性处理影响轴承摩擦学性能的机制。结果表明:衬垫经改性处理后轴承的磨损量、摩擦因数和摩擦温升均明显降低;经接枝改性处理后,衬垫的成膜性能得到明显改善,且随着摆动频率的提高,衬垫的成膜性能也有所提高,表明甘油醚接枝改性改善了自润滑关节轴承的摩擦学性能。     

高轴向承载、耐磨损起落架新型关节轴承研制

某飞机主起落架通过轴承安装在机翼交点上,起落架落地时该部位轴承要求高轴向承载、耐磨损,常规的带装配槽金属对金属关节轴承的轴向承载能力弱,同时使用时容易出现轴承局部粘着磨损,从而使整个轴承失效,不能满足实际工况要求。为解决某飞机主起落架关节轴承低轴向承载和局部存在粘着磨损现象,提出了带法兰单边挤压自润滑新型轴承结构,对新型轴承开展了外形尺寸设计、自润滑层材料选择、机体材料选择、承载应力分析,同时对新型轴承开展了单边挤压工艺技术研究。轴承研制后进行了轴向静载和径向动磨损试验,试验结果满足要求。经试验表明:带法兰单边挤压新型自润滑关节轴承具有高轴向承载、耐磨损能力,可满足某飞机起落架交点工况要求。     

挤压型铝合金自润滑关节轴承性能研究

为满足航空轴承轻量化的设计要求,研制了挤压型铝合金自润滑关节轴承,对比同规格挤压型不锈钢自润滑关节轴承,对铝合金自润滑关节轴承进行了强度计算和有限元分析校核,开展了径向额定静载荷、轴向额定静载荷和径向额定动载荷下摆动摩擦磨损的性能试验。结果表明:挤压型铝合金自润滑关节轴承在静载荷下变形性能和径向载荷下的摩擦磨损性能满足要求,在常温低速摆动工况条件下,完全可以替代挤压型不锈钢自润滑关节轴承。     

进口自润滑关节轴承的组织与性能分析

检测进口自润滑关节轴承套圈的显微组织、硬度及残余奥氏体含量,并测试轴承的承载、耐磨损性能。结果表明:进口轴承套圈材料的成分及热处理工艺与国内同类材料相当;进口轴承马氏体呈针状分布,且较为细小,残余奥氏体含量较均匀;进口轴承的各项性能指标基本符合标准要求,密合度、径/轴向静载荷试验中个别轴承超标,低温磨损试验中个别轴承的自润滑衬垫材料的低温摩擦性能欠佳。     

支承方式对自润滑向心关节轴承承载能力的影响

以某自润滑关节轴承为研究对象,采用ANSYS软件建立不同支承条件下关节轴承的有限元模型,比较刚性圆环支承、弹性圆筒支承和弹性杆端支承对关节轴承的应力场和刚度的影响,结果表明:在相同载荷下,刚性圆环支承下轴承应力场分布较均匀,所受的整体应力最小,衬垫受到的接触应力较小,刚度最大,利于延长轴承的磨损寿命;弹性杆端支承下轴承整体承受的应力最大,衬垫受到的接触应力最大,刚度最小,会缩短轴承磨损寿命。     

不同黏结方向对织物自润滑衬垫磨损性能的影响

织物自润滑衬垫是飞机关节轴承的关键自润滑材料,其摩擦磨损性能直接影响关节轴承的服役可靠性。对2种型号的关节轴承进行故障分析,结合摆动磨损试验研究衬垫裁剪和黏结方向对衬垫性能的影响。结果表明:45°方向裁剪的衬垫摩擦平稳性和耐磨性均优于0°方向裁剪的衬垫,为提高国产织物自润滑衬垫的服役性能提供了试验依据。     

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。     

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。     

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。     

PTFE/芳纶织物衬垫自润滑关节轴承性能试验

对比分析研究了同型号国产与进口PTFE/芳纶织物衬垫自润滑关节轴承的粘结质量、摩擦学性能以及承载性能,研究结果表明:进口轴承的剥离强度、摩擦磨损性能以及承载性能均略优于国产同型号的关节轴承;国内自润滑关节轴承的衬垫粘结质量、摩擦学性能以及承载性能需要进一步提高。     

基于接触性能的自润滑关节轴承结构尺寸设计

自润滑关节轴承衬垫的受力状态直接影响其接触性能的优劣,从而影响使用寿命。因此基于GE30C型自润滑关节轴承,在不改变装配尺寸和轴向摆角的前提下建立有限元模型,确定该性能的评价指标并进行正交试验,用综合评分法和极差分析法对试验结果进行分析,以得到各主要结构尺寸对接触性能的影响规律,进而确定最优尺寸并使其接触性能得到改善。通过算例可知,利用有限元仿真可研究轴承的接触性能,拓宽了对该性能的研究方法。     

改性处理衬垫对自润滑关节轴承粘接性能及摩擦学性能的影响

通过对PTFE纤维与芳纶纤维复合编织衬垫分别进行丙烯酰胺处理、磷酸酯偶联剂处理和甘油醚处理,利用Instron5944型电子万能材料试验机和自制的复合摆动式摩擦磨损性能试验机,对关节轴承的剥离强度及摩擦磨损性能进行了测试和试验,考察了不同改性处理对自润滑关节轴承的粘接性能和摩擦学性能的影响,结果表明,衬垫经改性处理后轴承的粘接性能得到了提高,并且轴承的摩擦因数、磨损量以及摩擦温升有所降低,其中经丙烯酰胺处理后,轴承的粘接性能和摩擦学性能最优。     

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.     

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。     

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。     

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。