膨胀式关节轴承衬垫粘结固化装置

本发明涉及衬垫型自润滑关节轴承外圈衬垫粘结固化领域，具体涉及一种膨胀式关节轴承衬垫批量粘结固化装置。

技术背景

自润滑关节轴承一般由具有外圆弧面的内圈、内圆弧面的外圈和自润滑层组成，织物衬垫型自润滑关节轴承不需要使用额外的润滑剂，具有摩擦系数低、耐磨性好、承载能力高等特点，广泛应用于航空航天、船舶水利及工程机械等领域。

关节轴承衬垫的粘结固化工艺对衬垫使用性能有很大影响，衬垫的粘结强度以及粘结均匀性是评价衬垫粘结固化的重要指标。

常见的粘结固化工艺是：使用高分子粘结剂将裁剪过的衬垫，粘结到轴承外圈内表面，使用刚性模具对半固化衬垫加载一定预压力，在保持预压力的状态下将模具和外圈放入一定的温度环境中使粘结剂固化。工艺中的加热温度、加热时间、预紧力大小、粘结剂均匀度和使用量等都会影响衬垫粘结固化质量，进而影响关节轴承的使用性能和使用寿命。使用刚性模具加载预压力的方法，不易实现衬垫的均匀受力，这会导致衬垫在加热固化过程中胶层的非均匀变化，降低衬垫粘结质量，针对这些问题需要研发一种衬垫粘结固化装置，在保证一次性固化多组轴承的同时还能保证衬垫粘结固化过程中受力均匀。

现有技术中，“一种自润滑关节轴承衬垫粘结固化的胀紧压贴装置”（中国专利：201410764772.2）和“一种自润滑关节轴承衬垫粘结装置”（中国专利：201410814174.1），采用加载螺钉对弹簧施加压力，通过弹簧将压力传递到开缝胀套或膨胀芯轴上，利用胀套或膨胀芯轴胀开后的挤压力对衬垫进行胀紧压贴，而“一种固化自润滑衬垫的夹具”（中国专利：201420534437.9）和“固化自润滑衬垫的夹具”（中国专利：201420539609.1）是将附有衬垫的轴承外圈套在一个膨胀系数较大的套筒上，使用夹具将其固定后，加热整个夹具，利用套筒膨胀产生的挤压力对衬垫进行加载。这些方法通过芯轴零件受力变形或受热膨胀方式产生压力，初步实现了衬垫粘结固化过程中固化压力施加。然而，上述方法难以保证衬垫承压面受力的均匀性；同时，难以实现衬垫固化压力精确控制，尤其是随着固化温度的变化，上述方法固化压力有可能随之变化；进而，上述方法更难以实现固化压力随时间变化；另外，上述方法效率较低，难以实现大批量生产。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种膨胀式关节轴承衬垫粘结固化装置，一次性固化多组关节轴承衬垫，并保证衬垫粘结固化过程中受力均匀，各向一致性好的关节轴承衬垫粘结固化装置。

为实现上述目的，采用以下技术方案：一种膨胀式关节轴承衬垫粘结固化装置，包括控制系统、支撑轴、充气装置、压力、温度检测装置和箱体，所述箱体中设置支撑轴，所述支撑轴的表面依次装有筒状气囊ⅰ、轴承外圈坯料和未固化衬垫ⅰ，所述筒状气囊ⅰ内侧粘结在支撑轴上，筒状气囊ⅰ的一端封闭另一端有进气口，通过管路连接充气装置ⅰ，所述筒状气囊ⅰ的制造材料为耐高温橡胶或者硅胶，其制造材料的性能是在固化时间内、在200℃的温度条件下承受充气压力，并且能够重复使用；其充气气体是氮气、氩气或其它惰性气体。

所述箱体由上箱体、下箱体组成，所述支撑轴为两端加工螺纹的支撑轴，支撑轴的表面粘接筒状气囊ⅰ，所述筒状气囊ⅰ外表面依次装有未固化衬垫ⅰ、关节轴承外圈坯料，上箱体和下箱体相对应的内侧加工定位放置槽，定位放置槽内放置已安装完毕的支撑轴，两端加工螺纹的支撑轴其上装有衬垫和螺母，用于对支撑轴垂直方向施加预紧力，两侧的螺钉用于对上箱体和下箱体水平方向施加预紧力；所述筒状气囊ⅰ顶部通过管路与充气装置ⅰ相连通，充气装置ⅰ内设置的气压传感器以及保温箱内设置的温度传感器与控制系统相连接。

所述上箱体和下箱体的定位放置槽的截面形状、尺寸与关节轴承的型号、类型有关，其形状为柱面或与关节轴承外圈形状相适应的形状。

所述箱体为支撑箱体，在支撑箱体并排排列的通孔中装有销轴，销轴的表面依次装有未固化衬垫ⅱ、筒状气囊ⅱ，充气装置ⅱ与进气室通过管路连接，进气室通过气体通道与每个筒状气囊ⅱ相连通，所述进气室内装有压力计用于检测进气室内部的压力。

与现有技术相比，本发明采用支撑轴表面部分布置筒状气囊的方法，可以一次性对多组关节轴承衬垫进行粘结固化，使用充气膨胀的方式，避免了刚性模具对衬垫预应力不均匀的问题。采用闭环控制系统可以预置压力-时间曲线、温度-时间曲线和压力-温度曲线并实现反馈控制，因此，提高了关节轴承衬垫粘结固化质量和生产效率。

附图说明

图1是膨胀式关节轴承衬垫粘结固化装置的结构示意图；

图2是ⅰ局部放大图；

图3是m-m剖视图；

图4是自润滑销轴衬垫粘结固化装置的结构示意图；

图5是n-n剖视图；

图6是ⅱ局部放大图。

在上述附图中：1.控制系统，2-1.充气装置ⅰ，2-2.充气装置ⅱ，3.气压传感器，4.温度传感器，5.上箱体，6.下箱体，7.螺钉，8.轴承外圈坯料ⅰ，9-1.未固化衬垫ⅰ，9-2.未固化衬垫ⅱ，10-1.筒状气囊ⅰ，10-2.筒状气囊ⅱ，11-支撑轴，12-垫片，13-螺母，14-保温箱，15-固定螺钉，16.进气室，17.压力计，18.压板，19.气体通道，20-销轴，21-支撑箱体，22-温度控制箱，23-定位放置槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步阐述：

实施例1

见图1～图3，一种膨胀式关节轴承衬垫粘结固化装置，所述装置的箱体由上箱体5、下箱体6组成。支撑轴11的表面粘接筒状气囊ⅰ10-1，所述筒状气囊ⅰ10-1外表面依次装有未固化衬垫ⅰ9-1、关节轴承外圈坯料8，上箱体5和下箱体6相对应的内侧加工定位放置槽23，所述定位放置槽23内放置已经安装好的支撑轴11，两端加工螺纹的支撑轴11上装有衬垫12和螺母13，用于对支撑轴水平方向施加预紧力，两侧的螺钉7用于对上箱体5和下箱体6垂直方向施加预紧力。所述筒状气囊ⅰ10-1顶部通过管路与充气装置ⅰ2-1相连通，充气装置ⅰ2-1中设置气压传感器3，保温箱14内设置温度传感器4，气压传感器3和温度传感器4的数据线连接控制系统1。

所述上箱体5、下箱体6定位放置槽23的形状、尺寸与关节轴承的型号、类型有关，其形状为柱面或与关节轴承外圈形状相适应的形状。

使用时，将两侧螺钉7和支撑轴11的两侧螺母13卸下，上箱体5和下箱体6相对应的内侧加工定位放置槽23。打开上箱体5，将支撑轴11取出，把轴承外圈坯料8放置在下箱体6的定位槽23中，将支撑轴11从外圈内孔中间穿过，放置在下箱体6的定位放置槽23中，盖上上箱体5，拧紧螺钉7和支撑轴两端螺母13，使用控制装置1控制充气装置ⅰ2-1进行充气，筒状气囊ⅰ10-1开始膨胀并逐渐与未固化衬垫ⅰ9-1接触，将装置放入保温箱14中固化。通过控制系统1、充气装置ⅰ2-1、气压传感器3、温度传感器4构成的闭环控制系统预置和控制固化气压和固化温度，固化完成后，重复开箱步骤，将支撑轴11抽出，取出固化后的关节轴承外圈。

实施例2

见图4～图6，充气装置ⅱ2-2与进气室16采用管路连通，筒状气囊ⅱ（10-2）安装在支撑箱体21的圆孔内，支撑箱体21两侧装有压板18，压板18使用固定螺钉15固定，附有衬垫的销轴20插在筒状气囊ⅱ10-2的中间。支撑箱体21中设置多组环形安装槽，环形安装槽之间设有气体通道19，支撑箱体21的环形安装槽的形状根据销轴设计，形状为柱面。支撑箱体21两侧设置压板18，使用固定螺钉15将压板18和支撑箱体21连接并提供密封压紧力。进气室16的进气口用来对筒状气囊ⅱ10-2进行充气，检测进气室16的测压口连接压力计17，用来测量筒状气囊ⅱ10-2内的气压。筒状气囊ⅱ10-2的制造材料为耐高温硅胶，筒状气囊ⅱ10-2外侧与环形安装槽粘结，能够在固化时间内、200℃的温度条件下承受充气压力，并能够重复使用，所充气体是氩气。

筒状气囊ⅱ10-2的截面形状根据销轴设计形状为柱面，使用时将两侧压板18的固定螺钉15卸下，将销轴20插入筒状气囊ⅱ10-2中，确保销轴20上的衬垫完全在筒状气囊ⅱ10-2内，之后盖上两侧的压板17，拧紧固定螺钉15，将装置放入保温箱22中固化。打开充气装置ⅱ2-2阀门，同时注意压力计17中的气压，当支撑箱体21内的气压达到目标值后，关闭充气装置ⅱ2-2的阀门，将充气装置ⅱ2-2和气压计17卸下，把整个支撑箱体21放入温度控制箱22进行衬垫固化，固化完成后，将气体放出，取下固定螺钉15和压板18，最后抽出销轴20。

以上实施例为本发明示范性的阐述说明，本发明不局限于以上实施案例，本领域技术人员可以将上述发明内容、具体实施案例和附图所示的各部分任意组合，且均应算入本发明的保护范围之内。