一種新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于航空軸承領域，尤其涉及一種新型多面滑動及轉擺組合關節軸承。
【背景技術】
[0002]軸承是一種重要功能零件，在各類機械產品，如機床、火車等交通工具、發動機、飛機等設備(裝備)中應用非常普遍，它作為機械產品、設備或裝備中傳遞載荷和運動的功能零部件，被譽為“工業的關節”，有著極為重要的作用。航空軸承是典型的精密機械產品，其技術水平是國家工業綜合技術水平的反映。在國防領域，航空軸承是航空、航天、兵器、艦船、核工業等所有武器裝備的重要配套件；在民用工業領域，軸承更是船舶、機械、汽車、高速列車、風電等國家重要裝備制造業普遍需要的運動部件。
[0003]—般情況下，市場上銷售的，或普遍應用的航空機體關節軸承，其內徑不超過50mm，外徑不超過75mm，軸承寬度為35mm，材料一般由GCrl5軸承鋼或9Crl8不銹鋼制造。在設計軸承時，一般來說，寬度與直徑比為1/2左右，因為軸承尺寸上的限制，使得現有軸承均不能滿足使用需求。
[0004]—般來說，關節軸承的設計都是使其轉、擺運動同時發生在軸承內外圈之間，這樣使得軸承結構緊湊，但摩擦面極易磨損，摩擦系數增大。而飛機服役環境惡劣，航空機體軸承一般承載較大，在實際工作中，飛機機體維護操作空間有限，或操作人員的疏忽，一般而言軸承的補充潤滑均不及時，此時機構在運動中容易卡滯，導致使用壽命降低，有發生安全事故的隱患。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，用以解決目前使用的航空關節軸承尺寸小、重量重、使用壽命短及安全性低等問題。
[0006]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，包括
[0007]步驟一:根據關節軸承使用要求，設計所述關節軸承的內徑尺寸、外徑尺寸及寬度尺寸；
[0008]步驟二:根據所述合關節軸承重量要求，設計所述關節軸承壁厚尺寸；
[0009]步驟三:根據所述關節軸承使用位置要求，設計所述關節軸承包括外圈(1)、中圈
(2)及內圈(3)，所述內圈⑴套在中圈⑵內，中圈(2)套在外圈⑴內，所述內圈(3)與所述中圈(2)形成轉動面，所述中圈(2)與所述外圈(1)形成擺動面；
[0010]進一步地，步驟一所述關節軸承的內徑尺寸為85mm、外徑尺寸為110mm、寬度尺寸為 30mm。
[0011]進一步地，步驟二所述關節軸承的壁厚尺寸最小的是4.5_。
[0012]進一步地，步驟四所述關節軸承的外圈采用高強鋼材料制造，內圈采用青銅材料制造。
[0013]進一步地，在所述關節軸承的內孔中還套有自潤滑軸套，所述自潤滑軸套材料采用的為氟塑料金屬。
[0014]本發明的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，根據本方法可以設計出一種符合使用要求的航空關節軸承，這種軸承具有尺寸大、重量輕、使用壽命高、耐磨損等優點，可以提高軸承的安全性及可靠性。
【附圖說明】
[0015]此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。
[0016]圖1為根據本發明一實施例的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法的流程不意圖。
[0017]圖2為根據本發明一實施例的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承結構示意圖。
[0018]其中，1是外圈，2是中圈，3是內圈。
【具體實施方式】
[0019]為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例型的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造型勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
[0020]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。
[0021]在本實施例中，飛機的研制對航空軸承提出的研制要求為:軸承單位面積上的載荷約為彡105MPa，內徑彡85mm、內孔彡110mm、寬度彡35mm。同時要求軸承重量輕、使用壽命與飛機同壽、摩擦面硬度高、耐磨損等。
[0022]本發明將以某型飛機與第二支架和前艙邊梁配合使用的關節軸承設計為例，進行闡述
[0023]如圖1所示，本發明的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，包括
[0024]步驟一:根據關節軸承使用要求，設計關節軸承的內徑尺寸、外徑尺寸及寬度尺寸；
[0025]步驟二:根據合關節軸承重量要求，設計關節軸承壁厚尺寸；
[0026]步驟三:根據關節軸承使用位置要求，設計關節軸承包括外圈1、中圈2及內圈3，內圈1套在中圈2內，中圈2套在外圈1內，內圈3與中圈2形成轉動面，中圈2與外圈1形成擺動面。
[0027]本發明在寬度基本不變的情況下，使軸承內徑達到85_，外徑達到110mm，倉ij新性地設計和應用了寬度和直徑比為1/4、大規格的航空關節軸承，擴大了航空關節軸承的規格種類，在確保功能的前提下，有效地節省了飛機結構空間。而且該軸承為薄壁軸承，最薄處僅為4.5mm，很好的降低了軸承重量，達到了為飛機節省重量的效果。
[0028]為適應航空結構空間需要，按照飛機結構要求，設計和應用了一種新型多面滑動、轉擺組合關節軸承，該軸承擺動運動面與轉動運動面分離:內圈3與中圈2構成轉動面，中圈2與外圈1構成擺動面。
[0029]第二支架套進內圈3且第二支架運動時，此時為轉動運動，此運動發生在軸承內圈3與中圈2 ;當飛機承受氣動載荷時，軸承外圈1安裝于前艙邊梁，前艙邊梁發生偏轉，此時前艙邊梁與軸承外圈1 一起進行擺動運動，此時運動發生在外圈1與中圈2之間，這種使其運動分離的功能設計，使不同摩擦面擔負不同的運動摩擦任務，有效地減小了每個面摩擦磨損，從而大大提高了使用壽命。
[0030]為了確保該部位強度、剛度、減摩及自潤滑功能，提高其使用壽命，采用特種材料制造:軸承外圈采用高強鋼制造確保了軸承強度和剛度，內圈采用青銅制造，在保證強度的同時，青銅合金的耐磨、潤滑特點使軸承在高強度、潤滑不良情況下起到了補充潤滑的作用；軸承內孔中嵌套的自潤滑金屬氟塑料襯套，使軸承與飛機第二支架之間不需添加潤滑脂即可實現自潤滑，達到了免維護或少維護的目的。
[0031]本發明的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，可以有效地到達某飛機對關節軸承的要求，即關節軸承具有大尺寸、重量輕、使用壽命長、摩擦面硬度高、耐磨損等優點。
[0032]最后需要指出的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，其特征在于:包括 步驟一:根據關節軸承使用要求，設計所述關節軸承的內徑尺寸、外徑尺寸及寬度尺寸； 步驟二:根據所述合關節軸承重量要求，設計所述關節軸承壁厚尺寸； 步驟三:根據所述關節軸承使用位置要求，設計所述關節軸承包括外圈(I)、中圈(2)及內圈(3)，所述內圈⑴套在中圈⑵內，中圈⑵套在外圈⑴內，所述內圈(3)與所述中圈(2)形成轉動面，所述中圈(2)與所述外圈(I)形成擺動面。2.根據權利要求1所述的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，其特征在于:步驟一所述關節軸承的內徑尺寸為85mm、外徑尺寸為110mm、寬度尺寸為30mm。3.根據權利要求1所述的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，其特征在于:步驟二所述關節軸承的內圈(3)壁厚尺寸大于或等于4.5mm。4.根據權利要求1所述的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，其特征在于:所述關節軸承的外圈(I)采用高強鋼材料制造，內圈(3)采用青銅材料制造。5.根據權利要求1或4所述的新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，其特征在于:在所述關節軸承的內孔中還套有自潤滑軸套，所述自潤滑軸套材料采用的為氟塑料金屬O
【專利摘要】本發明涉及一種新型多面滑動及轉擺組合關節軸承設計方法，包括步驟一：根據關節軸承使用要求，設計所述關節軸承的內徑尺寸、外徑尺寸及寬度尺寸；步驟二：根據所述合關節軸承重量要求，設計所述關節軸承壁厚尺寸；步驟三：為了提高所述關節軸承使用壽命及安全性，所述關節軸承采用擺動運動面與轉動運動面分離的設計方式；步驟四：所述關節軸承采取特種材料進行所述關節軸承的制造。根據本方法可以設計出一種符合使用要求的航空關節軸承，這種軸承具有尺寸大、重量輕、使用壽命高、耐磨損等優點，可以提高軸承的安全性及可靠性。
【IPC分類】F16C33/04, F16C23/02
【公開號】CN105333006
【申請號】CN201510847334
【發明人】張艷, 景綠路, 孫忠志
【申請人】中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月27日