自润滑关节轴承装配方式及专用装配工装的设计和应用.docx

自润滑关节轴承装配方式及专用装配工装的设计和应用摘要：自润滑关节轴承是现代化机械设备当中的重要零部件由于它在内外球面之间粘接有自润滑材料出于对自润滑材料的保护文章在装配内外圈时采用了新的装配方式并为之设计了新型工装既保护了自润滑材料又提高了装配效率。关键词：自润滑关节轴承；装配方式；装配工装中图分类号：TH133文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）12-0025-031概述关节轴承是一种滑动轴承其滑动表面是球面主要由两个零件组成：一个是有外球面的内圈另一个是有内球面的外圈。在通常的情况下关节轴承是在作低速度的旋转、摆动或倾斜运动的普通的关节轴承在工作时需要对其球面补充润滑剂以减轻内外球面在运动时产生的摩擦随着技术的发展产生了一种在内外球面之间粘接有自润滑材料的关节轴承其在工作时不用对其球面补充润滑剂称为自润滑关节轴承。衬垫型自润滑关节轴承是一种典型的自润滑关节轴承其内外圈之间粘接有由自润滑材料制成的衬垫在众多的衬垫材料中以聚四氟乙烯（PTFE）纤维编织复合材料性能较佳它不仅摩擦系数低并且有较高的强度。其自润滑及耐磨损性能非常好承载能力高耐腐蚀被广泛应用于航空、航天、电力、重载设备、生物医药和纺织等机械设备。①关节轴承外圈；②聚四氟乙烯纤维编织复合材料图12自润滑关节轴承的装配方式的确定自润滑关节轴承的外圈与非自润滑关节轴承的外圈是一样的同样具有引裂槽在内圈压配入外圈前也需要先将外圈进行开缝。非自润滑关节轴承的内外圈球面是钢对钢接触所以非自润滑关节轴承在接下来的工序将内圈压配入外圈中较为简单通常是将内圈放置于外圈上面利用冲床将内圈直接冲压入外圈完成内外圈的装配过程。但是对于自润滑关节轴承来说因为其外圈内球面粘接有聚四氟乙烯（PTFE）纤维编织复合材料如果内圈用与非自润滑关节轴承一样的冲压方式进行装配这时由于内圈在滑入外圈的过程中对外圈有一个撑开的作用力外圈对内圈同样施加一个反作用力这个作用力与反作用力是比较大的会对自润滑材料产生较大的撕扯轻者对自润滑材料表面产生破坏重者可能将自润滑材料整片撕扯下。所以不能用常规的装配方式来装配自润滑关节轴承。为了保护外圈内球面的自润滑材料必须使内圈在滑入外圈的过程中对外圈里面的自润滑材料没有任何破坏。为此我们想到一个新的装配方式其装配原理如下：设计一种V形插刃利用V形插刃的尖刃插入外圈的引裂槽中利用V形插刃的斜面对引裂槽进行撑开使外圈端面入口扩大然后将内圈放入已被撑开的外圈中当外圈的入口直径大于内圈的最大圆截面直径（约为内圈的球径）时内圈就可以放入外圈中让内外圈球心基本重合时再慢慢抽出V形插刃外圈恢复原位这样内外圈就完成了配套。这种装配方式其优点是在装配的过程中对自润滑材料保护较好不会对自润滑材料产生损害。但在装配时应注意内圈要避免与V形插刃相碰。3工装的设计3.1V形插刃的设计V形插刃在装配过程中主要起到两个作用：一个是利用尖刃插入外圈的引裂槽一个是利用斜面撑开外圈的引裂槽因此V形插刃的关键参数是尖刃形状、斜面角度、材料和热处理硬度。尖刃形状：因关节轴承外圈的引裂缝只是一条细缝V形插刃要想插入其中其尖刃必须呈一字锋尖且不能严重钝化或在尖刃上出现平面。斜面角度：从上面的分析可知斜面的作用是将引裂槽撑开使内圈能放入外圈中。因此斜面角度决定了内圈在恰好能放入外圈入口时V形插刃在外圈内部所走的位移。正常情况下此位移的量控制在外圈宽度的1/8～1/6设外圈的宽度为H内圈最大圆截面直径为d（约为内圈的球径）外圈的入口直径为DV形插刃插入外圈的位移量为S（S=1/8～1/6H）如图2所示由三角关系可知：图2材料和热处理硬度的选择：V形插刃在工作时会反复受到轴承外圈的夹紧力并在滑动中产生摩擦。如果材料太软或不耐磨多次使用后易被轴承外圈夹伤或拉伤。轴承外圈的材料通常为GCr15它是一种合金含量较少、具有良好性能、应用广泛的高碳铬轴承钢。经过淬火和回火后具有较高的硬度、均匀的组织、良好的耐磨性、较高的接触疲劳性能。因本公司的GCr15材料较多根据“在技术和经济合理的前提下保证材料的使用性能与零件的设计功能相适应”的原则V形插刃的材料也选用GCr15对照关节轴承外圈的淬火硬度为54～60HRc为提高V形插刃的耐磨性将其淬火定为HRC64～66。设计好的零件图如图3所示：3.2V形插刃固定座V形插刃固定座起到三个作用：一个是与液压机（而不是冲压机）连接一个是固定V形插刃另一个是固定定位压紧工装。设计后的图形如图4所示：3.3定位压紧工装如