0. 引言

    国内生产的杆端关节轴承通常是由一个带螺纹杆的轴承壳体、空心球状的内圈和一个镶嵌于外表面的自润滑油膜层组成，如图1所示。

     其优点是在旋转中可以承受很大的拉力载荷，同时允许旋转轴相对轴心线摆动或者倾斜。其缺点是不能适应高速转轴，最高转速在100~300r/min 以内。因为其工作时内圈外表面作圆周滑动，为纯滑动摩擦，摩擦系数较大，约为0.2左右，高速状态下摩擦加剧，轴承工作表面很快出现磨损、发热、点蚀及剥落等损坏导致轴承失效。加之该轴承磨擦层表面硬度较低，且较粗糙，在高载高速下使用寿命很短，一般在1~3个月，有的行业甚至在1 周左右。

     新型高速杆端关节轴承，保持原壳体，内球面结构不变，将内圈外球面结构改变为两列滚道结构，并在两列滚道与壳体、内球面间各增设一列滚动体（滚柱、滚珠），滚动体由保持架进行引导和隔离。滚动体与内圈滚道、壳体内球面线接触（滚柱型）或点接触（滚珠型），内圈旋转或摆动时，内圈滚道与滚动体、滚动体与外壳内球面之间产生滚动旋转或摆动，通称复合运动。

     新产品改变了原产品的相对滑动结构。由于将滑动摩擦改变为滚动摩擦，滚动磨擦系数小，约为0.0035，使轴承因摩擦磨损大为减小，改善了轴承的使用条件，从而提高了内圈的旋转速度，使该类轴承满足了高速的需求。同时将壳体内球面采用局部高频淬火工艺使滚动表面硬度由HRC30～50提高到HRC60～62，延长了轴承使用寿命，并保持了内圈相对轴心线做一定角度的倾斜和摆动，满足相关行业对该类产品的使用要求。根据我们对该产品的设计计算试验对比，经过上述的系列改进后，产品的设计寿命达到8428h，远大于预期寿命5000h，并将新产品与常规产品比对，使用寿命新结构轴承与原结构轴承相比，在相同试验条件下，前者是后者的7.4倍。

     1. 新型高速杆端关节轴承寿命的设计计算以BRM12 型为例，设计设定条件：在机构设计合理，安装使用正确的前提下，预期使用寿命不

     2. 试验材料

    选取新设计研制的BRM12 型（滚动）高速杆端关节轴承、普通杆端关节轴承PHS12，参照JB/T50013-2000《滚动轴承———寿命及可靠性试验规程》对BRM12 型轴承各8 套与PHS12 型轴承各8套进行强化寿命试验比对。

     3. 试验方法与试验条件

     3.1 试验方法

    参照JB/T 50013- 2000 标准，将轴承内圈固定在水平驱动主轴上，外圈外径施加设定的径向载荷p=750N，驱动主轴以设定的转速n=100~300r/min驱动轴承内圈旋转。同时监测轴承外圈外径表面温度上升数显记录，开机2h 后的温度视作试验温度。记录被试轴承失效时间（h）。

     3.2 试验条件的确定原则

采用PHS12 型轴承的“极限”强化条件作为强化寿命比对的试验条件：“极限”强化试验条件的确定原则为“被试轴承外圈外径表面温度不超过95°C”。经对PHS12 型轴承载荷与转速的反复试验，确定强化寿命试验比对的试验条件见表1所示。

     4. 试验结果

     4.1 试验通过时间和试验温度统计结果

    试验通过时间和试验温度统计结果见表2。

     4.2 寿命韦布尔分布图

     寿命韦布尔分布图见图3。

     4.3 试验结果比对

    4.3.1 试验寿命比对结果

    对表2 数据处理后可得：BRM12 型轴承的试

     4.3.2 试验温度比对结果在n=300r/min，Fr=720N，试验环境温度为28℃~32℃，PHS12 型轴承的试验温度为90℃，BRM12型轴承的试验温度为40℃左右。由此可见，BRM12型新型高速杆端关节轴承高速性能、承截能力、温升、速度和滚动摩擦磨损量明显优于普通的PHS12型轴承。