基于Moldflow的关节轴承注塑成型分析与游隙控制研究

发布时间：2020-05-28 09:27

【摘要】：自润滑关节轴承以其独特优势广泛应用在航空航天、重载机车等军工领域,传统的自润滑关节轴承多为织物型关节轴承,该类型的轴承生产效率低,且由于后续制作工艺复杂,受工艺影响较大等原因造成了个体差异巨大和密合度差等问题。对关节轴承采用注塑成型的方法,能大大提高生产效率高,实现自动化生产,成型后的关节轴承尺寸更加精确,并且提高了关节轴承的标准性与可靠性。为此,本文对关节轴承注塑成型的方法加以研究。本文以杆端关节轴承为研究对象,结合本实验室现有的注塑机与杆端关节轴承的尺寸特征,设计出一套针对杆端关节轴承的注塑模具。根据注塑型关节轴承在内外圈之间成型的特点,本文设计的模具整体结构为一模一腔三模板,然后对模具的其余结构进行系统的设计,并对其装配得到其装配图。通过对关节轴承进行建模后,利用Moldflow对其进行模流仿真分析,对存在的缺陷进行探究,并以对注塑型关节轴承影响较大的收缩率和翘曲变形量为试验指标,对注塑工艺参数区间进行分析,设计出正交试验,并通过极差和方差两种分析方法,探究各注塑工艺参数对两个优化指标的影响程度,最后利用综合平衡法得出一组符合要求的最优工艺参数组合:即模具温度75℃,熔体温度300℃、流动速率40cm~3/s、保压压力80Mpa、冷却时间15s,此时得到的体积收缩率最小为5.912%,翘曲变形量最小为0.0889mm。最后通过在轴承内圈施加载荷的方法,对该工艺参数下的注塑型关节轴承的游隙进行调整,使注塑型关节轴承中的衬垫产生一定变形后利用回弹以达到形成游隙的目的,通过测量注塑型关节轴承的启动力矩对产生的游隙值间接评价,得出了不同载荷下注塑型关节轴承的启动力矩值。通过验证加载后注塑试件未产生微裂纹以及摩擦学性能未产生改变以证明该种游隙控制方法可行。
【图文】：

关节轴承,自润滑,向心关节轴承,自润滑轴承

第 1 章绪论第 1 章绪论1.1 课题研究背景自润滑关节轴承是工程机械中的一个重要组成部分，在正常工作中不需维护，可承受大载荷[1-3]，其因摩擦系数低、运转过程中无需添加润滑剂、耐冲击性强、寿命长等优势[4-6]，被广泛运用在军工机械、航空航天、重载机车、水利设施等极端工况条件下[7-10]。随着我国大型运输机，远程战略轰炸机，以及大飞机等项目的实施发展，关节轴承作为其中的精密部件对其性能提出了越来越高的要求[11,12]，如图 1-1 所示。

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会造成机翼的折叠困难甚至产生抱死，为此游隙若未在合会造成灾难性的后果。轴承游隙的探究，滚动轴承游隙控制的理论在国内外已经比较成熟，承与滚动轴承的结构和组成差异较大，现有的滚动轴承游隙的相关研究用于关节轴承，甚至没有借鉴意义。就注塑型关节轴承游隙调整而言，一定的调整工艺方法，但出于技术保密原因，一直鲜有工艺文献公布，节轴承在国内的研究刚刚起步，还未对其游隙展开系统研究。考虑到注承与织物型关节轴承结构相似，本文参照织物型关节轴承游隙的形成机对注塑型关节轴承游隙的调整进行探究，通过对文献总结得到以下方法sky L A[29]提出了一种整体型外圈自润滑关节轴承的制造方法，如图 1-2 所工好的外圈坯料的内表面粘贴自润滑材料，再将轴承内圈置于外圈坯料模内。内圈和外圈坯料分别由 2 个可浮动的芯轴和凹模进行锥面定位凹模对合时，，外圈坯料与自润滑材料紧紧包在内圈上，当作用在凹模上，自润滑材料依靠回弹产生游隙。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH133.3

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