球轴承的钢球及内外圈， 一般要求有一定的强度和精度， 自 故用 润滑材料制造有困难。为此必须 通过润滑膜来进行润滑。 形成润滑膜的 方法大致有使用油脂润滑的 方法和固 体润滑剂的方法两种。 ①油、 脂润滑 以往， 轴承用油和脂大多使用矿物油和硅系脂， 但近年来， 随着合成油的发展， 开发了蒸气压低的

  须考虑使用固 体润滑。固 体润滑轴承使用的固体润滑剂有铜（ｕ、 Ａ）铅（ｄ和金（ｕ等软金 Ｃ ）银（ｇ、 Ｐ） Ａ） 属；ｏ Ｉ 等层状结晶 ＭＳ Ｗ ： ２ Ｓ 结构的材料； 及以 氟乙 ＰＦ ）聚酞亚胺（Ｉ为代表的高分子系复 以 聚四 烯（ＴＥ ， Ｐ）

  合材料。薄膜形成法， 软金属有电镀法、 真空蒸镀法、 离子镀敷法等； 对层状结晶结构材料有喷溅法、 撞 击法、 或者涂敷层状结晶结构材料和粘合剂的混合物、 进行焙烧的焙烧膜法。日 本多采用磨合的撞击 法， 就是将附有固 体润滑剂的 玻璃球和钢球冲击试件表面而生成固体润滑膜的方法。 ＴＥ ＰＦ 一般用涂 膜法， 与填充剂一起混合形成自 润滑保持架使用。 上述固 体润滑剂在真空中的 剪切强度都小， 故摩擦系 数低， 但软金属Ａ ，ｇ ｂ ｕＡ ， 呈面心立方晶体结 Ｐ 构， 且各向同性， 因而近似于流动性的流动， 层状结晶结构材料的摩擦系数大。因此， 故比 就宇航机器 而言， 一定要进行轻量、 紧凑化的极限设计， 所以必须尽可能地减少轴承的摩擦力矩。为了尽可能减少薄 膜使用时的摩擦， 对软金属主要使用离子镀法。

  宇航空间技术集中代表了前沿科学和高技术发展的水平， 带动面宽， 对于开展宇航空间科学研究、 开创空间产业、 开发空间资源和增强国防力量等都有举足轻重的意义。要发展空间技术， 忽视其有关 机械的润滑问题是不可能实现的。初期的人造卫星因为润滑不良而出现故障的实例已是屡见不鲜。 要很好地解决宇航空间机械的润滑问题， 应用固体润滑是十分重要的。 固体润滑轴承对宇航环境有比较好的适应性， 对高温、 低温、 超高真空等环境更为适用。对温度的 适应也有足够的应用场景范围。宇宙环境工作条件均很苛刻， 气温变化大， 要同时满足高温 １０℃和低温 ５

  溅法和ＰＦ ＴＥ系复合材料（ＴＥ一 ＰＦ 玻璃纤维 一 喊 ） ｍ 保持架正逐步占 主导地位。在国内外， 保持架都使 用聚四氟乙 烯或聚酞亚胺系复合自 润滑材料， 是因为保持架并不要求有象钢球和内外圈那样高的强 度和精度， 同时通过钢球与保持架的摩擦可将润滑剂转移附着在钢球表面， 然后再转移到内外圈滚道 上从而形成覆膜， 这样通过预先粘着的固体润滑膜和转移膜， 便能延长润滑寿命。试验证明： 润滑剂的 转移很明显且很有效。 根据国外固体润滑剂与保持架材料的不同组合， 在真空中进行寿命比 较试验的结果。各组的摩擦

  复合材料６０ 轴承保持架运转了９ ００ ２４ ４ ｈ有些以 ０ ； 铅青铜作为保持架并以 铅膜润滑的球轴承也在线 航天局采用的添加钥的聚四氟乙烯复合材料保持架与溅射二硫化钥膜的轴承， ９ 年美国 ９ 在线 ００ 上， 轴承保持了 ０ ｈ ０ 以 其间 较低的 摩擦力矩特性。 我国 七五”“ 、八五” 在“ 期间， 也初步开始了 将固体润滑轴承应用到航天航空领域。 我国 从第一颗 人造地球卫星起开始研究了不少的固体润滑材料， 较成功地解决了空间机械的许多润滑问题。如人 比

  造卫星的拉杆天线、 能电 太阳 池帆板铰链及扭簧机构、 卫星姿态控制用重力平衡杆伸缩机构、 卫星百叶 窗温控轴承、 星载红外照相机 自润滑滚动轴承、 星载致冷机用自润滑耐磨密封环、 星载致冷机热段 （０ Ｋ 的润滑、 ９０ ） 星一箭连接部和解锁活动件的防冷焊与润滑、 光学仪器驱动机构的润滑、 万向接头和 继电开关的自 润滑、 液氢液氧泵轴承及相关齿轮等， 都成功地应用了固体润滑材料及有关技术。轴承 工作表面固体润滑膜处理工艺有多种， Ｐ ＤＣ ＤＰＶ 如： ，Ｖ ，Ｃ Ｄ和离子注人等。 Ｖ

  从各国的实际使用情况去看， 使用ＭＳ喷溅法、 美国 ｏ２ 焙烧膜法及撞击法。 但主要是ＭＳ喷溅膜 ｏ ２ 和ＰＦ 系复合材料（ＴＥ 玻璃纤维一 ｏ ） ＴＥ ＰＦ 一 ＭＳ 保持架。 ２ 欧洲使用Ｐ 膜润滑，ｏ２ ｂ ＭＳ喷溅法和焙烧法， 但主要是使用 ＭＳ喷溅法和ＰＦ 系复合材料（ＴＥ 玻璃纤维 一 ｏ２保持架。日 ｏ ： ＴＥ ＰＦ 一 ＭＳ） 本采用 Ｍ Ｓ 喷 ｏ ２

  油， 其中帕弗洛聚脂（ＦＥ ， ＰＰ ）耐气温变化强， 室温时的 蒸气压在１一 下。 ＡＡ 美国 ０， 以 Ｎ Ｓ （ 航空宇航局） 以

  这种油为基油的脂多达３ 种， ３ 据报告， 对用这种脂的球轴承在真空中进行寿命试验的结果， 表现出 优良的摩擦磨损性能。在日 本也有几个公司已开发出这种油和脂。但近几年有不少研究人员对 ＰＦ ＴＥ 的耐放射线性、 长期在真空中滑动时物理性能的稳定性提出了疑间， 故必须加以注意。ＰＦ ＴＥ系油、 脂 的 蒸气压低， 其蒸发减少； 即使能满足宇航机器对寿命的要求， 但还存在蒸发油污染周围机器的问题。 在宇航机器上， 配装着许多要求表面清洁的太阳电池元件、 各种镜、 传感器等光学部件， 这些部件若附 着蒸发的油， 形成油膜就不可以使用。另外， 当不能很好地控制温度时， 曝露在高温下， 脂流出也可能 油、 污染仪器仪表。因而， 在轴承上使用油或脂时， 应限定使用场所， 并采取一定的措施防止污染别的部位。另 外， 宇航机器依据使用条件， 要承受周期性的 ｔ ℃的气温变化， １ ５ ０ 因摩擦力矩随油、 脂的粘度变化发生 变动， 故对严格要求限制摩擦力矩变动的机构不可以使用。 ②固体润滑 如上所述， 为避免因润滑剂蒸发而污染周围机器和因气温变化太大而引起摩擦力矩变动时， 就必

  ①内外圈、 钢球的材料 一般地面使用的 球轴承内 外圈、 钢球材料都用高碳铬轴承钢（Ｃ１） 但Ｇ ｒ 无耐蚀性， Ｇ ｒ 。 Ｃ１ ５ ５ 用于宇 航环境因不可以使用防锈油， 在地面环境调试过程中会发生锈蚀问题， 故只能用在密封型机器内可上油 润滑的机器上， 用于开放型机器， 维护十分艰难， 最近已 几乎不用。 用于宇航机器的轴承材料， 几乎都

  美国的民兵导弹、 洲际导弹中某些部位的滚动轴承， 空间站、 航天飞机、Ｄ 卫星以及气象卫星中红 ＳＩ 外线旋转扫描辐射计的支承机构， 及用于Ｓ Ｓ １Ｓ Ｓ ２ Ｇ Ｅ 一 宇宙飞船上的 以 Ｍ 一 ，Ｍ 一 及 Ｏ Ｓ １ 轴承均采用二

  １８ 年美国开发的哈勃望远镜中的 ９０ 支承轴承采用了固 体润滑。美国中 西研究所研制的Ｔ 一 ｏ ａ ＭＳ ２

  是不锈钢， 为提高许用载荷和耐久性， 其中， 通常用高硬度材料马氏 体系的９ｒ ｏ１表面硬度为 Ｃ１ ９ｒ ８ Ｃ８

  ５ 一 ０ Ｃ相对 Ｇ ｒ ６ ６Ｈ ， Ｒ Ｃ１ ５的５ 一 ４ Ｃ ８ ６ Ｈ 稍许低一些。因此使用 ９ ｒ 时， Ｒ Ｃ１ 其基本额定静载荷和基本 ８ 额定动载荷应依照产品目 录上的用 Ｇ ｒ 时的相应值乘上一个降低系数， Ｃ１ ５ 因其承载能力变弱， 故在设 计时必须加以注意。 ②保持架的材料 球轴承保持架材料有铁系、 有色金属及自 润滑复合材料， 因而与润滑方式关系非常密切， 故与润滑 方式一起介绍如下： 铁系： 主要使用油、 脂润滑方式， 但考虑到在地面时的耐蚀性， 几乎仍使用不锈钢。在不锈钢中， 虽也 使用９ｒ ， Ｃ１ 但为了 ８ 便于加工， 使用奥氏 多 体系１ 。 Ｃ ７ 使用固 ｒ １ 体润滑方式时， 几乎不使用铁系材料。 有色金属： 无论是采用油脂润滑方式还是固体润滑方式， 一般都使用以磷青铜为主的青铜、 黄铜 等。就黄铜而言， 因含大量有蒸发量大的锌， 故一般不太使用， 但作成合金时， 其蒸发量很低。 自 润滑复合材料： 无论是使用油、 脂润滑方式或固体润滑方式都能使用， 特别对固体润滑方式几乎 都能使用。自 润滑复合材料大致分为高分子系复合材料和金属系复合材料两种， 但在宇航机器上， 几 乎都使用高分子系复 合材料。高分子系复合材料， 以往使用苯酚系和聚四氟乙 ＰＦ ） 但现在都 烯（ＴＥ 系， 以 热特性良 好的ＰＦ 系为主。 ＴＥ 其中国 外以 使用 ＰＦ 玻璃纤维 一 ＴＥ一 二硫化钥（２系为主， 本以 ＭＳ） ｏ 日 使用ＰＦ 一 ＴＥ 玻璃纤维 一 Ｍ ） 铂（ ｏ系为主。 这种场合Ｍ Ｓ ｕ 不起润滑剂作用， ｏ２ 。 或ｌ 而起控制润滑剂ＰＦ ＴＥ 转移量的 作用。当 通过加人金属粉（ 然， 如铜粉）可以 ， 提高蠕变性和热稳定性。金属系复合材料主要 是研究二硫化钨（ Ｓ） Ｍ ｓ一 Ｃ ） 烧结合金等， Ｗ ２ 一 ｏ 铜（ｕ系 ： 其耐热性优良， 能克服 ＰＦ ＴＥ的缺点， 而引起人 们的注意。 ’ 韧性不足， 但因 存在机械加工性间题， 实际使用少。 但在最近， 又慢慢的出现性能优于高分子 系复合材料， 这还有待于以后的进一步开发研究。

  随着宇宙的开发， 轴承及其润滑领域将遇到前所未有的新问题。这样一些问题是由宇航工程学上提出 的 要求和大气层外宇宙的特殊条件产生的。因而在宇航专用轴承的润滑系统模块设计时要予以最大限度地考虑。 １宇航轴承的通用设计 ． 轴承种类有球轴承、 滚子轴承、 滚珠丝杆、 凸轮从动件、 滚子从动件及滑动轴承等。根据宇航机械 的用途， 使用上述多种轴承， 最常使用的是润滑比 其中 较容易实现的深沟球轴承及角接触球轴承。

  一５ ℃、 １ ０ 高真空（ ｘ＇ 、 射线 核污染等， 有表面 只 镀膜的固 体润滑轴承才能满足这些太

  空恶劣条件下的使用上的要求。 早在 １ 世纪产业革命期间， ９ 诸如石墨、 铅等都已作为润滑剂用于低速运转的机器上。在二次 锡、 大战时期， 固体润滑就作为研究对出来了。德国的马克思普朗克研究所和美国国家航空和宇航局 的前身国家航空咨询委员会都曾进行过研究开发， 如将二硫化钥用于工业应用的试验， 并开发了有机 粘结固体润滑膜、 二硫化铂润滑脂和聚四氟乙烯润滑剂等。到 ２ 世纪 ５ 年代初， ０ ０ 美国制定了二硫化 铝的美国军用标准， 并将其作为军事机密。１５ 年前苏联的人造卫星东方一号发射成功， ９７ 揭开了人类 进人宇宙时代的序幕， 并将固体润滑的研究开发推进到一个引人注目的 新阶段。 日 ０ ０ 本２ 世纪６ 年代的宇宙开发计划， 从东京大学的小型火箭开始到目 前的 Ｈ－ 型火箭（ ２ 液氢、 液氧发动机） Ｔ － 技术试验卫星的滚动轴承润滑采用了固体润滑系统。两种轴承的内径分别为 和Ｅ Ｓ ４ ３ｍ ５ ｍ和６ ｎｎ在 １０ ｉ的转速下进行地面试验。寿命分别为４ ｈ ０ ， ０ ｒ ｎ ｕ ／ ｍ ５０ ００ ０ 和４ ｈ ０ ｏ 法国开发的 Ｐ Ｔ地球观察卫星上的望远镜用反射镜支承机构（ ＳＯ 高度 ８７ ） ３ ｋ 以及欧共体联合研 ｍ 制的阿里安娜火箭中的涡轮泵用轴承采用了固体润滑。 前苏联 １ ６ ８ 年发射的和平号空间站， ９ 其中载人宇宙飞船的发动机轴承、 太阳帆板的展开机构、 机 械手臂转动机构也采用了固体润滑或固体润滑轴承。 荷兰Ａ Ｓ 卫星的反作用飞轮轴承、 Ｎ 红外线地平仪轴承、 太阳帆板驱动机构的轴承也采用了固体润