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基于Workbench的自润滑关节轴承失效分析及优化设计

2016-07-26段宏瑜刘红宇朱淋淋

轴承 2016年9期

段宏瑜,刘红宇,朱淋淋

(1.上海市轴承技术研究所,上海 201800;2.上海特种轴承工程技术中心,上海 201800)

关节轴承主要由外球面内圈和内球面外圈组成,能够承受较大的径向载荷和轴向载荷。因为关节轴承的球形接触面大,允许的倾斜角大,且大多采用特殊的工艺处理,如表面磷化、镀铬、滑动面衬里等,因此具有承载大、抗冲击、抗腐蚀、耐磨损、自调心和润滑好等特点[1]。自润滑关节轴承无需添加润滑剂,使用过程中免维护,特别适宜安装在位置受限制、工作中无法添加润滑剂或防止润滑污物污染的环境,现已广泛应用于航空航天、工程机械及军工机械等领域[2]。

自润滑关节轴承的力学性能受到了广泛的关注,现针对YSG507R10TL型自润滑关节轴承在径向极限静载荷试验中出现挤压裂纹的现象展开研究。

1 自润滑关节轴承径向极限静载荷性能试验

YSG507R10TL型自润滑关节轴承由内圈、外圈及附于外圈内表面的衬垫组成,外圈选用0Cr17Ni4Cu4Nb材料,内圈选用G95Cr18材料,衬垫为聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。依据GJB 5502—2005《低速摆动自润滑向心关节轴承规范》试验芯轴硬度不小于50 HRC的要求,芯轴选择与内圈相同的材料。

轴承安装在30 t试验机上,在室温环境下进行径向极限静载荷试验,方法如图1所示,图中,G为外圈宽度;C为内圈宽度;S为试验座支承宽度,S>G。先对轴承施加4%~6%径向极限静载荷(157.65 kN)的预载值(约6.3 kN),恒压3 min后,将测量仪表的载荷数值调“零”,移除预载荷,以1.5 kN/s的速率增加至极限载荷,保压1 min后以相同的速率卸载,检查轴承是否发生破坏。

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