李　巍　胡占齊　楊育林　范兵利　齊效文

燕山大學(xué)關(guān)節(jié)軸承共性技術(shù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,秦皇島,066004

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航空自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)型

李巍胡占齊楊育林范兵利齊效文

燕山大學(xué)關(guān)節(jié)軸承共性技術(shù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,秦皇島,066004

摘要：依據(jù)關(guān)節(jié)軸承擺動(dòng)及磨損形式，建立了關(guān)節(jié)軸承運(yùn)動(dòng)特征矩陣。根據(jù)關(guān)節(jié)軸承運(yùn)動(dòng)形式和承載特點(diǎn)，引出了關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)49種理論構(gòu)型；同時(shí)將現(xiàn)有壽命試驗(yàn)機(jī)歸納為4種構(gòu)型，并對(duì)每種構(gòu)型典型的壽命試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了分析。最后根據(jù)實(shí)際工況條件，提出兩種有使用價(jià)值的壽命試驗(yàn)機(jī)構(gòu)型，并對(duì)這兩種壽命試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承；壽命試驗(yàn)機(jī)；運(yùn)動(dòng)特征矩陣；試驗(yàn)機(jī)構(gòu)型

0引言

自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承是在內(nèi)外圈之間鑲嵌或黏接固體自潤(rùn)滑材料的滑動(dòng)軸承，具有免維護(hù)、無(wú)需潤(rùn)滑、摩擦因數(shù)小等特點(diǎn)[1-2]，在航空航天領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用[3-4]。關(guān)節(jié)軸承主要失效形式是磨損，磨損使軸承內(nèi)外圈間隙增大，引起軸承支承部位的振動(dòng)，磨損嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致相關(guān)部件的失效[5]。

由于自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承理論研究還不完善，在軸承摩擦學(xué)機(jī)理分析、壽命預(yù)測(cè)、額定與極限載荷確定等方面僅靠理論研究無(wú)法解決，需要對(duì)關(guān)節(jié)軸承進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，因此作為評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承性能的檢測(cè)設(shè)備，關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)的研制是一項(xiàng)基礎(chǔ)而又重要的工作。

從資料中可知，國(guó)內(nèi)外已研制出幾種構(gòu)型的關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)[6-8]。但在真實(shí)工況下關(guān)節(jié)軸承的運(yùn)動(dòng)形式和受力狀況較為復(fù)雜，軸承壽命試驗(yàn)機(jī)現(xiàn)有構(gòu)型還無(wú)法滿足軸承性能評(píng)價(jià)與壽命預(yù)測(cè)的需求，因此依據(jù)關(guān)節(jié)軸承運(yùn)動(dòng)特征完善壽命試驗(yàn)機(jī)構(gòu)型，對(duì)推動(dòng)關(guān)節(jié)軸承的研究具有重要的意義。

1關(guān)節(jié)軸承運(yùn)動(dòng)分析

關(guān)節(jié)軸承是一個(gè)三自由度轉(zhuǎn)動(dòng)副，如圖1所示，以關(guān)節(jié)軸承外圈球心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系O0X0Y0Z0，以內(nèi)圈球心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系O1X1Y1Z1，將關(guān)節(jié)軸承外圈固定，內(nèi)圈可沿三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸A、B、C往復(fù)擺動(dòng)，即坐標(biāo)系O1X1Y1Z1能沿坐標(biāo)系O0X0Y0Z0三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸往復(fù)擺動(dòng)，且實(shí)際工況下關(guān)節(jié)軸承復(fù)雜的擺動(dòng)形式均可由上述三個(gè)基本形式組合得出。

圖1　關(guān)節(jié)軸承內(nèi)外圈坐標(biāo)系示意圖

關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈分別沿A、B、C軸擺動(dòng)的特征矩陣(即坐標(biāo)系O1X1Y1Z1相對(duì)坐標(biāo)系O0X0Y0Z0沿A、B、C軸擺動(dòng)的特征矩陣)為

式中，α、β、γ為關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對(duì)于外圈分別沿A、B、C軸擺動(dòng)的角度。

如圖2所示，將關(guān)節(jié)軸承外圈固定，內(nèi)圈能夠沿三個(gè)坐標(biāo)軸X、Y、Z方向?qū)ν馊κ┘与p向載荷，其載荷分別記為FX、FY、FZ，且實(shí)際工況下軸承所受復(fù)雜載荷均可由上述三個(gè)基本載荷組合得出。

圖2　關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈的載荷示意圖

在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，關(guān)節(jié)軸承內(nèi)外圈之間會(huì)出現(xiàn)磨損，即坐標(biāo)系O1X1Y1Z1相對(duì)坐標(biāo)系O0X0Y0Z0沿三個(gè)坐標(biāo)軸X、Y、Z方向產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且實(shí)際磨損而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)可由這三個(gè)基本運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成。

關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈分別沿X、Y、Z軸移動(dòng)的特征矩陣(即坐標(biāo)系O1X1Y1Z1相對(duì)坐標(biāo)系O0X0Y0Z0沿X、Y、Z軸移動(dòng)的特征矩陣)為

式中，x01、y01、z01為關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對(duì)于外圈分別沿X、Y、Z軸移動(dòng)的距離。

在實(shí)際工況下，關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行。綜合上述分析，即可得到坐標(biāo)系O1X1Y1Z1相對(duì)坐標(biāo)系O0X0Y0Z0的復(fù)合運(yùn)動(dòng)特征矩陣T01：

T01=TA(α)TB(β)TC(γ)T(X)T(Y)T(Z)=

式中，sα表示sinα，cα表示cosα，余類推。

2現(xiàn)有關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)構(gòu)型分析

由上述關(guān)節(jié)軸承運(yùn)動(dòng)分析可知，關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對(duì)于外圈可沿三個(gè)坐標(biāo)軸往復(fù)擺動(dòng)，關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈相對(duì)于外圈可沿三個(gè)坐標(biāo)軸方向施加雙向載荷。由排列組合可得，軸承壽命試驗(yàn)機(jī)在運(yùn)動(dòng)形式上可有7種形式，即單軸運(yùn)動(dòng)形式(3種)、二軸復(fù)合運(yùn)動(dòng)形式(3種)、三軸復(fù)合運(yùn)動(dòng)形式(1種)；在加載形式上也有7種形式，即單軸方向加載(3種)、雙軸方向復(fù)合加載(3種)、三軸方向復(fù)合加載(1種)。若綜合考慮運(yùn)動(dòng)與加載形式，在理論上關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)可有49種構(gòu)型。

對(duì)資料分析匯總可知，現(xiàn)有關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)可歸納為4種構(gòu)型，即單軸擺動(dòng)單方向加載構(gòu)型、單軸擺動(dòng)雙方向加載構(gòu)型、雙軸擺動(dòng)單向加載構(gòu)型(2種)，現(xiàn)對(duì)上述4種構(gòu)型進(jìn)行分析。

2.1單軸擺動(dòng)單方向加載構(gòu)型

若關(guān)節(jié)軸承外圈固定，此構(gòu)型運(yùn)動(dòng)形式為軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿C軸往復(fù)擺動(dòng)，加載形式為軸承內(nèi)圈沿Y軸向外圈施加載荷FY，其示意圖見(jiàn)圖3。在軸承磨損過(guò)程中，軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿Y軸方向產(chǎn)生移動(dòng)，故此構(gòu)型關(guān)節(jié)軸承復(fù)合運(yùn)動(dòng)特征矩陣T01為

圖3　單軸擺動(dòng)單向加載構(gòu)型示意圖

目前，大部分關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)均采用單軸擺動(dòng)單方向加載的構(gòu)型，如關(guān)節(jié)軸承模塊化壽命試驗(yàn)機(jī)[6,9]，其示意圖見(jiàn)圖4。該試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)通過(guò)撓性聯(lián)軸器、扭矩儀、萬(wàn)向聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)芯軸沿C軸往復(fù)擺動(dòng)，使得與實(shí)驗(yàn)芯軸配合的軸承內(nèi)圈相對(duì)于外圈沿C軸往復(fù)擺動(dòng)；加載形式為由壓力機(jī)通過(guò)液壓缸、壓力傳感器沿Y軸方向?qū)S承夾具施加載荷，使得與加載T形板接觸的外圈相對(duì)于內(nèi)圈沿Y軸方向產(chǎn)生作用力，從而實(shí)現(xiàn)單軸擺動(dòng)單方向加載的構(gòu)型。關(guān)節(jié)軸承在磨損過(guò)程中，軸承外圈相對(duì)內(nèi)圈沿Y軸方向產(chǎn)生移動(dòng)，軸承夾具運(yùn)動(dòng)與加載方式示意圖見(jiàn)圖5。

1.伺服電機(jī)　2.撓性聯(lián)軸器　3.扭矩儀　4.萬(wàn)向聯(lián)軸器5.傳動(dòng)軸　6.壓力機(jī)　7.液壓缸　8.壓力傳感器9.軸承夾具　10.環(huán)境模擬系統(tǒng)11.磨損量檢測(cè)系統(tǒng)　12.控制系統(tǒng)圖4　關(guān)節(jié)軸承模塊化壽命試驗(yàn)機(jī)示意圖[6]

1.加載T形板　2.關(guān)節(jié)軸承　3.實(shí)驗(yàn)芯軸圖5　軸承夾具運(yùn)動(dòng)與加載方式示意圖[9]

2.2單軸擺動(dòng)雙方向加載構(gòu)型

若關(guān)節(jié)軸承外圈固定，則此構(gòu)型運(yùn)動(dòng)形式為軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿C軸往復(fù)擺動(dòng)；加載形式為雙方向復(fù)合加載，即沿Y軸和Z軸方向軸承內(nèi)圈同時(shí)向外圈施加載荷FY和FZ，其示意圖見(jiàn)圖6。在軸承磨損過(guò)程中，軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿Y軸和Z軸方向同時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)，因此單軸擺動(dòng)雙方向加載關(guān)節(jié)軸承復(fù)合運(yùn)動(dòng)特征矩陣T01為

圖6　單軸擺動(dòng)雙向加載構(gòu)型示意圖

該構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)(如熱感應(yīng)式關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)[10-11])示意圖見(jiàn)圖7。該試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由液壓往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)芯軸沿C軸往復(fù)擺動(dòng)，也使得軸承內(nèi)圈相對(duì)于外圈沿C軸往復(fù)擺動(dòng)；加載形式為雙向復(fù)合加載，即Y軸方向和Z軸方向復(fù)合加載。Y軸方向通過(guò)氣動(dòng)裝置使軸承外圈向內(nèi)圈施加徑向載荷，同時(shí)Z軸方向通過(guò)液壓裝置使內(nèi)外圈之間產(chǎn)生軸向作用力，從而構(gòu)成單軸擺動(dòng)雙方向加載的構(gòu)型。在關(guān)節(jié)軸承磨損過(guò)程中，軸承外圈相對(duì)內(nèi)圈沿Y軸和Z軸方向同時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)。

圖7　熱感應(yīng)式關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)示意圖[10]

2.3雙軸擺動(dòng)單向加載構(gòu)型

2.3.1A軸和C軸復(fù)合擺動(dòng)構(gòu)型

若關(guān)節(jié)軸承外圈固定，則該構(gòu)型運(yùn)動(dòng)形式為軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿A軸和C軸同時(shí)擺動(dòng)；加載形式為沿X軸方向軸承內(nèi)圈向外圈施加載荷FX，其示意圖見(jiàn)圖8。在軸承磨損過(guò)程中，軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿X軸方向產(chǎn)生移動(dòng)，因此雙軸擺動(dòng)(沿A軸和C軸)單方向加載關(guān)節(jié)軸承復(fù)合運(yùn)動(dòng)特征矩陣T01為

圖8　雙軸擺動(dòng)(沿A軸和C軸)構(gòu)型示意圖

此構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)(如復(fù)合擺動(dòng)式關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)[12-14])原理圖見(jiàn)圖9，該試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)為雙軸復(fù)合擺動(dòng)，即沿A軸和C軸方向復(fù)合擺動(dòng)，A軸方向由減速電機(jī)通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、主軸、扭矩傳感器帶動(dòng)軸承夾具實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，使得與軸承夾具配合的外圈相對(duì)內(nèi)圈沿A軸往復(fù)擺動(dòng)；同時(shí)C軸方向由減速電機(jī)通過(guò)搖桿機(jī)構(gòu)、主軸、扭矩傳感器帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)芯軸實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，使得軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿C軸往復(fù)擺動(dòng)；加載形式為由液壓系統(tǒng)沿X軸方向?qū)S承夾具施加載荷，使得軸承內(nèi)外圈之間產(chǎn)生作用力，從而構(gòu)成雙軸擺動(dòng)單方向加載的構(gòu)型。在關(guān)節(jié)軸承磨損過(guò)程中，軸承外圈相對(duì)內(nèi)圈沿X軸方向產(chǎn)生移動(dòng)。

圖9　復(fù)合擺動(dòng)式關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)原理圖[13]

2.3.2A軸和B軸復(fù)合擺動(dòng)構(gòu)型

若關(guān)節(jié)軸承外圈固定，則運(yùn)動(dòng)形式為軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿A軸和B軸同時(shí)擺動(dòng)，加載形式為沿X軸方向軸承內(nèi)圈向外圈施加載荷FX，其示意圖見(jiàn)圖10。在軸承磨損過(guò)程中，軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿X軸方向產(chǎn)生移動(dòng)，因此雙軸擺動(dòng)(沿A軸和B軸)單方向加載關(guān)節(jié)軸承復(fù)合運(yùn)動(dòng)特征矩陣T01為

圖10　雙軸擺動(dòng)(沿A軸和B軸)構(gòu)型示意圖

此構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)(如直升機(jī)自動(dòng)傾斜器球鉸自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)[15-17])示意圖見(jiàn)圖11。該試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)為雙軸復(fù)合擺動(dòng)，即沿A軸和B軸方向復(fù)合擺動(dòng)，A軸和B軸方向同時(shí)由調(diào)頻電機(jī)通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器、搖桿機(jī)構(gòu)、拉壓傳感器、傳動(dòng)桿帶動(dòng)軸承夾具往復(fù)擺動(dòng)；加載形式為由液壓系統(tǒng)沿X軸方向通過(guò)液壓缸、鋼絲繩向軸承夾具施加載荷，使得軸承內(nèi)外圈之間產(chǎn)生作用力，從而構(gòu)成雙軸擺動(dòng)單方向加載的構(gòu)型。在關(guān)節(jié)軸承磨損過(guò)程中，軸承外圈相對(duì)內(nèi)圈沿X軸方向產(chǎn)生移動(dòng)。

圖11　直升機(jī)自動(dòng)傾斜器球鉸關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)[15]

3需完善的關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)構(gòu)型分析

真實(shí)工況條件下，關(guān)節(jié)軸承運(yùn)動(dòng)形式和受力狀況較為復(fù)雜，通常為多軸擺動(dòng)多向加載的復(fù)合構(gòu)型，例如工程機(jī)械所用關(guān)節(jié)軸承，由于復(fù)雜的施工條件，軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿兩個(gè)坐標(biāo)軸(A軸和C軸)同時(shí)擺動(dòng)，內(nèi)圈相對(duì)外圈沿徑向與軸向同時(shí)產(chǎn)生作用力；又如航天航空設(shè)備所用關(guān)節(jié)軸承，在單軸徑向受力的情況下，由于空間轉(zhuǎn)動(dòng)的需要，軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿三個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)擺動(dòng)。

目前針對(duì)上述兩種工況下的壽命試驗(yàn)機(jī)還無(wú)研究報(bào)道，但這兩種構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)更符合關(guān)節(jié)軸承的運(yùn)動(dòng)形式和受力狀況，現(xiàn)對(duì)這兩種構(gòu)型進(jìn)行分析。

3.1雙軸擺動(dòng)(A軸與C軸)雙向加載(X軸與Z軸)構(gòu)型

若關(guān)節(jié)軸承外圈固定，則該構(gòu)型運(yùn)動(dòng)形式為軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿A軸和C軸同時(shí)擺動(dòng)；加載形式為沿X軸和Z軸方向軸承內(nèi)圈向外圈同時(shí)施加載荷FX、FZ，其示意圖見(jiàn)圖12。在軸承磨損過(guò)程中，軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿X軸和Z軸方向同時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)，因此雙軸擺動(dòng)(沿A軸和C軸擺動(dòng))雙方向加載(沿X軸和Z軸加載)關(guān)節(jié)軸承復(fù)合運(yùn)動(dòng)特征矩陣T01為

圖12　雙軸擺動(dòng)雙向加載構(gòu)型示意圖

圖13　雙軸擺動(dòng)(A軸與C軸)雙向加載(X軸與Z軸)試驗(yàn)機(jī)原理圖

此構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)由四部分組成，即擺動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、軸承夾具系統(tǒng)、檢測(cè)與控制系統(tǒng)。其試驗(yàn)機(jī)原理圖見(jiàn)圖13，擺動(dòng)系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、扭矩儀、傳動(dòng)軸。加載方式包括液壓系統(tǒng)加載和電動(dòng)缸加載。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，A軸方向由伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、扭矩儀帶動(dòng)軸承夾具實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，使得與軸承夾具配合的外圈相對(duì)內(nèi)圈沿A軸往復(fù)擺動(dòng)；C軸方向由伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、扭矩儀帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)芯軸實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，使得軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿C軸往復(fù)擺動(dòng)；加載系統(tǒng)中，X軸方向通過(guò)液壓系統(tǒng)對(duì)軸承夾具施加載荷，使得軸承內(nèi)外圈之間產(chǎn)生徑向作用力；Z軸方向通過(guò)加載電動(dòng)缸帶動(dòng)加載平臺(tái)、伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、扭矩儀、實(shí)驗(yàn)芯軸沿軸向移動(dòng)，使得軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈產(chǎn)生軸向作用力。在關(guān)節(jié)軸承磨損過(guò)程中，軸承外圈相對(duì)內(nèi)圈沿X軸和Z軸方向產(chǎn)生移動(dòng)。

3.2三軸擺動(dòng)單向加載構(gòu)型

若關(guān)節(jié)軸承外圈固定，則該構(gòu)型運(yùn)動(dòng)形式為軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿A軸、B軸和C軸同時(shí)擺動(dòng)；加載形式為沿X軸方向軸承內(nèi)圈向外圈施加載荷FX，其示意圖見(jiàn)圖14。在軸承磨損過(guò)程中，軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈沿X軸方向產(chǎn)生移動(dòng)，因此三軸擺動(dòng)單向加載關(guān)節(jié)軸承復(fù)合運(yùn)動(dòng)特征矩陣T01為

圖14　三軸擺動(dòng)單向加載構(gòu)型示意圖

此構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)同樣由擺動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、軸承夾具系統(tǒng)、檢測(cè)與控制系統(tǒng)組成，其試驗(yàn)機(jī)原理圖見(jiàn)圖15。擺動(dòng)系統(tǒng)有兩種方式，即曲柄機(jī)構(gòu)推拉系統(tǒng)(包括變頻電機(jī)、曲柄機(jī)構(gòu)、推拉桿、拉壓傳感器、球鉸)和伺服驅(qū)動(dòng)形態(tài)(包括伺服電機(jī)和扭矩儀)。三軸復(fù)合擺動(dòng)形式，即沿A軸、B軸和C軸復(fù)合擺動(dòng)，A軸、B軸方向均由變頻電機(jī)通過(guò)曲柄機(jī)構(gòu)、推拉桿、拉壓傳感器、球鉸帶動(dòng)軸承夾具實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)；C軸方向通過(guò)伺服電機(jī)、扭矩儀帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)主軸實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)；X軸方向加載形式為通過(guò)液壓系統(tǒng)對(duì)軸承夾具施加載荷，使得軸承內(nèi)外圈之間產(chǎn)生作用力。在關(guān)節(jié)軸承磨損過(guò)程中，軸承外圈相對(duì)內(nèi)圈沿X軸方向產(chǎn)生移動(dòng)。

圖15　三軸擺動(dòng)單向加載構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)原理圖

4結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行分析，引出了關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)49種理論構(gòu)型，分析了現(xiàn)有4種試驗(yàn)機(jī)構(gòu)型，指出了需完善的2種構(gòu)型。實(shí)驗(yàn)人員可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，選取不同構(gòu)型的壽命試驗(yàn)機(jī)，如研究關(guān)節(jié)軸承摩擦磨損機(jī)理，應(yīng)選取單軸擺動(dòng)單方向加載構(gòu)型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軸承壽命，應(yīng)選取多軸擺動(dòng)構(gòu)型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下一步研究將完善現(xiàn)有關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)機(jī)構(gòu)型，并著重發(fā)展多維運(yùn)動(dòng)構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)；針對(duì)同種構(gòu)型試驗(yàn)機(jī)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化檢測(cè)方式、重視關(guān)鍵部件選取，從而共同推動(dòng)關(guān)節(jié)軸承研究與應(yīng)用的發(fā)展。

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(編輯王旻玥)

Configuration of Aerial Self-lubricating Spherical Plain Bearing Testers

Li WeiHu ZhanqiYang YulinFan BingliQi Xiaowen

Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Generic Technology of Aviation Self-lubricating Spherical Plain Bearing,Yanshan University,Qinhuangdao,Hebei,066004

Abstract:Based on oscillation and wear forms of the spherical plain bearings,the motion-characteristic matrices of spherical plain bearings were built.On the basis of moving and loading features of the spherical plain bearings, 49 theoretical configurations of spherical plain bearing tester were obtained. Meanwhile,the existing life testers were divided into four categories, and the typical testers of 4 categories were analyzed.Finally,according to actual working conditions,two improvable configurations of spherical plain bearing testers were indicated,and then the design schemes of two life testers were presented.

Key words:self-lubricating spherical plain bearing;life tester;motion-characteristic matrix;configuration of tester

作者簡(jiǎn)介：李巍，男，1985年生。燕山大學(xué)關(guān)節(jié)軸承共性技術(shù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士研究生。主要研究方向?yàn)槟Σ翆W(xué)壽命試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)誤差補(bǔ)償及可信性。胡占齊，男，1956年生。燕山大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化系教授、博士研究生導(dǎo)師。楊育林，男，1956年生。燕山大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化系教授、博士研究生導(dǎo)師。范兵利，男，1982年生。燕山大學(xué)關(guān)節(jié)軸承共性技術(shù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室助理研究員。齊效文，男，1972年生。燕山大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論系教授、博士研究生導(dǎo)師。

中圖分類號(hào)：V19;TH89

DOI：10.3969/j.issn.1004-132X.2016.06.007

基金項(xiàng)目：中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司技術(shù)創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(2014E00468R)

收稿日期：2015-05-20