關節(jié)軸承的自潤滑
自潤滑關節(jié)軸承具有結構簡單緊湊、免維護、無需添加潤滑劑等諸多優(yōu)點,現(xiàn)已成為航空航天裝備和工業(yè)設備中廣泛應用的一種重要基礎運動部件。
目前,包括美、法、德、英等在內的多個航空航天工業(yè)發(fā)達國家很早就對自潤滑關節(jié)軸承進行了全面的研究工作,并形成了完整的關節(jié)軸承標準體系。而國內對自潤滑關節(jié)軸承的研究起步晚,自潤滑關節(jié)軸承在高精尖工業(yè)領域中的應用研究技術趨近于空白,尤其是在關節(jié)軸承的服役壽命預測和失效機理探究等基礎性研究上十分薄弱。
近年來,隨著高精尖領域對自潤滑關節(jié)軸承服役性能及壽命的要求不斷提高,自潤滑關節(jié)軸承壽命演變規(guī)律及其損傷失效機理的研究受到高度重視。研究人員發(fā)現(xiàn)自潤滑襯墊/涂層的磨損失效是引起自潤滑關節(jié)軸承失效的最主要原因,在服役過程中經(jīng)常面臨著重載、高頻、高低溫循環(huán)、強氧化、強輻射等異常惡劣的工況,其損傷失效機理是否發(fā)生了改變以及如何改進軸承壽命預測模型以提高壽命預測的精度成了當今的研究熱點。
目前,相關研究人員分別以擺動頻率和載荷為加速應力設計了加速壽命試驗,提升了自潤滑關節(jié)軸承壽命試驗效率,并且以Weibull分布中的參數(shù)變化作為判定關節(jié)軸承失效機理變化的依據(jù),極大地加強了關節(jié)軸承壽命預測模型的準確性。同時,國內外學者針對襯墊型和部分涂層型自潤滑關節(jié)軸承的失效機理展開了研究,揭示了襯墊型自潤滑關節(jié)軸承摩擦副表面在不同工況下的成膜機理和磨損失效機理,并且發(fā)現(xiàn)利用超聲波、化學溶液等表面改性方法能夠在一定程度上改進襯墊的摩擦學性能,提高其服役壽命。
自潤滑關節(jié)軸承壽命試驗的研究現(xiàn)狀,主要對關節(jié)軸承壽命試驗的設備、標準和方法展開論述。然后,重點分析了自潤滑關節(jié)軸承損傷失效機理,其中對自潤滑關節(jié)軸承的失效形式及失效判定準則進行了簡要介紹,著重分析比較了自潤滑材料性能、摩擦表面加工質量、服役工況等影響自潤滑關節(jié)軸承損傷失效的主要因素。