固体润滑轴系是空间活动部件的关键部组件之一,它的寿命和可靠性很大程度上制约了空间机构能否正常运转,实现预期的功能和寿命。固体润滑滚动轴承具有低摩擦系数、污染小、良好的温度适应性和抗辐照性等特性,广泛应用于空间中低速机构或往复运动机构轴系中。然而由于空间环境的复杂性,固体润滑轴承寿命的影响因素相互融合,实际使用寿命难以准确预估。研究影响固体润滑轴系寿命的关键因素,对提高空间活动部件的寿命和可靠性有重要的意义。本文研究径向负载对固体润滑轴系运转寿命的影响,以摩擦力矩明显增大为失效判据,主要研究内容如下:1.径向负载与固体润滑轴系固有频率相关性研究滚动轴承轴系固有频率反应了轴系的刚度和阻尼等信息,由轴系负载、几何结构、材料和加工工艺等因素决定。基于球轴承刚度理论和轴系固有频率计算方法,分析了轴系固有频率和水平径向负载之间关系。研制了轴系固有频率测试装置,通过该装置对径向负载与油润滑轴系和固体润滑轴系固有频率相关性进行了实验研究。对轴系固有频率随径向负载变化的数据进行了拟合和分析。结果表明:1)油润滑和固体润滑轴系固有频率随径向负载增大而增大,径向负载和轴系固有频率之间存在较为明显的幂函数关系,油润滑轴系和固体润滑轴系结果类似;2)在确定轴系中,可以通过测试轴系固有频率,采用拟合得到的径向负载和固有频率关系式来推导径向负载大小,误差不超过7%。3)轴承最大接触应力随轴系固有频率增大而增大。2.径向负载对固体润滑轴系失效行为的影响研究固体润滑深沟球轴承寿命与所受径向负载息息相关。研制了摩擦力矩测试系统,在干燥氮气环境下获得了不同径向负载条件下固体润滑轴系润滑寿命数据。试验后拆解固体润滑轴承,用扫描电子显微镜和能谱仪观察内外圈滚道表面和钢球表面形貌特征及元素成分,分析了轴系失效机理。结果表明:1)固体润滑轴系摩擦力矩在一定范围内随转速变化几乎不变。固体润滑轴系寿命随径向负载增大而减小。2)润滑膜的磨损殆尽或片状剥落均可能导致固体润滑轴系失效。论文最后提出以轴系固有频率评价固体润滑轴系装配情况,预测其使用寿命的方法。为固体润滑轴系装调优化和轴系状态原位检测,轴系寿命评估提供了新的思路。