张翔，苏文文

(上海市轴承技术研究所，上海 201800)

某飞行器翼面操作杆中的向心关节轴承是运动部件与固定结构的连接点，可承受变载，实现规定角度的调心摆动或圆周转动。该轴承工作于超高温环境，静态下的最高环境温度可达950 ℃，摆动运动下的最高温度达850 ℃，同时伴有真空和原子氧辐照等复杂太空环境因素。

为满足超高温使用环境的要求，在轴承设计过程中应综合考虑轴承材料、涂层材料、轴承结构等因素，并通过变温无载启动力矩测试、超高温磨损试验验证轴承在超高温下的使用性能，为超高温关节轴承的开发提供借鉴。

1 试样设计

1.1 轴承材料与选型

向心关节轴承主要分为挤压型、开缝型、缺口型[5]。轴承结构形式的选取应综合考虑轴承使用温度，材料的硬度、塑韧性及成形工艺的影响。现阶段，挤压型向心关节轴承由于织物衬垫的限制，最高可承受240 ℃的高温；开缝型向心关节轴承要求材料具有较高的硬度和塑韧性，不适用于超高温工况；缺口型向心关节轴承(图1)的配合精度可通过机械加工精准控制，根据不同使用工况选定相应的表面处理，从而满足各类极限工况的使用要求。

图1 缺口型向心关节轴承结构示意图Fig.1 Structure diagram of notched radial spherical plain bearing

相关研究表明，耐温最高的第三代轴承钢可承受的最高温度为500 ℃[1]，440C的最佳摩擦温度为200 ℃[2]，不能满足超高温关节轴承的使用要求。K465合金是镍基沉淀硬化型轴晶铸造高温合金，使用温度可达1 050 ℃[3]，具有较高的高温强度和较好的耐热腐蚀性能，适用范围广，综合性能优越。……