[发明专利]自润滑关节轴承磨损寿命预测模型修正方法

说明书

本发明提供一种自润滑关节轴承磨损寿命预测模型修正方法，其包括如下步骤：步骤S1，进行失效判据确定试验，并将关节轴承的磨损量作为其失效判据。步骤S2，在关节轴承失效机理不发生变化条件下，确定关节轴承样件的耐受极限载荷。步骤S3，对多个关节轴承样件进行寿命预测模型修正试验，改变关节轴承试验的温度、载荷及摆动频率，得到关节轴承不同试验条件下的使用寿命，实现对寿命预测模型中温度寿命系数α_t、载荷寿命系数α_P、滑动速度寿命系数α_v的修正。本发明构建了自润滑层磨损量与关节轴承工程用性能表征参数的映射关系模型，并由此确定了关节轴承能在线检测的自润滑层磨损失效判据，为关节轴承磨损寿命预测模型修正提供依据。

技术领域

本发明涉及机电产品可靠性与寿命预测领域，具体涉及一种基于关节轴承自润滑层磨损量为试验参数的自润滑关节轴承磨损寿命预测模型修正方法。

背景技术

关节轴承是一种球面滑动轴承，由带有外球面的内圈和内球面的外圈组成，常用于速度较低的转动或摆动运动。关节轴承因具有结构简单紧凑、重量小、承载能力强、耐冲击、抗腐蚀、振动小、维护拆装方便等特性，大量应用于航空飞行器上，包括：飞机的环控系统、舱门、起落架、方向舵、升降舵、襟翼、缝翼、扰流板、副翼、安定面和操纵系统，以及机载设备中一些传递力矩或动力的位置。

自润滑关节轴承是在关节轴承的摩擦面上粘附自润滑衬垫，利用衬垫材料的低摩擦性特点，达到减小摩擦、提高轴承寿命的目的，多用于低速重载、高速轻载、盐雾湿热、高低温等极端环境工况下，易发生多种形式的失效，其中最主要的失效形式为轴承磨损。自润滑关节轴承磨损失效的主要原因在于其在摆动过程中自润滑层不断减薄，使轴承内外圈间隙过大，失去自润滑功能，最终导致轴承严重磨损失效，造成航空飞行器的非正常失效，从而引发灾难性后果。

发明内容

本发明的目的在于对自润滑关节轴承在不同环境工况下进行磨损寿命预测及评价。由于目前自润滑关节轴承寿命预测模型缺乏有效的修正方法指导，本发明提出的自润滑关节轴承磨损寿命预测模型修正方法，应用试验数据完成自润滑关节轴承磨损寿命预测模型的修正，为不同工况条件下自润滑关节轴承磨损寿命的预测提供技术支持。而且，在本申请中，在试验中使用的关节轴承均为自润滑关节轴承，且均可以称为待测试关节轴承样件。

针对缺乏自润滑关节轴承磨损寿命预测模型修正方法的问题，本发明提供的基于自润滑层磨损量表征关节轴承退化规律的、自润滑关节轴承磨损寿命预测模型修正方法，寿命试验包括三部分，分别是失效判据确定试验、耐受极限载荷确定试验以及关节轴承磨损寿命预测模型修正试验，通过对试验数据的采集、处理，修正关节轴承的磨损寿命预测模型，用于支撑自润滑关节轴承磨损寿命的预测。

为实现上述目的，本发明的自润滑关节轴承磨损寿命预测模型修正方法，其包括以下步骤：

步骤S1、根据自润滑关节轴承的材料特征和功能特征，进行失效判据确定试验，监测待测试关节轴承样件在预设工作载荷条件下，并且运行时间为第一使用寿命时所对应的自润滑层磨损量，将自润滑关节轴承的磨损量作为其失效判据；

步骤S2，进行待测试关节轴承样件的耐受极限载荷确定试验，耐受极限载荷通过梯度载荷的方式步进施加，选取第一工作载荷的两倍开始试验，若失效机理未发生改变，则继续以第一工作载荷的四倍继续试验；若失效机理发生改变，则取载荷增长量的一半作为增量继续试验，直到确定关节轴承样件的耐受极限载荷为止；

步骤S3，对多个待测试关节轴承样件进行关节轴承磨损寿命预测模型修正试验，改变关节轴承试验的敏感影响因素参数：温度、载荷以及摆动频率，得到关节轴承在不同试验条件下的使用寿命，实现对寿命预测模型的修正，并获得修正后的寿命预测模型为：