湿热对自润滑关节轴承无载旋转启动力矩的影响

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Efects of Damp Heat on No-Load Rotational Starting Torque ofSelf--Lubricating Spherical BearingsLin Jing，Zhang Ling，Li Yan-wei，Zhao Ying-chun，Jiao Zhi-qiang(Chinese Aero-Polytechnic Establishment，Beijing 100028，China)Abstract：The no-load rotational starting torque of sanle types of self-lubricating spherical bearings at home and a·broad under damp heat is compared experimentaly，and the mechanism of effects of dam p heat on bearing no-load ro-tational starting torque and differences and reasons between the two are analyzed.The results show that the variation ofno-load rotational starting torque of home-made self--lubricating spherical bearings under dam p heat is greater thanthat of foreign products。

Key words：spherical bearing；self-lubricating；damp heat；no-load；starting torque自润滑关节轴承具有结构简单紧凑、体积孝重量轻、承载大和免维护等优点，在整个工作寿命期间因不需要另外提供润滑介质，可大幅度减少附加润滑装置和维护费用，因此广泛应用于飞机(包括直升机)、发动机等重要装备。目前国内、外对此已经形成较为成熟的通用规范和技术体系。

但实际应用中发现，-些轴承在湿热环境下会出现旋转卡滞，甚至抱死的现象。因此，采用不同型号的国内、外轴承进行了试验研究，以分析湿热环境对自润滑关节轴承无载旋转启动力矩的影响。

1 试验方案选用结构尺寸相同的国内、外 自润滑关节轴承各6套，型号分别为 GE8DEMIT(国产)和XRE8(国外)♂合轴承具体使用工况，参照 GJB150A.9-2009设计的湿热性能试验方案如下：收稿日期：2012-12-16；修回日期 ：2013-o4-20(1)将试验轴承在(45-45)℃条件下干燥 2 h以上，然后在(25±5)qC、相对湿度50%的条件下放置24 h，进行预处理；(2)进行每次24 h共 5次的循环试验。60℃下 16 h和 30 cC下 8 h(包括转换时间)，2种温度条件下相对湿度均保持95%或稍大些，每次30℃和 60℃之间的转换时间不超过 1.5 h；(3)将试样置于(25±5)cI、相对湿度50%环境下恢复24 h。湿热控制方案如图1所示。

2 旋转启动力矩的影响因素2.1 湿热环境在湿热环境下采用力矩测量仪对国内、外 2个规格的自润滑关节轴承无载旋转启动力矩进行了测量，其实测平均值如图2所示。

由图2可以看出，经预处理后，国内、外轴承的无载旋转启动力矩基本接近；但随着在湿热环境中时问的延长，国产轴承的启动力矩逐渐增大，林晶，等：湿热对自润滑关节轴承无载旋转启动力矩的影响赠时间/tl图 1 湿热控制 图时1司/h图2 国内、外轴承无载旋转启动力矩变化对比且增加的幅度较大；而国外轴承的启动力矩则增加较校国产轴承的最大值为 0.097 N·m，与 预处理后的启动力矩相比增加了308%，而国外轴承的最大值为0.033 N·m，只增加了60%。

无载旋转启动力矩的增大，将会降低轴承的灵活性 ，使轴承内圈的运动受到阻碍，严重时可能会影响其正常的功能。

2.2 衬垫尺寸及其质量由于测量衬垫的尺寸变化十分困难，因此通过测量湿热环境下轴承质量的改变，来间接地研究衬垫的吸湿性对轴承无载旋转启动力矩的影响。国内、外轴承在不同时间质量增加量平均值的比较如图3所示。

时间/h图3 国内、外轴承质量变化对比从图3中可以看出，国内、外轴承在湿热环境下的质量都随着时间的增加而增加，其中国产轴承增加的绝对量比国外轴承略大。这说明在湿热环境下轴承具有-定的吸湿性，且随着时间的增加，其吸水量也在增加。

为了更直观地分析衬垫的吸水量与无载旋转启动力矩的关系，将2组数据放在-起，结果如图4所示。

时间/h(a)GE8DEMIT言弓·R帽(b)XREB图4轴承衬垫吸水性与启动力矩关系从图中可以看出，国内、外轴承的无载旋转启动力矩均随着吸水量的增加而增大。-般情况下，金属材料的吸水量可以忽略不计，轴承质量的增加绝大部分来 自于衬垫的吸水。衬垫吸水后，其尺寸会发生变化，从而改变了自润滑关节轴承摩擦副之间的接触力，进而增加了自润滑关节轴承的无载旋转启动力矩。

3 机理分析该轴承的无载旋转启动力矩是由自润滑衬垫与内圈外球面形成的摩擦副之间的摩擦力矩形成的，其无载旋转启动力矩的计算式为 ftzrpd 。

式中： 为无载旋转启动力矩； 为摩擦因数；r为旋转半径；p为接触应力；s为有效接触面积。由此可知，无载旋转启动力矩同自润滑关节轴承衬垫与内球的外表面所形成的摩擦副之间的摩擦因数、接触应力以及有效接触面积成正比。

3.1 无载旋转启动力矩改变的原因自润滑衬垫由芳纶纤维和 FE纤维编制而吕/帅0 0 0 O 0 O O O O O 言.弓目；5 蒋 辱毒 祭