段闯创，邱明，康鹏飞，陈龙，李迎春

(1.河南科技大学 机电工程学院，河南 洛阳 471003；2.新昌县产品质量监督检验所，浙江 新昌 312500)

1 前言

自润滑编织衬垫关节轴承使用一层编织材料作为润滑层，由于该材料强度大、柔性好、抗冲击、有自润滑功能，因此广泛应用于航空航天、铁路、矿山机械等领域[1]。关节轴承使用最多的是PTFE和芳纶纤维编织而成的自润滑衬垫。将其粘贴在轴承外圈内表面，与关节轴承内圈外表面形成配合面[2]。详细结构如图1所示。

图1 编织衬垫关节轴承结构示意图

衬垫的编织方式有平织和斜织，其结构如图2所示。图2a中粘贴在轴承外圈上的衬垫与关节轴承径向平面所成夹角为45°，称作45°纹路编织衬垫；图2b中二者夹角为90°，称作90°纹路编织衬垫。

图2 编织衬垫示意图

对于纤维编织材料，国内外学者进行了相关研究，但只是通过衬垫的微观结构得到整体编织材料的物理性能[3-5]。而且由于编织衬垫的结构复杂，常规手段无法测得其接触部位的应力状态。随着计算机的发展，运用有限元仿真分析解决实际工程问题已经很普遍。下文采用有限元方法模拟编织衬垫在关节轴承上的应用，进一步探讨接触应力、变形与衬垫编织纹路的关系。

2 问题简化和建模

由于编织衬垫关节轴承整体结构尺寸简单，考虑到计算精度和计算时间，对其整体建模进行分析。

内、外圈和衬垫都采用三维可变形实体进行建模，轴承为内径20 mm的自润滑编织衬垫关节轴承。各部件的材料参数[5]见表1。……