飞机起落架用关节轴承故障分析及替代轴承研制

为解决某型飞机主起落架关节轴承开裂的故障,通过理论分析及控制变量的试验确定轴承故障原因,即摩擦磨损运动使轴承表面产生划痕等缺陷,且材料脆性大,在冲击载荷下缺陷逐步扩展成裂纹。研制了新型替代轴承,对新研轴承进行优化及应力分析,试验表明:新研轴承具有优良的耐冲击及摩擦磨损性能,可解决开裂故障。

基于Abaqus的GE17自润滑关节轴承结构分析与改进

针对在GE17自润滑关节轴承轴向静载试验中,轴承内圈轴向位移大于许用值的问题,应用Abaqus建立GE17轴向静力加载模型进行分析,结果表明轴承外圈端面的安装沟槽削弱轴承的轴向刚度。改进GE17轴承结构,减小轴承球径尺寸,增加沟槽内挡边厚度,提高其抗挤压变形能力。试验结果表明,改进后结构在额定载荷下的轴向位移减小10.7%,从而验证仿真结果的准确性和结构改进的有效性,为同类型轴承设计提供参考。

基于有限元的不同内圈结构关节轴承径向承载分析

针对宽内圈关节轴承端部台阶处容易出现应力集中而发生开裂的问题,对GEW12型关节轴承的宽内圈提出4种不同的结构形式,利用有限元法分别对其进行轴承径向受载分析,讨论结构变化对等效应力、第一主应力和整体结构位移的影响。试验测试和仿真分析结果认为:在内孔端部倒角为0.2 mm或倒圆角为1.0 mm时,宽内圈容易产生应力集中而导致开裂,而内孔端部倒斜角或沉槽5.0 mm×0.5 mm的结构未发生失效,故后者可作为宽内圈结构设计的较优选择形式。

基于ABAQUS的关节轴承冷挤压仿真参数优化

针对目前自润滑关节轴承冷挤压仿真中参数的设置采用理论值,仿真结果与试验存在较大误差的问题,采用ABAQUS软件对自润滑关节轴承冷挤压过程进行仿真,通过工业CT对试验结果中轴承外圈轮廓和密合度进行测量,提取外圈轮廓用于仿真对比,并修正挤压仿真中衬垫参数、弹性模量、摩擦因数的设置,有助于实现关节轴承的精密挤压仿真。

基于有限元的杆端关节轴承结构优化

针对某型号杆端关节轴承在疲劳试验时发生断裂的问题,对其原结构进行有限元仿真分析,得到的最大应力位置与实际断裂位置吻合,圆柱段仿真结果误差与应力理论计算结果仅为0.5%,验证仿真结果的可靠性。对杆端体各结构参数依次进行单变量有限元仿真分析,获取各参数对杆端体最大应力和质量的影响,据此确定优化顺序并对关节轴承进行优化。优化后的杆端关节轴承质量增加9.8%,最大等效应力降低14.9%,计算疲劳寿命从500万次提高到4600万次,大于目标疲劳寿命值3000万次,优化后的样件均顺利通过疲劳试验。

某型自润滑杆端关节轴承仿真分析

为分析某型自润滑杆端关节轴承的结构、制造工艺和疲劳寿命是否满足使用要求,基于Abaqus软件建立该轴承的有限元模型,通过对产品动态加载和轴承-杆端体过盈装配进行仿真分析和试验验证轴承结构的科学性,通过对外圈挤压和车削过程进行工艺优化仿真提高轴承的密合度,通过对轴承铆压固定和轴向推出过程进行仿真确保铆压固定性能满足要求。基于杆端体S-N曲线,计算轴承疲劳寿命,并通过磨损仿真获得轴承25000次摆动的磨损量,结果认为该轴承满足设计要求。仿真结果与试验结果吻合,证明仿真方法和结果可靠。

WC-10Co-4Cr涂层在长寿命自润滑关节轴承的应用研究

自润滑关节轴承的摩擦副为轴承内圈球面对自润滑衬垫,传统的内圈球面表面处理方式为镀铬,起到耐磨和防腐作用,但镀铬加工过程会环境造成污染,且耐磨性能不足以支撑长寿命要求。本文根据研制长寿命自润滑关节轴承的需求,引入了WC-10Co-4Cr涂层技术取代传统的镀铬方法,在性能测试和实际工程应用中取得了理想的效果。

关节轴承密合度测量辅助工装设计

密合度是挤压型自润滑向心关节轴承制造精度的重要考核指标。针对挤压型自润滑向心关节轴承密合度测量结果不准确的问题,应用Abaqus软件,仿真分析了轴承挤压后外圈残余应力的分布情况,并对轴承剖分后外圈的变形进行了预判,找出了密合度测量结果不准确的原因;同时,设计了专用的密合度样件制备辅助工装,使用该辅助工装减小了轴承剖分后外圈因应力释放导致的胀大变形,提高了密合度测量结果的准确性,对提高研制效率和保证产品质量有很大帮助。

宽内圈关节轴承径向极限承载破裂失效原因

对端部有台阶(宽内圈)和无台阶(窄内圈)关节轴承施加相同的径向极限载荷时,宽内圈端部台阶发生破裂失效现象,而窄内圈却完好无损。为分析台阶破裂原因,采用有限元方法对2种内圈结构进行径向极限承载分析,从位移、等效应力和主应力等3个方面分别描述两者之间的区别。结果表明:宽内圈端部台阶的局部应力集中部位最大等效应力值较小,但是该部位的变形量较大;第一主应力呈拉应力状态且其数值已超过材料的屈服强度,是造成宽内圈开裂的主要原因。

航空关节轴承内圈球面加工残余应力的磁弹性法检测及分析

采用磁弹性法实现航空不锈钢关节轴承球面残余应力的快速测量和评价,通过与X射线应力检测方法进行对比,探讨2种测量方法的不确定度,以及MP值大小与球面宏观应力类型的对应关系。研究表明:典型航空不锈钢关节轴承内圈球面磨削加工后,补充回火对改善应力分布的作用不大;而常用球面终加工方法中,精研加工后球面残余应力为压应力,且应力分布均匀。

组合工况下不同摩擦副关节轴承的性能对比

以GE60关节轴承设计开发为例,通过组合工况下摩擦磨损性能试验考核,对比分析了3种GE60关节轴承摩擦副设计方案的磨损情况。结果表明:在同种组合工况下,PTFE织物衬垫的自润滑关节轴承的摩擦学性能优于二硫化钼涂层的金属对金属关节轴承;内圈外球面离子渗硫可提高二硫化钼涂层的金属对金属关节轴承产品的耐磨损性能。

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。

等离子体表面改性对PTFE织物自润滑衬垫综合性能的影响

采用等离子体对PTFE织物进行表面改性,通过接触角测试、顶破强力、剥离强度和摩擦磨损寿命试验研究等离子体表面改性对PTFE织物亲水性、PTFE织物自润滑衬垫整体强度、剥离强度和摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:等离子体表面改性后PTFE织物与水的接触角由135.9°降至91.8°,树脂对织物的浸润效果得到了改善;等离子体表面改性后PTFE织物衬垫的平均顶破强力为未处理衬垫的1.59倍;平均剥离强度为未处理衬垫的2.07倍;平均摩擦磨损寿命为未处理衬垫的1.66倍,衬垫的整体强度和耐磨性均得到了提高。

裁切方向对PTFE织物自润滑衬垫剥离强度及摩擦磨损性能的影响

研究裁切方向对PTFE织物自润滑衬垫剥离强度及在不同工况下摩擦磨损性能的影响,分析造成性能差异的原因。结果表明:经向裁切衬垫的剥离强度最好,平均达1.49 N/mm;衬垫摩擦因数最低,平均为0.04;轴承圆周摆动的平均摩擦磨损寿命最长,达1 626 h;轴承在倾斜摆动情况下也保持了良好的摩擦磨损性能,说明经向裁切衬垫的综合性能优异;纬向裁切衬垫的综合性能最差,左斜向、右斜向裁切衬垫的综合性能居中。

十字轴高效车削自动线的总体设计

十字轴在机械传动中应用广泛,但其车加工尺寸精度要求高,传统的工艺很难达到尺寸要求,且加工效率极低。本文优化了十字轴的加工工艺流程,把车加工与孔加工独立进行,分别实现一次装夹、完全加工,再应用机器人实现自动化,设计了全自动加工生产线的总体方案,可实现高效生产。