Page 72 - 理化检验-化学分册2017第八期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１７０８０１０

关节轴承衬垫摩擦性能试验机结构设计与运动分析

孙宝瑞,马 伟,杨秀光
( 长春机械科学研究院有限公司,长春 １３０１０３ )

摘 要: 自主设计了一种关节轴承衬垫摩擦性能试验机, 用于测试关节轴承衬垫在承受正向压
力作用下的摩擦性能.首先介绍了该试验机的主要结构; 然后建立了该试验机系统的数学模型, 进
行了运动学分析, 确定了正向加载力与衬垫摩擦力之间的关系, 得到了准确描述正向加载力和衬垫
摩擦力的计算公式; 最后采用多体动力学软件 Recurd y n 对该试验机进行动力学分析, 得到了随着
往复摩擦作动器的运动, 衬垫摩擦力、 往复运动传感器测量值、 正向加载传感器测量值的变化.本
工作为关节轴承衬垫摩擦性能试验机的研发提供了技术支持.
关键词: 关节轴承衬垫; 摩擦性能; 试验机; 运动学分析
中图分类号: TB８７３ 文献标志码: A 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１７ ) ０ ８Ｇ０５８０Ｇ０５

StructureDesi g nandMotionAnal y sisofJointBearin gLiner
FrictionPerformanceTestin gMachine

SUNBaorui , MA Wei , YANGXiu g uan g
( Chan g chunResearchInstituteforMechanicalScienceCo． , Ltd． , Chan g chun１３０１０３ , China )

Abstract : Aj ointbearin g linerfrictionp erformancetestin gmachinewhichwasmainl yusedtomeasurethe
frictionp erformanceofthej ointbearin glinersunderp ositivep ressure wasinde p endentl ydesi g ned．The main
structureofthetestin g machine wasintroduced , the mathematical modelofthetestin g machines y stem was
established , andkinematicsanal y siswascarriedtodeterminetherelationshi pbetweenthe p ositiveloadin g forceand
thelinerfrictionalforceandobtaintheformulaforaccuratel ycalculatin gthep ositiveloadin gforceandtheliner
frictionalforce．Thed y namicsanal y sisofthetestin g machine wascarr iedoutb y multibod yd y namicssoftware
Recurd y n , andthechan g eofthelinerfrictionalforce , reci p rocatin g motionsensorindicationandp ositiveloadin g
sensorindication withthe movementofthereci p rocatin gfrictionactuator wasobtained．This workp rovideda
technicalsu pp ortfortheresearchanddevelo p mentofthe j ointbearin g linerfrictionp erformancetestin gmachine．
Ke y words : ointbearin g liner ; frictionp erformance ; testin gmachine ; d y namicsana l y sis
j
关节轴承作为滑动轴承的重要组成部分, 由于 轴承衬垫的研究起步较晚, 目前航空航天领域中的
其衬垫强度高、 摩擦因数小、 物理化学性能稳定等优 衬垫材料主要依赖进口 [ １Ｇ３ ] , 因此对关节轴承衬垫摩
良性能, 被广泛应用于航空航天、 轨道客车、 矿山、 冶 擦性能的研究对于轴承结构的优化和新型衬垫材料
金、 重型汽车、 水利水电等领域.关节轴承由带有内 的研发具有重要意义.
球面的外圈、 带有外球面的内圈和衬垫构成 [ １ ] .影 为此, 笔者设计了一种关节轴承衬垫摩擦性能
响关节轴承性能和寿命的主要因素是磨损, 磨损使 试验机, 主要用于测试关节轴承衬垫在承受正向压
衬垫不断消耗, 内、 外圈间隙增大并导致摩擦因数增 力载荷作用下的摩擦学性能 [ ４ ] .该试验机采用两个
大, 情况严重时甚至出现卡死现象.国内对于关节 直线作动器作为执行元件, 进行位移和负荷加载, 实
现对关节轴承衬垫进行正向加载和往复摩擦运动,
并测试磨损量、 摩擦因数、 温度、 往复位移、 频率以及
收稿日期: ２０１７Ｇ０６Ｇ２３
往复运动速率等参数, 从而为关节轴承衬垫的设计
作者简介: 孙宝瑞( １９７５－ ), 男, 高级工程师, 主要从事电液伺服
和研究提供一种精确便捷的摩擦性能试验方法.
设计研究, suibaorui８８８＠１６３．com
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