[发明专利]织物型表面织构摩擦预填充式自润滑关节轴承

说明书

本发明公开一种织物型表面织构摩擦预填充式自润滑关节轴承。所述轴承包括内圈和外圈，轴承内圈(3)的外球面加工有表面织构，所述表面织构进行自润滑材料摩擦预填充技术处理，形成自润滑材料摩擦预填充型表面织构结构；所述轴承外圈(1)内球面表面粘结有一层织物自润滑材料衬垫。本发明在一定程度上弥补了表面织构的边缘在摩擦初期对织物型衬垫的磨损，且自润滑材料在摩擦方式下填充更易于充满表面织构，工艺简单。织构化表面预填充的自润滑材料优化了摩擦界面材料配置，使得摩擦表面转移膜易于生成，并在一定程度上弱化织构边缘切削效应，使得摩擦界面具有较低的静摩擦系数和较低的动摩擦系数，从而大幅度提高自润滑关节轴承的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种航空制造领域，具体涉及一种织物型表面织构摩擦预填充式自润滑关节轴承。

背景技术

自润滑关节轴承因具有结构紧凑、承载能力大、使用温度范围广、安全可靠、耐冲击及良好的自润滑性能等诸多优点，已在大型军/民用运输机、新型歼击机、武装直升机等机型重要部位被普遍采用。但是，国产自润滑关节轴承与国外先进水平仍有较大差距，如瑞典SKF轴承(采用该公司X1型摩擦副技术或XL摩擦副技术)比国产轴承使用寿命高约1.5-2倍左右。2014年更新的美国汽车工程师协会标准SAE AS81820和AS81819均提高了产品寿命要求，其中AS81820提出了耐10万次磨损寿命的衬垫，使其寿命从现有的2.5万次提高了4倍；AS81819-2提出了明确的指标要求，即在15Mpa、4m/min的实验条件下进行600h试验后，最大平均磨损量不大于1.2×10^-4mm/h，磨损量不大于0.127mm。随着航空装备发展，自润滑关节轴承的服役工况越来越苛刻，对自润滑关节轴承性能要求越来越高。

制约自润滑关节轴承发展的根源是摩擦副固体与固体界面的摩擦问题，提高自润滑关节轴承性能关键在于降低界面摩擦阻力。按自润滑材料分类，航空自润滑关节轴承主要可分为织物型和非织物型两种。目前，航空自润滑关节轴承大量采用织物型衬垫作为自润滑层。织物型自润滑关节轴承的寿命取决于衬垫的摩擦磨损寿命。

表面织构是一种非常有效的改进零件摩擦学性能的手段，在相互摩擦的表面加工织构可以起到储存和容纳磨屑的作用，减少固体表面的直接接触，达到降低摩擦、减小磨损的目的。部分研究已将表面织构技术应用于自润滑关节轴承。例如，中国专利《一种固体润滑航空关节轴承及其制造方法》(CN 105864284A)公开了一种固体润滑航空关节轴承及其制造方法。该关节轴承内圈外表面和外圈内表面均加工有一层经超声滚压强化得到的强化层，且强化层表面布置有微织构，超声表面强化的同时，加入二硫化钼、二硫化钨、二烷基二硫代氨基甲酸钼、片状石墨、石墨烯、氟化石墨中任意一种或几种固体润滑剂，这样使得关节轴承内圈外表面和外圈内表面及微织构内都具有一层固体润滑脂层，极大提高了关节轴承的承载能力，改善摩擦副润滑性能，提高耐磨损性能，大幅提高关节轴承的使用寿命。该项发明工作时，内外圈之间具有游离的固体润滑剂，不属于织物型自润滑关节轴承。

由于表面织构的边缘在摩擦初期对织物型衬垫具有加速磨损作用，限制了表面织构技术在织物型自润滑关节轴承产品的应用。

本发明为提高织物型自润滑关节轴承的服役性能，提供一种表面织构摩擦预填充工艺，通过对轴承内圈外表面加工表面织构、利用摩擦预填充自润滑材料的方法，达到降低衬垫初期的摩擦磨损，降低启动力矩并延长磨损寿命，提高航空织物型自润滑关节轴承使用性能的目的。

发明内容

根据上述设计思想，本发明的目的在于提供一种织物型表面织构摩擦预填充式自润滑关节轴承，用以满足目前航空高新装备发展中越来越复杂的工况需求。