纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法技术

本发明专利技术公开了纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法，其结构包括内圈和外圈，所述内圈设有两端相通的通孔，内圈的外圆周面呈弧形，所述外圈包括外圈承载层和外圈摩擦层，所述外圈摩擦层设于外圈承载层和内圈外圆周壁之间，所述外圈承载层的内壁、外圈摩擦层和内圈外圆周壁的弧度相同。该关节轴承工艺简化，生产效率提高，轴承承载能力强度、抗变形能力强。

Fiber winding composite material joint bearing and manufacturing method thereof

The invention discloses a composite joint bearing and its manufacturing method of fiber winding, the structure includes inner and outer ring, the inner ring is provided with a through hole which is communicated with both ends of the arc-shaped outer circumferential surface is in the inner ring, the outer ring comprises an outer ring bearing layer and the outer layer of the outer ring friction, the friction between the layer and the outer layer is arranged on the bearing inner ring outer circumference the outer wall, the inner wall of the outer bearing layer, the friction layer and the outer wall of the inner ring of the same arc. The joint bearing process is simplified, the production efficiency is improved, and the bearing capacity, the strength and the deformation resistance of the bearing are strong.

【技术实现步骤摘要】
纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法
本专利技术涉及一种关节轴承，具体地说是纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法。
技术介绍
关节轴承由内圈和外圈组成，通常外圈内表面有一由摩擦材料组成的自润滑层，外圈主体材料通常为金属。关节轴承的内圈和外圈滑动接触的表面为球面，是一种球面滑动轴承，适用于往复摆动，倾斜运动和旋转运动。文献专利CN101144505A提到一种具有塑料外圈的关节轴承及其制造方法，此专利中轴承的滑动层和承载层由卷绕的纤维复合材料构成。其滑动层由纤维织物或长丝纤维卷绕而成，层数较多，而且在树脂基体固化后需要机械加工。其承载层由玻璃纤维织物卷绕制成。此轴承为了装入内圈，在外圈上开有分界缝，这样会使轴承在某些场合的应用受到限制，相同体积比无缝的承载能力小，载荷不均匀，容易损坏自润滑层。另外，因滑动层材料压缩模量较低，而层数多、厚度大，会导致此轴承整体径向压缩模量较低，即在承载时容易变形。此轴承成型方法通常分两步固化，生产效率低，成本高。文献专利CN101343411A提到一种工程塑料关节轴承外壳材料、内球材料及其成型方法，此轴承采用树脂注射成型方式，用玻璃纤维、聚酰胺及其他材料制作纤维增强塑料关节轴承，因使用的玻纤为短纤维，此轴承的压缩强度较低，应用范围较窄。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法，解决了现有复合材料关节轴承承载能力低，径向模量低，生产效率低等缺点。该关节轴承工艺简化，生产效率提高，轴承承载能力强度、抗变形能力强。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法，其结构包括内圈和外圈，所述内圈设有两端相通的通孔，内圈的外圆周面呈弧形，所述外圈包括外圈承载层和外圈摩擦层，所述外圈摩擦层设于外圈承载层和内圈外圆周壁之间，所述外圈承载层的内壁、外圈摩擦层和内圈外圆周壁的弧度相同。进一步，所述外圈承载层通过长纤维缠绕制作，长纤维缠绕的方式为螺旋缠绕，且缠绕角度为45度至75度之间。进一步，所述外圈承载层通过长纤维缠绕制作，长纤维缠绕的方式为螺旋缠绕，且缠绕角度为60度。进一步，所述内圈材料采用金属、陶瓷或纤维增强复合材料。进一步，所述外圈材料采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维。纤维缠绕复合材料关节轴承的制造方法，包括以下步骤：(1)首先将内圈套置在芯模上；(2)将外圈摩擦层剪切至合适尺寸使其恰好能覆盖内圈外表面，之后把剪切好的外圈摩擦层平铺在内圈外表面，同时用一边的左挡板和另一边的右挡板压住外圈摩擦层；(3)将经过浸胶槽浸胶后的纤维纱缠绕在外圈摩擦层之上，缠绕角度为60度，形成外圈承载层；(4)外圈承载层缠绕完之后，将芯模连同预成型复材轴承一同放入固化炉中高温固化；(5)固化结束后，将外圈进行机械加工，将摩擦层进行切割与外圈端面平齐。进一步，将单层织物摩擦层放在内圈外表面，作为纤维缠绕的起始层，使外圈摩擦层与外圈承载层一起成型。进一步，外圈摩擦层为自润滑织物衬垫。本专利技术的有益效果是：1、采用纤维缠绕的外圈成型方式，使工艺简化，生产效率提高。2、长纤维增强复合材料的径向压缩强度和模量高于短纤维增强复合材料，因此，轴承承载能力强度，抗变形能力强。3、将单层织物摩擦层放在内圈外表面，作为纤维缠绕的起始层，使摩擦层与承载层一起成型，省去安装内圈和摩擦层粘贴工艺。附图说明图1为本专利技术剖视图；图2为制作工艺示意图；图中标记1-外圈承载层；2-外圈摩擦层；3-内圈；4-芯模；5-左挡板；6-纤维纱；7-右挡板。具体实施方式参照说明书附图对本专利技术的纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法作以下详细说明。如图1、图2所示，本专利技术的纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法，其结构包括内圈3和外圈，所述内圈设有两端相通的通孔，内圈的外圆周面呈弧形，所述外圈包括外圈承载层1和外圈摩擦层2，所述外圈摩擦层1设于外圈承载层2和内圈3外圆周壁之间，所述外圈承载层的内壁、外圈摩擦层和内圈外圆周壁的弧度相同。所述外圈承载层1通过长纤维缠绕制作，长纤维缠绕的方式为螺旋缠绕，且缠绕角度为45度至75度之间，优选为60度。缠绕方法可以为湿法缠绕和干法缠绕(预浸丝)，湿法缠绕树脂优选环氧树脂。所述内圈材料采用金属、陶瓷或纤维增强复合材料。内圈若采用纤维增强复合材料，也优选纤维缠绕成型方法。所述外圈材料采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维。将单层织物摩擦层放在内圈外表面，作为纤维缠绕的起始层，使摩擦层与承载层一起成型，省去安装内圈和摩擦层粘贴工艺。纤维缠绕复合材料关节轴承及其制造方法的制造方法，包括以下步骤：(1)首先将内圈3套置在芯模4上；(2)将外圈摩擦层2剪切至合适尺寸使其恰好能覆盖内圈3外表面，之后把剪切好的外圈摩擦层2平铺在内圈3外表面，同时用一边的左挡板5和另一边的右挡板7压住外圈摩擦层2；(3)将经过浸胶槽浸胶后的纤维纱6缠绕在外圈摩擦层之上，缠绕角度为60度，形成外圈承载层；(4)外圈承载层缠绕完之后，将芯模4连同预成型复材轴承一同放入固化炉中高温固化；(5)固化结束后，将外圈进行机械加工至合适的尺寸，将摩擦层2进行切割与外圈端面平齐。外圈摩擦层为自润滑织物衬垫。如凯夫拉/PTFE织物。本专利技术的轴承采用纤维缠绕的外圈成型方式，使工艺简化，生产效率提高。长纤维增强复合材料的径向压缩强度和模量高于短纤维增强复合材料，因此，轴承承载能力强度，抗变形能力强。将单层织物摩擦层放在内圈外表面，作为纤维缠绕的起始层，使外圈摩擦层与外圈承载层一起成型，省去安装内圈和摩擦层粘贴工艺。以上所述，只是用图解说明本专利技术的一些原理，本说明书并非是要将本专利技术局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本专利技术所申请的专利范围。除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维缠绕复合材料关节轴承，其特征是，包括内圈和外圈，所述内圈设有两端相通的通孔，内圈的外圆周面呈弧形，所述外圈包括外圈承载层和外圈摩擦层，所述外圈摩擦层设于外圈承载层和内圈外圆周壁之间，所述外圈承载层的内壁、外圈摩擦层和内圈外圆周壁的弧度相同。

【技术特征摘要】
1.纤维缠绕复合材料关节轴承，其特征是，包括内圈和外圈，所述内圈设有两端相通的通孔，内圈的外圆周面呈弧形，所述外圈包括外圈承载层和外圈摩擦层，所述外圈摩擦层设于外圈承载层和内圈外圆周壁之间，所述外圈承载层的内壁、外圈摩擦层和内圈外圆周壁的弧度相同。2.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料关节轴承，其特征是，所述外圈承载层通过长纤维缠绕制作，长纤维缠绕的方式为螺旋缠绕，且缠绕角度为45度至75度之间。3.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料关节轴承，其特征是，所述外圈承载层通过长纤维缠绕制作，长纤维缠绕的方式为螺旋缠绕，且缠绕角度为60度。4.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料关节轴承，其特征是，所述内圈材料采用金属、陶瓷或纤维增强复合材料。5.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料关节轴承，其特征是，所述外圈材料采用碳纤维、玻璃纤维或...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦章，李其双，陈德渝，杨盛磊，王加刚，
申请(专利权)人：山东腾工轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37