鈦合金自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承外圈成形及其襯墊注塑工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-29 13:04
具有優(yōu)質(zhì)性能的自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承被應(yīng)用于航空航天中各種重要場(chǎng)合。航空航天領(lǐng)域?qū)τ谳p量化的要求越來越高,而軸承材料是影響輕量化程度的重要因素。目前軸承外圈材料通常選用不銹鋼、銅合金等,這些材料均不能達(dá)到輕量化的要求。同時(shí)目前常用的自潤(rùn)滑襯墊為編織型襯墊,這種襯墊制造難度高、成本高,襯墊的使用性能受裝配工藝的制約。本文提出將鈦合金材料作為軸承的外圈材料以實(shí)現(xiàn)輕量化,以及采用注塑聚醚醚酮(PEEK)的方式制造自潤(rùn)滑襯墊,針對(duì)于自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承制造工藝中的外圈成形工藝及其襯墊注塑工藝展開研究。設(shè)計(jì)了一種適用于鈦合金外圈成形工藝,主要包括外圈坯料的設(shè)計(jì)、模具的設(shè)計(jì),并闡述了成形原理。對(duì)成形工藝進(jìn)行仿真分析,經(jīng)過大量的計(jì)算分析,使外圈坯料內(nèi)表面的理想半徑與成形后的半徑偏差控制0.06mm以內(nèi),實(shí)現(xiàn)鈦合金外圈的精密成形。設(shè)計(jì)了一種適用于自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承自潤(rùn)滑襯墊注塑成型的注塑工藝,主要包括工藝參數(shù)的確定、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模芯的設(shè)計(jì)、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)注塑工藝進(jìn)行仿真分析,在此工藝條件下襯墊的翹曲變形量為0.0338mm,可以滿足使用要求,從而可以確定所設(shè)計(jì)注塑工藝能夠應(yīng)用于自...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
關(guān)節(jié)軸承
第1章緒論-1-第1章緒論1.1引言關(guān)節(jié)軸承是一種球面滑動(dòng)軸承,由內(nèi)圈和外圈組成,內(nèi)圈外表面以及外圈內(nèi)表面形成滑動(dòng)接觸面[1]。自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承則與普通關(guān)節(jié)軸承的不同之處在于自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承外圈內(nèi)表面和內(nèi)圈外表面之間有一層自潤(rùn)滑材料,避免了外圈內(nèi)表面與內(nèi)圈外表面的直接接觸,從而降低摩擦與損耗[2-4]。圖1-1關(guān)節(jié)軸承自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承在工作時(shí)可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、傾斜和由旋轉(zhuǎn)和傾斜復(fù)合而成的運(yùn)動(dòng),而且還有重量輕、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、耐沖擊、耐腐蝕、摩擦系數(shù)孝免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[5],因此被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域與軍用裝備的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件,如圖1-2所示的飛行器中的重要部位均有自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承的應(yīng)用[6-7]。圖1-2關(guān)節(jié)軸承的應(yīng)用自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承適用于很多復(fù)雜的工況,并成為航空航天及軍工裝備的重要部件之一,但是關(guān)節(jié)軸承的制造難度大,尤其是外圈成形以及襯墊的加工這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前,關(guān)節(jié)軸承外圈材料常用的有[8]:不銹鋼、軸承鋼、銅合金等材料,隨著外圈襯墊內(nèi)圈
燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-8-滑關(guān)節(jié)軸承的襯墊材料為改性尼龍,另一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承的襯墊材料為聚四氟乙烯[13]。試驗(yàn)結(jié)果顯示:在擺動(dòng)頻率為1.5Hz,接觸壓力為24MPa的條件下,改性尼龍襯墊僅為輕微的粘著磨損,聚四氟乙烯襯墊則發(fā)生了嚴(yán)重的的粘著磨損,從不同的磨損程度可知,改性注塑尼龍襯墊的摩擦性能比PTFE襯墊好。如圖1-14所示,聚四氟乙烯襯墊的摩擦系數(shù)和磨損程度遠(yuǎn)大于改性尼龍襯墊,摩擦溫度比改性尼龍襯墊的2倍還大[13]。圖1-13國(guó)產(chǎn)注塑襯墊桿端關(guān)節(jié)軸承圖1-142種襯墊材料的摩擦因數(shù)、磨損量和摩擦溫度摩擦因數(shù)摩擦量/mm摩擦溫度/℃PTFE襯墊尼龍襯墊a)PTFE襯墊尼龍襯墊b)PTFE襯墊尼龍襯墊c)0.0920.0880.0840.080.0760.0720.0650.0550.0450.0350.0250.0150.00560585654525048
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Moldflow的降低精密藥液過濾器熔接線分析[J]. 秦濤余,路志浩,鞏家富,宋鑫帥,許曉丹,李小濱,張慧欣. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2018(21)
[2]基于MoldFlow的細(xì)長(zhǎng)型基座翹曲變形研究[J]. 宋強(qiáng),姬明學(xué). 模具制造. 2018(11)
[3]新型關(guān)節(jié)軸承材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 王徹,楊麗穎,王守仁,李文文. 軸承. 2018(10)
[4]聚醚醚酮復(fù)合材料生物相容性的研究進(jìn)展[J]. 劉稱稱,宋效慶,劉紅,陳天杰. 現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2017(05)
[5]PP塑料產(chǎn)品的注塑條件與制品性能的關(guān)系探討[J]. 張迎輝,樊玉卿,趙霞. 石化技術(shù). 2017(05)
[6]基于Pro/E的注塑模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 郭國(guó)誼. 無線互聯(lián)科技. 2016(22)
[7]高性能熱塑性塑料的品種與市場(chǎng)[J]. 申桂英. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2016(09)
[8]航空軸承與潤(rùn)滑[J]. 張沖. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2015(13)
[9]聚醚醚酮及其改性的人工關(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能研究進(jìn)展[J]. 宋劍,王松,廖振華,劉宇宏,劉偉強(qiáng). 功能材料. 2014(23)
[10]基于Moldflow的塑料拉手注射模具設(shè)計(jì)[J]. 陸洋,李衛(wèi)民,汪強(qiáng). 機(jī)械工程師. 2014(03)
博士論文
[1]橢球面關(guān)節(jié)軸承力學(xué)分析與精密制造技術(shù)研究[D]. 薛亞紅.燕山大學(xué) 2018
碩士論文
[1]自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承聚合物襯墊注塑工藝研究[D]. 杜斌.燕山大學(xué) 2018
[2]基于仿真的同模異腔注塑模澆注系統(tǒng)優(yōu)化[D]. 程江帆.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[3]注塑模具CAD/CAE/CAM技術(shù)研究[D]. 張冠杰.天津大學(xué) 2016
[4]LED光學(xué)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 譚國(guó)文.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[5]基于Pro/E的注塑模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 黃海闊.華北電力大學(xué) 2014
[6]藍(lán)牙耳機(jī)外殼產(chǎn)品分析及模具設(shè)計(jì)[D]. 杜紅偉.山東大學(xué) 2013
[7]基于UG的注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 王勝凱.華北電力大學(xué) 2013
[8]基于UG的注塑模具研究[D]. 李艷艷.華北電力大學(xué) 2012
[9]TIR-R聚光器的注塑成型過程仿真及優(yōu)化[D]. 房小艷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):2945687
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
關(guān)節(jié)軸承
第1章緒論-1-第1章緒論1.1引言關(guān)節(jié)軸承是一種球面滑動(dòng)軸承,由內(nèi)圈和外圈組成,內(nèi)圈外表面以及外圈內(nèi)表面形成滑動(dòng)接觸面[1]。自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承則與普通關(guān)節(jié)軸承的不同之處在于自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承外圈內(nèi)表面和內(nèi)圈外表面之間有一層自潤(rùn)滑材料,避免了外圈內(nèi)表面與內(nèi)圈外表面的直接接觸,從而降低摩擦與損耗[2-4]。圖1-1關(guān)節(jié)軸承自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承在工作時(shí)可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、傾斜和由旋轉(zhuǎn)和傾斜復(fù)合而成的運(yùn)動(dòng),而且還有重量輕、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、耐沖擊、耐腐蝕、摩擦系數(shù)孝免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[5],因此被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域與軍用裝備的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件,如圖1-2所示的飛行器中的重要部位均有自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承的應(yīng)用[6-7]。圖1-2關(guān)節(jié)軸承的應(yīng)用自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承適用于很多復(fù)雜的工況,并成為航空航天及軍工裝備的重要部件之一,但是關(guān)節(jié)軸承的制造難度大,尤其是外圈成形以及襯墊的加工這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前,關(guān)節(jié)軸承外圈材料常用的有[8]:不銹鋼、軸承鋼、銅合金等材料,隨著外圈襯墊內(nèi)圈
燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-8-滑關(guān)節(jié)軸承的襯墊材料為改性尼龍,另一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承的襯墊材料為聚四氟乙烯[13]。試驗(yàn)結(jié)果顯示:在擺動(dòng)頻率為1.5Hz,接觸壓力為24MPa的條件下,改性尼龍襯墊僅為輕微的粘著磨損,聚四氟乙烯襯墊則發(fā)生了嚴(yán)重的的粘著磨損,從不同的磨損程度可知,改性注塑尼龍襯墊的摩擦性能比PTFE襯墊好。如圖1-14所示,聚四氟乙烯襯墊的摩擦系數(shù)和磨損程度遠(yuǎn)大于改性尼龍襯墊,摩擦溫度比改性尼龍襯墊的2倍還大[13]。圖1-13國(guó)產(chǎn)注塑襯墊桿端關(guān)節(jié)軸承圖1-142種襯墊材料的摩擦因數(shù)、磨損量和摩擦溫度摩擦因數(shù)摩擦量/mm摩擦溫度/℃PTFE襯墊尼龍襯墊a)PTFE襯墊尼龍襯墊b)PTFE襯墊尼龍襯墊c)0.0920.0880.0840.080.0760.0720.0650.0550.0450.0350.0250.0150.00560585654525048
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Moldflow的降低精密藥液過濾器熔接線分析[J]. 秦濤余,路志浩,鞏家富,宋鑫帥,許曉丹,李小濱,張慧欣. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2018(21)
[2]基于MoldFlow的細(xì)長(zhǎng)型基座翹曲變形研究[J]. 宋強(qiáng),姬明學(xué). 模具制造. 2018(11)
[3]新型關(guān)節(jié)軸承材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 王徹,楊麗穎,王守仁,李文文. 軸承. 2018(10)
[4]聚醚醚酮復(fù)合材料生物相容性的研究進(jìn)展[J]. 劉稱稱,宋效慶,劉紅,陳天杰. 現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2017(05)
[5]PP塑料產(chǎn)品的注塑條件與制品性能的關(guān)系探討[J]. 張迎輝,樊玉卿,趙霞. 石化技術(shù). 2017(05)
[6]基于Pro/E的注塑模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 郭國(guó)誼. 無線互聯(lián)科技. 2016(22)
[7]高性能熱塑性塑料的品種與市場(chǎng)[J]. 申桂英. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2016(09)
[8]航空軸承與潤(rùn)滑[J]. 張沖. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2015(13)
[9]聚醚醚酮及其改性的人工關(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能研究進(jìn)展[J]. 宋劍,王松,廖振華,劉宇宏,劉偉強(qiáng). 功能材料. 2014(23)
[10]基于Moldflow的塑料拉手注射模具設(shè)計(jì)[J]. 陸洋,李衛(wèi)民,汪強(qiáng). 機(jī)械工程師. 2014(03)
博士論文
[1]橢球面關(guān)節(jié)軸承力學(xué)分析與精密制造技術(shù)研究[D]. 薛亞紅.燕山大學(xué) 2018
碩士論文
[1]自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承聚合物襯墊注塑工藝研究[D]. 杜斌.燕山大學(xué) 2018
[2]基于仿真的同模異腔注塑模澆注系統(tǒng)優(yōu)化[D]. 程江帆.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[3]注塑模具CAD/CAE/CAM技術(shù)研究[D]. 張冠杰.天津大學(xué) 2016
[4]LED光學(xué)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 譚國(guó)文.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[5]基于Pro/E的注塑模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 黃海闊.華北電力大學(xué) 2014
[6]藍(lán)牙耳機(jī)外殼產(chǎn)品分析及模具設(shè)計(jì)[D]. 杜紅偉.山東大學(xué) 2013
[7]基于UG的注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 王勝凱.華北電力大學(xué) 2013
[8]基于UG的注塑模具研究[D]. 李艷艷.華北電力大學(xué) 2012
[9]TIR-R聚光器的注塑成型過程仿真及優(yōu)化[D]. 房小艷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):2945687
本文鏈接:http://sikaile.net/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/2945687.html
最近更新
教材專著