摘 要:对钛合金杆端自润滑关节轴承进行疲劳试验,在116万次循环拉压后,杆端体耳环处发 生断裂。对失效件进行了化学成分、宏观和微观分析。结果表明:杆端体失效形式为疲劳断裂,杆 端体耳环和轴承外圈之间发生微动磨损,在循环载荷下,杆端体内孔薄弱处的裂纹扩展,最终发生 断裂。
关键词:杆端体;钛合金;循环载荷;疲劳;断裂
中图分类号:TG115.5 文献标志码:B 文章编号:1001-4012(2022)04-0060-04
杆端自润滑关节轴承是多方向运动机构中不可 缺少的支撑部件,其由杆端体、轴承内圈和轴承外 圈,以及轴承内外圈间的自润滑材料组成,其结构如 图1所示。该轴承可以承受径向载荷和轴向载荷, 并实现高频率下多方向的往复运动(围绕轴心线的 摆动)[1]。航空杆端体材料通常为沉淀硬化型不锈 钢05Cr17Ni4Cu4Nb,为提升杆端轴承的耐腐蚀性 能和减轻零件质量,文献[2]对钛合金材料在杆端体 的应用进行了研究。
笔者分别在沉淀硬化型不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb、 钛合金 TC4两种材料制备的杆端体内孔中压入同样的 自润滑关节轴承,轴承外圈通过翻边安装方式固定于杆端体,并将装配好的杆端自润滑关节轴承成对 地进行拉压循环载荷疲劳试验(见图2 [1])。在116 万次拉压后,钛合金杆端体发生断裂,断裂部位宏观 形貌如图3所示,而此时不锈钢杆端体完好。杆端 体总长为84mm,断裂部位外径为36mm,内径为26mm,宽 为 10.6mm;试 验 温 度 为 室 温 (23± 5)℃;试验载荷为(2500±9600)N;载荷变化频率 为4Hz,水平方向反复加载。
