关节轴承也称为关节轴承。最典型的结构是由带球面的外圈和带外球面的内圈组成的向心关节轴承。具有结构简单、体积小、承载能力大的特点。自润滑关节轴承是一种采用自润滑材料制成的关节轴承。具有摩擦系数小、使用寿命长、耐冲击、耐腐蚀、工作过程中无需添加润滑剂等优良特性。广泛应用于工程机械和卡车。 、水利设施、航空航天、军工机械等领域。因此，在美国、法国、德国、英国等一些航空工业发达国家，对自润滑关节轴承的研究很早就开始了。我国自润滑关节轴承研究起步较晚，基础研究薄弱。虽然部分国产产品在某些领域可以替代国外产品，但总体而言，在产品质量、性能和产品系列化等方面与国外同类产品仍有较大差距。尤其是在航空航天等一些前沿领域应用的自润滑球面滑动轴承技术接近空白，已成为影响我国在这些领域取得突破的重要瓶颈。

1 自润滑关节轴承的发展历史

自润滑球面滑动轴承在国外已使用近一百年。我国在1970年代才开始这方面的研究，现在与先进的工业国家差距很大。自润滑关节轴承的性能取决于自润滑材料、双表面的处理和轴承的制造工艺。国外在相关方面遥遥领先，技术也非常成熟。

1.1 自润滑材料的发展

自润滑材料在自润滑关节轴承技术中占有重要地位，自润滑材料的性能直接影响自润滑关节轴承的工作性能和工作寿命。

早期的自润滑球面滑动轴承在滑动面上制备了一层润滑膜，以达到减少摩擦的效果。例如，ELGES 和 NTN 公司首先进行了这方面的研究。他们在外圈的内球面或内圈的外球面涂有 PTFE 涂层。 , 准备摩擦系数小、耐磨性高的关节轴承。

SKF开发了一种外圈内表面镶嵌固体润滑材料的自润滑球面滑动轴承。这种关节轴承摩擦系数小。现在这种自润滑球面滑动轴承还在一些领域使用。

1955 年，怀特。美国的Charles S等人发明了一种织物型自润滑材料。这种复合编织材料是由低摩擦系数的纤维和其他纤维组成，编织材料用合适的材料粘合而成。由于要求基材具有在较高工作温度下抵抗变形的能力，因此选择了热固性树脂。由于低摩擦纤维材料一般附着力较差，因此采用编织法将大部分减摩纤维制作在垫的工作面上，同时使粘合面上附着力较好的纤维。这种润滑材料同时具有良好的减摩和承载能力。另外，这种编织润滑材料设计性强，可根据具体工况采用合适的编织方法，可选择合适的编织材料和基体材料。这种设计思路至今仍是自润滑关节轴承自润滑垫片最基本的设计思路之一。

1956 年，怀特。 Charles S将四氟乙烯纤维和粘合纤维编织成轴承润滑材料，并在其中填充粘合树脂源，制成织物型复合材料。

1958 年，理查德等人。还提出了一种编织润滑材料。编织自润滑衬套是目前自润滑轴承的主要自润滑材料，特别是在航天、航空等前沿领域。完美，形成了能适应多种工况的系列产品，SKF新推出的TX自润滑关节轴承采用的新型自润滑轴套，提高了自润滑轴的性能

通过改进织物结构和基材。这种自润滑衬套大大提高了衬套的承载、抗磨、减摩和防潮性能，以及衬套的工作寿命，这使得TX自润滑球面滑动轴承的性能与以前的同类产品和其他公司产品。大大改善。 RBC新型性能优异的自润滑衬板适用于高速轻载、低速重载、高温、低摩擦等不同工况，也适用于与钢、铝形成摩擦面、钛等。一般来说，国外的编织自润滑缸套已经系列化，适用于不同工况（低速重载、高速高温等）下的应用。

由于织物结构自润滑衬里复杂且价格昂贵，也促进了对无纺布自润滑材料特别是注塑成型自润滑材料的研究。 1978年，McClos Key Albert R发明了一种聚四氟乙烯纤维和酚醛树脂无纺布自润滑垫片。 2005 年，Ampuero Auza.Jamime A 等人。发明了由含氟聚合物纤维和其他可润湿有机结构纤维组成的无纺布自润滑衬里。它可以适应更高的速度，具有更长的工作寿命。

目前，球面滑动轴承批量生产中常用的自润滑衬套包括织物型自润滑衬套和注塑成型聚合物减摩抗磨材料，以及烧结多孔材料（如烧结青铜（孔内储存润滑油或油脂）、铜网-塑料复合材料等。这两种类型的自润滑衬板主要用于低负荷、低传动要求的民用机械设备。

在国内，有关高校、科研院所和企业也对编织结构自润滑垫片进行了一些研究。福建龙熙轴承（集团）有限公司从1980年代起就没有开始研制聚四氟乙烯织物自润滑材料。承载能力超过450MPa，承载能力超过200MPa，重载低速下最低摩擦系数达到0.03，性能指标处于国内领先水平。

近年来，国内一些学者在无纺布自润滑材料的研究及其在轴承中的应用方面取得了一定的成果，使轴承的承载能力、减摩系数、PV值极限、使用寿命等性能提高到不同程度。度。 .然而，用于前沿领域的自润滑垫片的研究工作还很薄弱。

1.2 表面处理技术发展

自润滑垫片一般粘贴在关节轴承外圈的内球面上，内圈外球面一般采用特殊工艺处理，如镀铬、离子注入、陶瓷化等.，使自润滑垫片与内圈外球面形成摩擦副，可获得更优良的工作性能。自润滑关节轴承内圈的材质可以是不锈钢、铝合金、钛合金。自润滑关节轴承内圈采用钛合金可减轻重量。由于钛合金的硬度低于不锈钢和铜合金，因此在工作过程中内圈外球面更容易被划伤，损坏的外球面也加速了自润滑垫片的损坏.和穿。为此，2005 年，Smith 等人。提出对钛合金内圈外球面进行表面处理，形成氮化物浸润层，通过加工将表面粗糙度降至18nm以下； 2006 年，Lopes 等人。在内圈的外球面上形成TiN处理层。为了提高自润滑关节轴承的性能，有学者提出内圈采用陶瓷材料，使与自润滑垫片形成的工作副具有更好的性能。

SKF航空用自润滑关节轴承内外圈材质为不锈钢，外圈冷挤压成型，外圈内球面贴有聚四氟乙烯织物衬垫，外球面内圈表面经陶瓷涂层处理。关节轴承具有更高的承载能力和更长的寿命。

2 自润滑关节轴承试验

自润滑关节轴承的主要失效形式是磨损。因此，开展关节轴承的性能试验，研究关节轴承的摩擦磨损性能是一项基础性工作。还可以在使用中起到引导作用。

我国在测试方法、测试设备研究和测试方面做了大量工作，但与国外仍有一定差距。仍然缺乏组合加载和组合运动的试验机。测试工作，测试开发不够，理论研究不够深入。

2.1 测试方法

关节轴承的试验主要有静载荷试验、动载荷试验、高温试验、低温试验、介质阻力试验等。在我国，由福建龙熙轴承（集团）有限公司起草的国家行业标准。载荷试验规定、关节轴承的动、动载荷及寿命试验规定；国外美国航标和欧盟航标的技术规范都规定了关节轴承的静载荷和动载荷试验。

2.2 测试设备

关节轴承的试验设备主要包括静载荷和动载荷试验设备。静载试验设备一般由万能材料试验机改造而成，而动载试验设备则需要专门开发。目前有恒载试验机和交变载荷试验机。试验机、联合运动载荷试验机、可模拟高低温、粉尘、水汽等环境的试验机。福建龙熙轴承（集团）有限公司在试验设备上投入了大量资金。建有CNAS认可实验室，具备各类关节轴承在恒载、交变载荷、高低温、粉尘、水汽模拟环境下的寿命性能。测试设备可在线测量摩擦系数、磨损量、温度等性能指标，并自动绘制摩擦磨损性能指标和运动时间曲线。是国内最齐全、规模最大的球面轴承性能实验室，对球面轴承寿命进行了大量的研究。性能测试测试。

2.3 自润滑关节轴承摩擦磨损面分析技术

自润滑关节轴承的摩擦磨损分析技术主要包括表面和结构分析以及表面和原子状态分析。表面及结构分析主要采用透射电镜和扫描电镜观察摩擦表面的形貌和损伤特征；使用电子衍射技术和X射线衍射技术来确定表面结构和成分。表面和原子态分析主要包括俄歇电子能谱、光电能谱、扫描探针显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等，以分析摩擦表面的组成和分布。

3 结论

自润滑球面滑动轴承因其承载能力大、重量轻、无需人工润滑、耐磨性能和摩擦力矩优良等优点，已在许多领域得到应用。由于国内研究水平不高，相信随着该产品的逐渐成熟，研究工作会越来越深入，自润滑关节轴承也将得到广泛应用。

关节轴承的实验研究非常重要，可以提示关节轴承的摩擦磨损机理，分析摩擦磨损的形式，为关节轴承的性能改进和改进积累基础，起到指导作用。作用为关节轴承的应用。投资并进行深入的实验。