张 航，雷学林，何 云

(华东理工大学 机械与动力工程学院·上海·200237)

0 引 言

发展长寿命、高精度、敏捷机动的卫星技术一直是我国的重大战略需求。动量飞轮是保障卫星平台高可靠性服役性能的核心零件。动量飞轮利用动力矩定理决定卫星姿态和控制效果。凭借控制精度高和耗电低的优势，其已被广泛应用于卫星姿态控制领域[1]。然而，在快速机动、连续过零工况的运行下，动量飞轮的失效情况时有发生，严重威胁到了卫星平台的服役性能。仅2016年，我国的2颗在轨卫星的3台反作用飞轮就出现了工作电流增大的异常现象。除此之外，在轨服役超过5年的动量飞轮产品也陆续暴露出了转速响应异常和卡滞等问题[2]，原因为保持架失稳、润滑油碳化、油泥增加等导致轴承组件的摩擦性能下降、阻力矩增大。

由此可见，高精度滚动轴承是动量轮的核心组件，而保持架作为轴承组件的关键结构件，在保证空间执行机构轴承组件长寿命、高可靠的工作中起着重要作用。随着工业技术的迅速发展，卫星产品对轴承转速、旋转精度等性能的要求越来越高。在过零动量轮高速工作期间，保持架失稳会使轴承产生不稳定的振动，发出啸叫，同时导致保持架与滚动体、挡圈的碰撞频率增高，摩擦磨损加剧，甚至引发断裂失效[3-7]。因此，开展针对高速滚动轴承的瞬态特性及动态性能的研究，理清轴承的最优使用工况条件，进而优化高速轴承的设计，对提升轴承组件的使用性能和保障动量飞轮的长时间、高可靠性运行而言十分重要。……