一种大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配方法及装配装置与流程

本发明涉及一种大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配方法及装配装置，属于关节轴承技术领域。

背景技术：

关节轴承的装配工艺对其使用性能有着很大的影响，目前整体式关节轴承的装配工艺主要有合套挤压装配工艺和挤压弹性装配工艺两种。其中，合套挤压装配工艺是将外圈通过塑性成形装配到内圈上，该装配工艺适用于小型钢类关节轴承，但容易对贴合在外圈内表面的自润滑衬垫造成破坏，还会产生内外圈之间贴合度差、游隙不均和残余应力过大等问题。挤压弹性装配工艺则是首先对关节轴承外圈进行挤压，产生一定的预变形，然后将内圈插入完成装配，该装配工艺适用于大中型关节轴承，但轴承外圈在装配过程中会产生一定的塑性变形。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配方法及装配装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配方法，

包括如下步骤：

⑴内圈变形

①通过加载模块施加载荷，压块竖直下压时，内圈夹具向两侧平移，使内圈产生变形，通过测量模块反馈的内圈变形量；

②内圈变形量达到要求时，撤离加载器，在压块摩擦自锁作用下，内圈保持加载时的变形状态；

⑵外圈变形

①通过加载模块施加载荷，外圈夹具下压，使外圈产生变形，通过测量模块反馈的外圈变形量；

②外圈变形量达到要求时，保持加载力不变，以保持外圈变形状态；

⑶内外圈装配

①将保持变形状态的内圈侧身插入外圈中，然后释放外圈的加载力；

②将内圈的压块和夹具分离后，撤除压块和夹具，完成内外圈的装配。一种大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配装置，包括：内圈试验机和外圈试验机；

内圈试验机包括内圈加载模块、内圈夹具模块、内圈支架模块和内圈测量模块，所述内圈加载模块由加载器一、压头一、上压块、定向键一、下压块、夹具挡块、连接螺栓一和连接销组成，所述内圈夹具模块即为一对内圈夹具，所述内圈支架模块由直线滑动轴承一、定向键二、基座板一、支撑底座、两个支撑杆一、横梁一和连接螺栓—组成，所述内圈测量模块即为位移传感器一；所述两个支撑杆一的下端均与基座板一固定连接，两个直线滑动轴承一通过连接螺栓横梁二与横梁一连接，支撑杆一的上端设置在直线滑动轴承一内，支撑底座通过定向键二安装在基座板一上端的中间位置，上压块通过定向键一与横梁一连接，上压块和下压块通过连接销相连，夹具挡块设置在上压块和下压块的两侧，夹具挡块通过连接螺栓一和下压块连接，上压块上端的横梁一上设有压头一，压头一与加载器一由螺纹连接，支撑底座上端下压块的两侧设有一对内圈夹具，内圈夹具的外侧设有位移传感器一；

外圈试验机包括外圈加载模块、外圈夹具模块、外圈支架模块和外圈测量模块，所述外圈加载模块由加载器二和压头二组成，所述外圈夹具模块由外圈夹具一、外圈夹具二、定向键三和定向键四组成，所述外圈支架模块由两个直线滑动轴承二、基座板二、两个支撑杆二、横梁二和连接螺栓三组成，所述外圈测量模块即为位移传感器二；所述两个支撑杆二的下端均与基座板二活动连接，两个直线滑动轴承二通过连接螺栓横梁三与横梁二连接，支撑杆二的上端设置在直线滑动轴承二内，外圈夹具一通过定向键三与横梁二相连，外圈夹具二通过定向键四与基座板二相连并与外圈夹具一上下对应，压头二设置在横梁二的上部，压头二通过螺纹与加载器二相连，外圈夹具一和外圈夹具二之间用于放置轴承外圈，轴承外圈的左右两侧对称的设有两个位移传感器二。

使用本发明的方法和装置，对大型薄壁铝合金关节轴承采用内外圈同时挤压变形的方法进行装配，与只对外圈进行挤压的弹性装配方法相比，显著降低了轴承内外圈的挤压变形，保证了轴承装配中内外圈处于完全弹性变形状态，避免了由挤压塑性变形造成的轴承使用性能的下降。

附图说明

图1为本发明装配方法原理图。

图2为大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配装置内圈试验机的结构示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图2的B-B剖视图。

图5为大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配装置外圈试验机的结构示意图。

图6为图5的C-C剖视图。

图1中的附图标记，F1是内圈加载载荷，F2是外圈加载载荷。

图2～图4中的附图标记，1为加载器一，2为压头一，3为直线滑动轴承一，4为上压块，5为定向键一，6为内圈夹具，7为下压块，8为定向键二，9为基座板一，10为支撑底座，11为支撑杆一，12为轴承内圈，13为夹具挡块，14为连接螺栓一，15为横梁一，16为连接螺栓二，17为连接销，18为位移传感器一。

图5和图6中的附图标记，21为加载器二，22为压头二，23为直线滑动轴承二，24为外圈夹具一，25为定向键三，26为位移传感器二，27为外圈夹具二，28为基座板二，29为定向键四，30为支撑杆二，31为轴承外圈，32为横梁二，33为连接螺栓三。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本实施例所涉及的一种大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配方法，

包括如下步骤：

⑴内圈变形

①通过加载模块施加载荷，压块竖直下压时，内圈夹具向两侧平移，使内圈产生变形，通过测量模块反馈的内圈变形量；

②内圈变形量达到要求时，撤离加载器，在压块摩擦自锁作用下，内圈保持加载时的变形状态；

⑵外圈变形

①通过加载模块施加载荷，外圈夹具下压，使外圈产生变形，通过测量模块反馈的外圈变形量；

②外圈变形量达到要求时，保持加载力不变，以保持外圈变形状态；

⑶内外圈装配

②将保持变形状态的内圈侧身插入外圈中，然后释放外圈的加载力；

②将内圈的压块和夹具分离后，撤除压块和夹具，完成内外圈的装配。

如图2～图6所示，一种大型薄壁铝合金关节轴承双变形装配装置，包括：内圈试验机和外圈试验机；

内圈试验机包括内圈加载模块、内圈夹具模块、内圈支架模块和内圈测量模块，所述内圈加载模块由加载器一1、压头一2、上压块4、定向键一5、下压块7、夹具挡块13、连接螺栓一14和连接销17组成，所述内圈夹具模块即为内圈夹具6，所述内圈支架模块由直线滑动轴承一3、定向键二8、基座板一9、支撑底座10、两个支撑杆一11、横梁一15和连接螺栓二16组成，所述内圈测量模块即为位移传感器一18，所述两个支撑杆一11的下端均与基座板一9固定连接，横梁一15的两侧设有直线滑动轴承一3，直线滑动轴承一3与横梁一15之间由连接螺栓二16固定连接，支撑杆一11的上端设置在直线滑动轴承一3内，支撑底座10安装在基座板一9上端的中间位置，支撑底座10下端插块插入基座板一9的孔中，支撑底座10的插块与基座板一9的孔壁之间设有定向键二8，下压块7的下端设置在支撑底座10上，上压块4的上端设在横梁一15内，上压块4和横梁一15之间设有定向键一5，上压块4的下端和下压块7的上端之间插接有连接销17，夹具挡块13设置在上压块4和下压块7的两侧，夹具挡块13和下压块7之间设有连接螺栓一14，上压块4上端的横梁一15上设有压头一2，压头一2的上端设有加载器一1，支撑底座10上端下压块7的外侧设有内圈夹具6，内圈夹具6的外侧设有位移传感器一18；

外圈试验机包括外圈加载模块、外圈夹具模块、外圈支架模块和外圈测量模块，所述外圈加载模块由加载器二21和压头二22组成，所述外圈夹具模块由外圈夹具一24、外圈夹具二27、定向键三25和定向键四29组成，所述外圈支架模块由两个直线滑动轴承二23、基座板二28、两个支撑杆二30、横梁二32和连接螺栓三33组成，所述外圈测量模块即为位移传感器二26，所述两个支撑杆二30的下端均与基座板二28固定连接，横梁二32上设有两个直线滑动轴承二23，直线滑动轴承二23由连接螺栓三33固定在横梁二32上，支撑杆二30的上端设置在直线滑动轴承二23内，外圈夹具一24设置在横梁二32下部的中间位置，外圈夹具一24上端的插块插在横梁二32的孔中，外圈夹具一24的插块与横梁二32的孔壁之间设有定向键三25，外圈夹具二27设置在基座板二28上部的中间位置且与外圈夹具一24上下对应，外圈夹具二27下端的插块插在基座板二28的孔中，外圈夹具二27的插块与基座板二28的孔壁之间设有定向键四29，压头二22设置在横梁二32的上部，压头二22的上部设有加载器二21，外圈夹具一24和外圈夹具二27之间用于放置轴承外圈31，轴承外圈31的左右两侧对称的设有两个位移传感器二26。

所述内圈夹具6的内侧是一斜面结构，其倾角与下压块7倾角一致，加载时内圈夹具6向两侧平移，将载荷均匀的传递到内圈上，实现内圈变形。

采用本实施例的装置对大型薄壁铝合金关节轴承的双变形装配方法结果如下：

(常温下装配，温度：25度)

1.内圈材料：7075铝合金，内圈尺寸：内径105mm，宽度42mm；外圈材料：7075铝合金，外圈尺寸：外径127mm，宽度35mm。外圈载荷2.5KN时，外圈双边变形量3.05mm，处于弹性变形区间内；内圈载荷4.4KN时，内圈双边变形量2.99mm，处于弹性变形区间内，内外圈双边变形总量大于可装配变形量，实现了大型薄壁铝合金关节轴承的装配，装配完成后内外圈圆度保持0.02mm不变。

2.内圈材料：2024铝合金，内圈尺寸：内径130mm，宽度38mm；外圈材料：2024铝合金，外圈尺寸：外径160mm，宽度32mm。外圈载荷2.5KN时，外圈双边变形量2.4mm，处于弹性变形区间内；内圈载荷3.5KN时，内圈双边变形量2.00mm，内外圈处于弹性变形区间内并且内外圈双边变形总量大于可装配变形量，实现了大型薄壁铝合金关节轴承的装配，装配完成后内外圈圆度保持0.02mm不变。

3.内圈材料：7075铝合金，内圈尺寸：内径100，宽度40mm；外圈材料：7075铝合金，外圈尺寸：外径124mm，宽度32mm。外圈载荷1.9KN时，外圈双边变形量2.25mm，处于弹性变形区间内；内圈载荷3.7KN时，内圈双边变形量2.5mm，内外圈处于弹性变形区间内，内外圈双边变形总量大于可装配变形量，实现了大型薄壁铝合金关节轴承的装配，装配完成后内外圈圆度保持0.02mm不变。

4.内圈材料：2045铝合金，内圈尺寸：内径110mm，宽度45mm；外圈材料：2045铝合金，外圈尺寸：外径135mm，宽度35mm。外圈载荷3.0KN时，外圈双边变形量2.80mm，处于弹性变形区间内；内圈载荷3.9KN时，内圈双边变形量2.2mm，内外圈处于弹性变形区间内，并且内外圈双边变形总量大于可装配变形量，实现了大型薄壁铝合金关节轴承的装配，装配完成后内外圈圆度保持0.02mm不变。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。