王启瑞

摘要：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。

关键词：自润滑关节轴承；轴向静力分析；轴向刚度；安装沟槽；结构改进；Abaqus

中图分类号：TH133.33 文献标志码：B

0引言

自润滑关节轴承是一种特殊的关节轴承，在关节轴承外圈内球面有一层自润滑材料，与内圈外球面形成摩擦副，工作过程中无须添加润滑剂，具有结构简单、耐冲击、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、工程机械等领域。自润滑关节轴承结构见图1，由轴承外圈、内圈及自润滑衬垫组成。

关节轴承在载荷作用下的强度、刚度性能是产品性能考核的重要内容。在GE17自润滑关节轴承轴向刚度试验中，在額定轴向载荷作用下，部分产品内圈轴向位移大于许用位移，不满足产品轴向刚度要求。关节轴承的结构尺寸对其强度、刚度和寿命有重要影响。本文对其结构尺寸进行优化设计，改善应力分布、增强结构刚度，提高产品使用性能。

利用解析方法对自润滑关节轴承进行结构分析和优化设计有一定困难：一方面，自润滑关节轴承的相对滑动区域为球面，实际接触区域受轴承尺寸、载荷大小等影响，无法用统一的解析公式进行计算；……