织物衬垫磨损对自润滑关节轴承动力学的影响

自润滑关节轴承在服役过程中,衬垫的磨损导致自润滑关节轴承内外圈之间产生间隙,自润滑运动副间隙的存在加速了内外圈之间的碰撞以及衬垫的进一步磨损,对自润滑关节轴承的动力学特性产生较大的影响。此外,衬垫的磨损还会导致各构件非线性特性的恶化,降低自润滑关节轴承的稳定性。为研究织物衬垫磨损对自润滑关节轴承动力学响应的影响,文中建立了带间隙的自润滑关节轴承运动副矢量模型。首先,通过修正Lankarani-Nikravesh(L-N)法向接触力模型和改进的库仑摩擦力模型,对内外圈间隙处的碰撞力进行建模;然后,基于牛顿第二定律建立了含间隙的刚柔耦合动力学方程;最后,分析讨论不同织物衬垫磨损量和不同摩擦因数条件下含间隙的自润滑关节轴承传动系统的动力学特性,并利用相图和Poincare映射图分析了自润滑关节轴承的非线性特性。结果表明:随着织物衬垫磨损量的增加,自润滑关节轴承内圈和外圈的动力学行为表现出非线性特性;衬垫磨损量一定时,随着衬垫摩擦因数的增加,系统稳定性得到提高,抑制了混沌现象的发生。

自润滑关节轴承磨损寿命研究方法现状与展望

自润滑关节轴承是依靠内外圈间的固体润滑材料实现润滑的一类关节轴承,其最主要的失效形式为磨损失效,对其磨损寿命的研究方法可分为基于计算机的数值计算和基于试验机的直接测试两大类。首先综述了目前应用最多的3种自润滑关节轴承寿命预测数值计算方法,包括有限元分析法、分子动力学法、人工神经网络方法,重点介绍了这几种方法的原理、主要研究方法和目前的研究现状。然后,总结了试验测试方法的主要研究内容,关节轴承磨损寿命试验机的研发是进行试验测试的前提,自润滑关节轴承磨损寿命分布规律是试验研究的主要内容,加速寿命试验是自润滑关节轴承试验最常用的手段。由此,分别从自润滑关节轴承磨损寿命试验机研发、自润滑关节轴承磨损寿命试验、加速试验在自润滑关节轴承试验研究中的应用等3个方面,探究了自润滑关节轴承磨损寿命直接试验方法的研究现状。最后展望了自润滑关节轴承磨损寿命研究的发展趋势。

基于CNN和LSTM的航天用涂层型自润滑关节轴承寿命预测及可靠性评估

为探索适用于涂层型自润滑关节轴承的寿命预测和可靠性评估方法,提出一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)神经网络的轴承剩余寿命预测模型。首先利用CNN对关节轴承的摩擦扭矩信号进行失效特征提取,然后将通过主成分分析(PCA)和滤波处理后的扭矩信号输入LSTM神经网络中进行训练,得到涂层型自润滑关节轴承寿命预测模型,可实现对轴承剩余寿命的准确预测。最后,基于加速寿命试验数据,采用两参数Weibull分布模型对涂层型自润滑关节轴承的服役可靠性进行评估,结果表明涂层型自润滑关节轴承在轻载低频工况下能够维持在高可靠性水平(90%)下进行长时间稳定服役。

复杂接头类航空结构件自润滑关节轴承的装配工艺

自润滑关节轴承广泛应用于航空领域中飞机操纵机构和舱门机构等关键连接部位;在某型号飞机机翼结构内侧副翼主翼面,由钛合金内副整体接头提供结构支撑,并绕内副转轴轴线作转轴运动。为提高副翼转动质量,其整体接头内副转轴耳片要求使用自带环槽自润滑关节轴承并且必需按照设计文件要求安装与验收;航空自润滑关节轴承装配是轴承设计、工装设计、工艺参数等多因素相互影响的工艺技术,对于自润滑关节轴承装配工艺的研究,现有的设计标准文件对实际装配更多的是以质量结果要求及安装操作的原则性指导为主,而对详细工艺控制过程等指导性严重不足;整个装配工艺流程大致分为三个阶段:(1)检测、记录、选配;(2)轴承压装及检查;(3)轴承铆压收口及检查。对于复杂接头类航空结构件,基于铆压力精确传递的轴承安装工装设计,是影响该类零件轴承安装质量的重要因素。该文主要从工艺流程及工装设计两个方面介绍了复杂接头类航空结构件自润滑关节轴承装配工艺。

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。

聚四氟乙烯/聚苯硫醚织物自润滑关节轴承的摩擦学性能

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.

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。

镶嵌自润滑关节轴承及其润滑材料的制备

采用镶嵌自润滑轴承替代船闸闸门支撑铰的原有轴承。镶嵌自润滑材料采用了超细粉MoS2 作为主要成份 ,介绍了镶嵌自润滑材料的制备过程。自润滑复合材料具有良好的润滑性能 ,能够满足实际需求。

航空自润滑关节轴承安装与固定技术

安装与固定技术是航空自润滑关节轴承的核心技术之一,阐明了航空自润滑关节轴承的安装与固定技术、固定质量检查方法及相关装备技术的发展现状;指出了航空自润滑关节轴承安装与固定技术存在的不足之处,并展望了安装与固定技术的发展趋势。

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。

基于加速寿命试验的自润滑关节轴承可靠性分析

为了实现正常应力下自润滑关节轴承的可靠性评估,利用加速寿命试验的寿命数据及可靠性分析方法,针对自润滑关节轴承的寿命可靠性进行了研究。通过Weibull概率图检验法和F检验法对自润滑关节轴承加速寿命试验中的寿命数据进行分布假设检验,结果显示自润滑关节轴承的寿命服从Weibull分布。采用最佳线性无偏估计法对寿命数据进行参数估计,得到了自润滑关节轴承在不同加速应力下的可靠度、可靠寿命、平均寿命和失效率等可靠性指标。外推出了自润滑关节轴承在正常应力下的寿命可靠度函数,并对其进行了试验验证;验证值与预测值比较接近,表明加速寿命试验是可行的,可以实现正常应力下自润滑关节轴承的可靠性分析。

基于有限元法的自润滑关节轴承静力学分析

根据GE30C自润滑关节轴承的实际结构、边界条件和工作载荷,建立了自润滑关节轴承的有限元模型,利用ANSYS workbench 13.0分析额定静载荷作用下自润滑关节轴承的应力和变形情况,得出衬垫的接触应力分布。通过改变衬垫的弹性模量,得出相应的接触应力和衬垫变形量,讨论衬垫材料的弹性模量对关节轴承性能的影响,为选择合适的自润滑衬垫材料提供参考。

自润滑关节轴承摩擦磨损性能的研究进展

综述近10年来国内、外对自润滑关节轴承摩擦磨损行为的研究成果,总结了不同条件下材料的摩擦磨损机理,对影响自润滑关节轴承摩擦磨损性能的因素进行了分析,并提出了对其研究中存在的问题及研究方向。

整体式外圈自润滑关节轴承单边模压成形工艺模拟与优化

自润滑关节轴承是航空设备的关键部件之一,当前航空用精密级产品主要依赖进口,其技术瓶颈为内外圈成形装配工艺。该文基于非接触定向模压工艺原理,提出了整体式外圈自润滑关节轴承单边模压成形工艺;利用数值模拟技术对模压成形工艺设计与分析;利用最优拉丁超立方抽样法对设计空间抽样,再采用多目标遗传算法,对模压成形的设计参数和工艺参数进行工艺优化计算。结果表明,应用数值模拟与优化计算进行工艺设计,可以获得自润滑关节轴承单边模压成形工艺的设计参数与工艺条件,从而满足自润滑关节轴承制造的质量要求,游隙均匀、接触压力分布均匀、衬垫无损伤。

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。

自润滑关节轴承精密挤压合套技术

针对挤压合套自润滑关节轴承结构特点,分析对自润滑层无损伤的挤压合套精密成形工艺的关键技术。通过数字化精密塑性成形技术,对成形工艺过程进行数值模拟,分析影响自润滑层性能的成形应力分布、球面接触面积及残余应力。数值模拟方法可以优化成形工艺参数与成形方法,最大限度地减少挤压合套过程对自润滑层的损伤,保证得到合理均匀的游隙,从而提高产品使用寿命与性能。

自润滑关节轴承二次挤压装配的有限元仿真分析

利用Abaqus软件对大型自润滑关节轴承的成形过程进行了数值模拟。通过分析挤压过程中轴承的等效应力分布、等效塑性应变分布、挤压力变化曲线及衬垫受到的接触应力分布曲线等,研究自润滑关节轴承的装配成形机理。结果表明:相对第2次挤压成形,第1次挤压成形过程中挤压力变化相对平稳,等效应力和等效塑性应变也相对较小;第1次挤压完成后,衬垫腰部受到的接触应力最大,第2次挤压完成后,衬垫两端受到的接触应力较大。

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。

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。

自润滑关节轴承接触应力分析

采用Winkler模型,分别对自润滑关节轴承受径向载荷和轴向载荷时的接触应力计算公式进行推导,再利用ANSYS软件对轴承受径向载荷和轴向载荷时的接触应力分布进行有限元分析,将理论计算结果和有限元结果进行比较,二者误差较小,证明了理论公式的合理性,该公式可用来计算不同型号自润滑关节轴承的接触应力。