本發(fā)明屬于軸承裝配領(lǐng)域，尤其涉及一種新型自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承的裝配方法。

背景技術(shù)：

自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承是在接觸表面粘結(jié)自潤滑襯墊以減小摩擦的球面滑動軸承，具有低速擺動、尺寸大、重量輕、承載重、抗沖擊、壽命長等特征，廣泛用于各類軍機的機體承力系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，屬于航空裝備關(guān)鍵基礎(chǔ)件。

當前國內(nèi)較成熟的關(guān)節(jié)軸承裝配方法主要為外圈開縫或外圈帶裝球缺口，國內(nèi)常規(guī)關(guān)節(jié)軸承普遍采用帶缺口裝配，或者軸承外圈徑向或軸向采用分瓣模式，而整體式、無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承采用內(nèi)外圈整體包容的結(jié)構(gòu)，裝配工藝比較困難，無法采用常規(guī)的工藝方法將內(nèi)圈裝配入外圈內(nèi)，屬于技術(shù)瓶頸，嚴重制約我國重型戰(zhàn)機研制和列裝進度。

因此，需要一種關(guān)節(jié)軸承裝配方法，以實現(xiàn)整體式、無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承裝配試制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有裝配形式難以實現(xiàn)整體式、無裝球缺口自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承裝配的問題，而提供一種整體式、無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承的裝配方法。

本發(fā)明整體式、無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承的裝配方法按下列步驟實現(xiàn)：

一、對關(guān)節(jié)軸承裝配裝置內(nèi)的測力儀、位移測量儀和千分表進行校核，通過千分表對加載平臺進行水平校正；

二、將關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈放在內(nèi)圈的上預載變形工裝和下預載變形工裝之中，通過上預載變形工裝和下預載變形工裝夾持內(nèi)圈的外球面，通過加載平臺對內(nèi)圈施加預載荷，預載荷的方向為豎直向上的徑向，測力儀顯示預載荷大小，保證內(nèi)圈處于彈性變形及材料許用應(yīng)力內(nèi)，通過位移測量儀顯示得到內(nèi)圈的彈性變形量δi；

三、利用可拆卸工裝固定內(nèi)圈的彈性變形，然后從預載變形工裝上卸下內(nèi)圈；

四、將關(guān)節(jié)軸承裝配裝置內(nèi)的內(nèi)圈預載變形工裝更換為外圈預載變形工裝，重新校核測力儀、位移測量儀和千分表，并通過千分表對加載平臺進行水平校正；

五、將關(guān)節(jié)軸承外圈放在外圈的上預載變形工裝和下預載變形工裝之中，通過上預載變形工裝和下預載變形工裝夾持外圈的圓柱面，通過加載平臺對外圈施加預載荷，預載荷的方向為豎直向下的徑向，測力儀顯示預載荷大小，保證外圈處于彈性變形及材料許用應(yīng)力內(nèi)，通過位移測量儀顯示得到外圈的彈性變形量δo，使內(nèi)圈的彈性變形量與外圈的彈性變形量之和大于外圈溝底深度dR，即δo+δi>dR，得到彈性變形的外圈；

六、將步驟三卸下的內(nèi)圈裝入步驟五彈性變形的外圈內(nèi)；

七、卸掉內(nèi)圈和外圈上的預載荷，使內(nèi)圈和外圈彈性恢復，實現(xiàn)鋁合金關(guān)節(jié)軸承的預載變形裝配。

本發(fā)明提供了一種無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承的裝配方法，通過加載平臺對內(nèi)圈、外圈施加預載荷，使內(nèi)、外套圈產(chǎn)生彈性變形，當內(nèi)圈的彈性變形量δi和外圈的彈性變形量δo之和大于外圈溝底深度，即δo+δi>dR時，通過該方法能夠?qū)崿F(xiàn)整體式、無裝球缺口自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承彈性變形裝配，裝配完成后的套圈外觀質(zhì)量良好，旋轉(zhuǎn)靈活，尺寸精度滿足要求。

附圖說明

圖1為應(yīng)用具體實施方式二所述的關(guān)節(jié)軸承裝配裝置對內(nèi)圈預載變形的正視圖；

圖2為應(yīng)用具體實施方式二所述的關(guān)節(jié)軸承裝配裝置對內(nèi)圈預載變形的側(cè)視圖；

圖3為具體實施方式三中所述的可拆卸工裝的正視圖；

圖4為應(yīng)用具體實施方式二所述的關(guān)節(jié)軸承裝配裝置對外圈預載變形的正視圖；

圖5為應(yīng)用具體實施方式二所述的關(guān)節(jié)軸承裝配裝置對外圈預載變形的側(cè)視圖；

圖6為實施例中采用ANSYS有限元軟件分析得到外圈的承載變形測試圖，其中■代表壓入變形，●代表等效應(yīng)力，箭頭處代表彈性變形區(qū)間；

圖7為實施例中采用ANSYS有限元軟件分析得到內(nèi)圈的承載變形測試圖，其中■代表壓入變形，●代表等效應(yīng)力，箭頭處代表彈性變形區(qū)間。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式整體式、無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承的裝配方法按下列步驟實現(xiàn)：

一、對關(guān)節(jié)軸承裝配裝置內(nèi)的測力儀、位移測量儀和千分表進行校核，通過千分表對加載平臺進行水平校正；

二、將關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈放在內(nèi)圈的上預載變形工裝和下預載變形工裝之中，通過上預載變形工裝和下預載變形工裝夾持內(nèi)圈的外球面，通過加載平臺對內(nèi)圈施加預載荷，預載荷的方向為豎直向上的徑向，測力儀顯示預載荷大小，保證內(nèi)圈處于彈性變形及材料許用應(yīng)力內(nèi)，通過位移測量儀顯示得到內(nèi)圈的彈性變形量δi；

三、利用可拆卸工裝固定內(nèi)圈的彈性變形，然后從預載變形工裝上卸下內(nèi)圈；

四、將關(guān)節(jié)軸承裝配裝置內(nèi)的內(nèi)圈預載變形工裝更換為外圈預載變形工裝，重新校核測力儀、位移測量儀和千分表，并通過千分表對加載平臺進行水平校正；

五、將關(guān)節(jié)軸承外圈放在外圈的上預載變形工裝和下預載變形工裝之中，通過上預載變形工裝和下預載變形工裝夾持外圈的圓柱面，通過加載平臺對外圈施加預載荷，預載荷的方向為豎直向下的徑向，測力儀顯示預載荷大小，保證外圈處于彈性變形及材料許用應(yīng)力內(nèi)，通過位移測量儀顯示得到外圈的彈性變形量δo，使內(nèi)圈的彈性變形量與外圈的彈性變形量之和大于外圈溝底深度dR，即δo+δi>dR，得到彈性變形的外圈；

六、將步驟三卸下的內(nèi)圈裝入步驟五彈性變形的外圈內(nèi)；

七、卸掉內(nèi)圈和外圈上的預載荷，使內(nèi)圈和外圈彈性恢復，實現(xiàn)鋁合金關(guān)節(jié)軸承的預載變形裝配。

本實施方式步驟二和步驟五預先利用ANSYS有限元軟件建立關(guān)節(jié)軸承幾何模型及裝配仿真分析模型，并進行網(wǎng)格劃分，輸入套圈材料彈性模量、線膨脹系數(shù)、泊松比等物理參數(shù)，進行裝配仿真分析。

本實施方式控制施加載荷大小，確保套圈處于彈性變形區(qū)間及材料許用應(yīng)力，當內(nèi)、外圈的彈性變形量之和大于外圈溝底深度，即δo+δi>dR時，實現(xiàn)套圈彈性裝配。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一所述的關(guān)節(jié)軸承裝配裝置包括水平臺1、4個支撐柱11、固定頂板3、加載平臺2、測力儀9、位移測量儀10、千分表20、預載變形工裝和主螺紋桿4，在矩形水平臺1上表面的4個角處各固定設(shè)置有1個支撐柱11，固定頂板3通過支撐柱11頂部的緊固螺栓12固定在4個支撐柱11的上部，固定頂板3的中心開有圓孔，圓孔中固定有大螺母7，主螺紋桿4穿過固定頂板3上的大螺母7，主螺紋桿4的上端連接有旋轉(zhuǎn)式把手8，主螺紋桿4的下端與加載平臺2轉(zhuǎn)動連接，加載平臺2的下表面固定有上預載變形工裝5，水平臺1的上表面固定有下預載變形工裝6，通過上預載變形工裝5和下預載變形工裝6夾持關(guān)節(jié)軸承的內(nèi)圈A或者外圈B的外圈面，在上預載變形工裝5內(nèi)安裝有測力儀9，在下預載變形工裝6內(nèi)安裝有位移測量儀10，在左右兩側(cè)的兩個支撐柱11之間各連接有1個支梁，在每個支梁上各安裝1個千分表20，千分表20的測桿與固定頂板3的下表面相接觸。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式一相同。

本實施方式加載平臺套設(shè)在4個支撐柱上，通過千分表對加載平臺進行水平校正。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式二不同的是在對關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈A施加預載荷情況下，該關(guān)節(jié)軸承裝配裝置還包括4個側(cè)面呈“L”形的固定工裝15和可拆卸工裝，每個固定工裝15的垂直板和水平板的板面上均開有螺紋孔，其中2個固定工裝15通過緊定螺釘固定在加載平臺2的下表面，2個固定工裝15通過緊定螺釘固定在水平臺1的上表面；

可拆卸工裝由上部件16、小螺紋桿18和下部件17組成，在上部件16和下部件17的表面也均開有螺紋孔，小螺紋桿18的兩端各螺紋連接有一個螺母19，可拆卸工裝位于內(nèi)圈A的內(nèi)部，上部件16和下部件17的圓弧面與內(nèi)圈A的內(nèi)圈面貼合，上部件16和下部件17之間夾有兩端帶有螺母19的小螺紋桿18，上部件16通過緊定螺釘夾持在位于加載平臺2下表面的2個固定工裝15之間，下部件17通過緊定螺釘夾持在位于水平臺1上表面的2個固定工裝15之間。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式二相同。

本實施方式通過旋轉(zhuǎn)可拆卸工裝中的螺母將內(nèi)圈彈性變形固定。

應(yīng)用具體實施方式二和三所述的關(guān)節(jié)軸承裝配裝置對內(nèi)、外圈預載變形的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1～5所示。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是步驟二采用ANSYS有限元軟件對關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈的擠壓彈性變形進行仿真分析。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式一至三之一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是步驟五采用ANSYS有限元軟件對關(guān)節(jié)軸承外圈的擠壓彈性變形進行仿真分析。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式一至四之一相同。

具體實施方式四和具體實施方式五分別利用ANSYS有限元方法建立關(guān)節(jié)軸承幾何模型及裝配仿真分析模型，分析加載方式和不同徑向載荷條件下，內(nèi)外套圈的彈性變形趨勢及應(yīng)力分布，從中確定內(nèi)外圈最佳變形量，并滿足應(yīng)力要求，實現(xiàn)套圈彈性變形仿真裝配。根據(jù)仿真分析結(jié)果，進行鋁合金樣件的彈性變形裝配試驗，結(jié)合試驗結(jié)果修正仿真模型中的相關(guān)參數(shù)，最終實現(xiàn)鋁合金套圈的彈性變形裝配。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五之一不同的是步驟五使內(nèi)圈的彈性變形量與外圈的彈性變形量之和大于外圈溝底深度0.05～1mm。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式一至五之一相同。

實施例：本實施例以尺寸為Ф105×Ф127的鋁合金關(guān)節(jié)軸承為例進行整體式、無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承的裝配方法按下列步驟實施：

一、對關(guān)節(jié)軸承裝配裝置內(nèi)的測力儀、位移測量儀和千分表進行校核，通過千分表對加載平臺進行水平校正；

二、將關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈放在內(nèi)圈預載變形工裝上，通過加載平臺對內(nèi)圈施加預載荷，預載荷的方向為豎直向上的徑向，測力儀顯示預載荷大小為3KN，保證內(nèi)圈處于彈性變形及材料許用應(yīng)力內(nèi)，通過位移測量儀顯示得到內(nèi)圈的彈性變形量δi＝1.25mm，材料等效應(yīng)力在383MPa以下；

三、利用可拆卸的工裝固定內(nèi)圈的彈性變形，然后從內(nèi)圈預載變形工裝上卸下內(nèi)圈；

四、將關(guān)節(jié)軸承裝配裝置內(nèi)的內(nèi)圈預載變形工裝更換為外圈預載變形工裝，重新校核測力儀、位移測量儀和千分表，并通過千分表對加載平臺進行水平校正；

五、將關(guān)節(jié)軸承外圈放在外圈預載變形工裝上，通過加載平臺對外圈施加預載荷，預載荷的方向為豎直向下的徑向，測力儀顯示預載荷大小為5.8KN，保證外圈處于彈性變形及材料許用應(yīng)力內(nèi)，通過位移測量儀顯示得到外圈的彈性變形量δo＝1.3mm，使內(nèi)圈的彈性變形量與外圈的彈性變形量之和大于外圈溝底深度dR為2.5mm，得到彈性變形的外圈，材料等效應(yīng)力在400MPa以下；

六、將步驟三卸下的內(nèi)圈裝入步驟五彈性變形的外圈內(nèi)；

七、卸掉內(nèi)圈和外圈上的預載荷，使內(nèi)圈和外圈彈性恢復，實現(xiàn)鋁合金關(guān)節(jié)軸承的預載變形裝配。

本實施例步驟二和步驟五預先采用ANSYS有限元方法建立關(guān)節(jié)軸承幾何模型及裝配仿真分析模型，分析加載方式和徑向載荷條件下，內(nèi)、外套圈的彈性變形趨勢及應(yīng)力分布，測試圖如圖6和7所示。

本實施例整體式、無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承裝配方法，是基于仿真分析結(jié)果，進行鋁合金樣件的彈性變形裝配試驗，結(jié)合試驗結(jié)果修正仿真模型中的相關(guān)參數(shù)，最終實現(xiàn)鋁合金套圈的彈性變形裝配。

本實施例實現(xiàn)了尺寸為Ф105的整體式、無裝球缺口外圈自潤滑鋁合金關(guān)節(jié)軸承的裝配試制。裝配完成后的套圈外觀質(zhì)量良好，旋轉(zhuǎn)靈活，尺寸精度滿足要求。