自润滑关节轴承在不同应力下的摩擦磨损特性

为了研究应力对自润滑关节轴承摩擦磨损性能的影响,依据SAE AS 81820对EN2584R12轴承在常温下分别进行了50%、100%和150%标准应力条件下的全寿命摆动磨损测试,并对粘贴衬垫的平板样件进行静应力承载测试。采用三维白光干涉形貌仪与金相显微镜(OM)观察静应力承载后衬垫的变形情况,采用体视显微镜(SM)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察不同应力下轴承全寿命摆动磨损后内外圈磨损形貌与磨屑形貌。结果表明:全寿命周期内,三种应力下的自润滑衬垫均已磨穿,磨损规律和摩擦因数差异不大,应力越大,轴承表面温度越高,磨屑颜色越深、尺寸越大,失稳期来得更早,破坏更为剧烈;应力对轴承的寿命有显著影响,低应力和中应力条件下的摆动磨损寿命分别是高应力条件的17.95倍和7.86倍;三种应力下的磨损机理均为磨粒磨损与黏着磨损的混合磨损,直接受力区的黏着磨损随载荷的增大而加剧,非直接受力区的磨粒磨损随载荷的增大而减弱。

国内外航空高速轻载自润滑关节轴承性能对比

为探寻高性能自润滑关节轴承受制于进口的原因,以国内外航空高速轻载自润滑关节轴承为对象,开展了轴承功能和性能验证工作,结果表明:进口轴承内圈球面的表面粗糙度较低,衬垫的聚四氟乙烯质量分数较高,球面摩擦副贴合状态较好,摩擦磨损性能更优。

关节轴承装配状态对无载启动力矩的影响

为研究某关节轴承装配状态对无载启动力矩的影响,采用Abaqus软件建立装配关节轴承有限元模型,分析螺栓拧紧力及卡盘与外圈装配形式等2个装配因素对无载启动力矩的影响。结果表明:随着螺栓拧紧力的增大,轴承的无载启动力矩增大,且摆动过程中无载启动力矩的波动增大;卡盘与关节轴承外圈装配状态由间隙配合到过盈配合时,轴承无载启动力矩明显增大,且摆动过程中无载启动力矩的波动增大。试验证明,在关节轴承尺寸一致的情况下,通过控制关节轴承与卡盘装配时的螺栓拧紧力以及外圈与卡盘的装配间隙尺寸,可将关节轴承的无载启动力矩及其摆动时的波动保持在一定的范围内。

基于小样本扩充的自润滑关节轴承磨损寿命评价技术

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。

自润滑关节轴承游隙调节工序中的无载阻力矩在线测试技术

滚轧游隙是自润滑关节轴承调节无载启动力矩的一种工艺手段。在建立滚轧中被轧轴承的摩擦力矩关于滚轧力的双线性模型的基础上,提出了通过连续检测滚轧加载过程或卸载过程中被测轴承的摩擦力矩和相应的滚轧力,进行无载启动力矩的在线检测的方法。本文提出的方法有助于提高自润滑关节轴承滚轧游隙的精度。

基于Workbench的自润滑关节轴承失效分析及优化设计

针对YSG507R10TL型自润滑关节轴承在径向极限静载荷性能试验中内圈出现挤压裂纹的现象,结合有限元分析方法,运用三维建模软件UG对轴承进行全参数化建模。使用Workbench对模型进行径向静载荷有限元计算,研究径向载荷对轴承各零件的影响。通过分析轴承失效原因,并以计算结果为依据,以Workbench优化设计模块为工具,对轴承进行结构优化设计。结果表明:自润滑关节轴承内圈采用圆倒角时,径向载荷产生的应力值小于斜倒角产生的应力值。

整体式自润滑关节轴承滚轧工艺数值模拟

针对合套挤压后整体式自润滑关节轴承存在的无载启动力矩过大的问题,以GE15DE1TK/HVS0型自润滑关节轴承为研究对象,采用有限元数值模拟技术对其力矩调整过程进行模拟分析,确定了滚轧工艺的参数范围,并估算了最终成形状态的无载启动力矩值。以模拟得到的滚轧力为依据,对该型轴承进行样件加工及工艺验证,通过标准力矩测量方法得到样品件的无载启动力矩,并将检测结果与模拟结果进行对比,以判断数值模拟方法的可靠性。对比结果表明,数值模拟结果与工艺试验结果之间的误差较小,所建立的有限元数值模型可以对整体式自润滑关节轴承滚轧工艺参数及无载启动力矩进行有效预测。

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寿命试验和300 h试飞考核,结果表明其可100%满足“寿命试验1500 h或飞行300 h轴向游隙不大于0.25 mm”的要求,轴承使用性能显著提升。

球铰轴承摩擦系数对运动工况影响的仿真分析

为研究在自动倾斜器球铰轴承往复摆动过程中轴承内外圈衬垫摩擦系数对运动状态的影响,利用Abaqus对内外圈不同摩擦系数工况下的轴承所需轴向驱动力、轴承内外圈接触面积、内圈与导筒接触面积、外界做功及摩擦耗能进行分析。结果表明:内圈衬垫摩擦系数较外圈衬垫摩擦系数对轴向驱动力、外圈与内圈的接触面积以及外界做功和摩擦耗能影响更为显著;外圈衬垫摩擦系数对内圈与导筒接触面积影响较大,增加外圈衬垫摩擦系数,有利于增加内圈与导筒间接触面积,避免出现线面接触形式的高副运动引起接触的不稳定。此外,通过对3种摩擦工况球铰轴承的往复摆动试验,验证仿真中内圈摩擦系数对所需轴向驱动力的影响更显著的结论。分析结果为研究球铰轴承在运动过程中出现驱动力过大、卡滞等现象的原因和对球铰轴承的设计改进提供参考。

PH13-8Mo不锈钢在自润滑关节轴承上的应用

采用G95Cr18或G102Cr18Mo马氏体不锈钢制作的自润滑关节轴承内圈虽具有良好的强韧性和耐磨性,但耐蚀性能不足,影响其使用寿命。PH13-8Mo钢是一种新型沉淀硬化型不锈钢,具有高强度和良好的断裂韧度,在海洋环境中耐腐蚀。为探索采用PH13-8Mo钢代替G95Cr18钢制作自润滑关节轴承内圈的可行性,研究了采用这两种钢制作的自润滑关节轴承的承载性能、耐磨性和耐蚀性。结果表明:PH13-8Mo钢轴承的耐蚀性优于G95Cr18钢轴承,虽然其承载性能和耐磨性能略差,但均满足EN2755-2009标准的要求。PH13-8Mo钢可用来替代G95Cr18钢制作自润滑关节轴承的内圈。

球铰轴承异响及异常运动原因分析

某球铰轴承在进行摆动磨损性能试验过程中发生周期性异响及内圈绕导筒螺旋转动的异常现象。为分析原因,本文采用刚体运动学的分析方法,分别从摆动磨损试验机的多种接触副、试验轴承内圈与导筒的装配间隙、轴承内外圈同轴度三方面对该型轴承的摆动磨损过程进行仿真分析。分析结果表明:球铰试验机自身多种复杂的接触副会引起试验轴承内圈的周向运动;试验轴承内圈与导筒存在装配间隙时,内圈与导筒发生周期性碰撞,从而产生异响,且随着装配间隙的增大,碰撞越明显;轴承内外圈同轴度不良时,轴承内圈会发生周向摆动。

回火温度对40CrNiMo钢显微组织和力学性能的影响

对直径为25 mm的40CrNiMo钢试棒进行了调质处理:840℃油淬和550~630℃回火。检测了钢的硬度、力学性能和显微组织,以研究回火温度对钢的组织和性能的影响,从而确定40CrNiMo钢的最佳调质处理工艺。试验结果表明:钢的淬火态硬度较高,达54.5 HRC;随着回火温度的升高,钢的塑性、韧性提高,强度、硬度下降。40CrNiMo钢的最佳调质处理工艺为840℃油淬和560℃回火。

钛合金杆端体断裂原因

对钛合金杆端自润滑关节轴承进行疲劳试验,在116万次循环拉压后,杆端体耳环处发生断裂。对失效件进行了化学成分、宏观和微观分析。结果表明:杆端体失效形式为疲劳断裂,杆端体耳环和轴承外圈之间发生微动磨损,在循环载荷下,杆端体内孔薄弱处的裂纹扩展,最终发生断裂。