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,凭借伯努利方程与流能量守恒定律,分别推导润滑油流动阻力与流动压力,求解定常管路内油量,创建润滑油流量计算二次线性函数,完成润滑油流量计算。实验结果证明,所提方法实际补偿效果好,润滑油流量计算速率快,流量输出偏差结果较小,对自润滑关节轴承轴向游隙的设计与应用具有现实指导意义。

制备了两种聚四氟乙烯（PTFE）/聚苯硫醚（PPS）织物衬垫自润滑关节轴承.在径向载荷为35 kN,摆动频率为2.5 Hz工况下,利用关节轴承试验机对其摩擦学性能进行了研究.采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）对其摩擦面的微观形貌和磨损机理进行了研究.结果表明：PTFE/PPS短纤维关节轴承表现出良好的摩擦学性能,其耐磨性和PTFE转移膜面积比PTFE/PPS长丝纤维关节轴承高22.9%和69.7%.PTFE/PPS短纤维关节轴承的磨损机理主要为轻微的黏着磨损和磨粒磨损,PTFE/PPS长丝纤维关节轴承的磨损机理主要为严重的黏着磨损和磨粒磨损.

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。

针对自润滑关节轴承寿命试验耗时长、费用高、数据量少的现状,根据试验过程中轴承磨损量的变化规律,提出了一种样本扩充的方法,并利用扩充后数据的分析结果等效评估轴承寿命。结果表明,该评价方法操作简便,所得结果与实际应用情况一致。

对金属陶瓷涂层技术在自润滑关节轴承的应用展开研究,并将金属陶瓷涂层与传统电镀硬铬进行对比。结果表明：金属陶瓷涂层的硬度更高、耐腐蚀能力更好,在高速轻载和低速重载2种工况下的磨损性能更优异;轴承的主要磨损机理是磨料磨损和疲劳磨损。

自润滑关节轴承以其自身结构和性能的优异性而受到广泛应用。特别是在航空航天装备中,自润滑关节轴承因相比于传统的滚动轴承具有结构简单、免维护、无需添加润滑剂等特点而备受青睐,大型空天装备中自润滑关节轴承的使用可达上千套,以质量更轻、体积更小的自润滑关节轴承来取代传统的滚动轴承,在降低装备质量的同时,又提供了更多可利用空间,有效提升了续航时间和承载能力。国外的SKF、ELGES、NTN公司对自润滑关节轴承的研究已有六十多年的历史,其主要研制和开发的编织型自润滑关节轴承出口至世界各国。我国对自润滑关节轴承的研究起步较晚,民用自润滑关节轴承大部分来自于国产,而军用自润滑关节轴承主要依赖进口,这也在一定程度上限制了我国军事的发展,特别是航空航天领域。多年来,我国之所以未能在自润滑关节轴承上取得突破,赶...

根据GE30C型自润滑关节轴承的实际结构与工况,用软件ANSYS Workbench分别建立了它在径向受载情况下作倾斜摆动和旋转摆动的有限元模型,对其温度场进行分析并得出温度的分布规律;采用正交试验法分析倾斜摆动时径向载荷、最大摆角、摆动周期和摩擦因数等对衬垫摩擦生热的影响规律,为该类轴承的合理选择与使用提供参考。

对杆端自润滑关节轴承的杆端体进行疲劳性能检测,循环加载至132.9×104次时发现轴承端面存在微裂纹。采用化学成分分析、宏观检验、微观分析、能谱分析和金相检验等方法对轴承端面开裂原因进行分析。结果表明轴承端面裂纹的萌生主要是由于端面与工装平面存在黏着磨损,使得轴承端面发生金属塑性流变。当轴承端面受到较大的切应力时,表层金属发生塑性变形以致开裂,有些微裂纹向内部扩展,有些微裂纹则导致塑性变形层剥落,最终在轴承端面形成凹坑。

关节轴承具有其他类型轴承无法替代的作用，广泛应用于航空、航天等领域。但是在加工自润滑关节轴承零部件时，已加工表面会有残余应力存在，而残余应力又是影响关节轴承使用寿命和使用性能的关键因素。因此，研究残余应力对关节轴承性能的影响很有必要。在分析关节轴承切削加工前后摩擦力矩变化的基础上，对关节轴承残余应力的产生原因进行分析，并对关节轴承残余应力进行试验。测试结果表明：关节轴承在加工过程中会产生残余应力和变形，影响关节轴承的一致性和稳定性。

自润滑关节轴承的成形及装配工艺是近年来的热门研究课题。针对旋压成形外圈试验，研究旋压成形试验中内外圈存在较大间隙的原因；探索减小旋压成形产生较大间隙的方法；探究旋压成形方法是否可提高成形加工后内外圈间隙的均匀性同时降低对内圈和衬垫的损伤。使用有限元分析软件LS-DYNA，结合弹塑性力学相关理论及旋压成形变形均匀、成形力小以及易于控制的优点，通过分别优化外圈毛坯及旋轮轮廓曲线，进行旋压整体式外圈自润滑关节轴承的工艺探究。