一种高径向稳定弹性轴承制造技术

本发明专利技术属于弹性轴承结构设计技术，涉及一种高径向稳定弹性轴承。该高径向稳定弹性轴承的基本构成包括小接头、小接头、若干第一球心球面刚性隔片、若干第一球心球面橡胶层、中间刚性过渡件、若干第二球心球面刚性隔片、若干第二球心球面橡胶层和大接头。本发明专利技术的优点是通过球心位置不同的两组同球心球面刚性隔片的设计提高了球面弹性轴承抗径向载荷的稳定性、降低了球面弹性轴承靠近小接头侧橡胶层的应变能密度，从而大幅提高球面弹性轴承的整体寿命。

A High Radial Stability Elastic Bearing

【技术实现步骤摘要】
一种高径向稳定弹性轴承
本专利技术属于弹性轴承结构设计技术，涉及一种高径向稳定弹性轴承的结构。
技术介绍
直升机是国民经济建设的重要力量，尤其在抗震救灾、应急救援中发挥着不可替代的作用。旋翼是直升机的关键动部件，提供直升机飞行所需的升力和操纵力。旋翼技术直接影响直升机的性能，代表直升机的先进程度，也是直升机划代的重要标志。在全铰接式旋翼构型中，由于挥舞铰、摆振铰和变距铰的存在使桨毂中存在大量的各式各样的金属轴承，导致桨毂结构复杂、零件数目多、制造成本高，维护费用昂贵、维护工作量大，而且安全性比较差。为简化桨毂，20世纪60年代初，世界上开始研制旋翼系统用的弹性轴承以取代挥舞铰、摆振铰和变距铰。在球柔性旋翼构型中由弹性轴承实现挥舞铰、摆振铰和变距铰三铰合一的功能。目前在全铰接式、万向铰式、新型无铰式、新型无铰式中均取代金属轴承。采用弹性轴承的球柔性旋翼能够减重35％和减少零部件数量60％，显著提高直升机的性能。弹性轴承已在国内外众多直升机上得到广泛使用。叠层球面橡胶-金属弹性轴承是由具有相同球心的多层球面橡胶层及球面金属隔片相互交替粘接的复合结构，其作为直升机旋翼系统的重要构件，在桨毂和中央件之间起柔性连接作用，通常在一定的压力和扭转及弯曲载荷下使用，减小桨叶旋转过程中对中央件产生的扭转、挥舞、摆振载荷，弹性轴承的各向刚度性能指标对旋翼系统的动态特性有重要影响。随着直升机吨位增大，旋翼摆振载荷会增大，弹性轴承受到的径向与轴向载荷也均会增大。现有球面弹性轴承在径向载荷增大情况下会导致金属-橡胶叠层偏心失稳，从而引起球面弹性轴承内部橡胶层受力不均，以致橡胶层性能迅速下降而提前疲劳失效。因此可以说，现有球面弹性轴承抗径向载荷的能力较差，其寿命会因径向载荷增大而大幅降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是：克服现有技术的不足，提供了一种高径向稳定、承载能力大、寿命较长的球面弹性轴承结构。本专利技术的技术方案是：一种高径向稳定弹性轴承，所述高径向稳定弹性轴承包括小接头1、若干层第一球心球面刚性隔片2、若干层第一球心球面橡胶层3、中间刚性过渡件4、若干层第二球心球面刚性隔片5、若干第二球心球面橡胶层6和大接头7，其中每层第一球心球面刚性隔片2的上、下球表面均粘接有第一球心球面橡胶层3，并叠加形成第一球心整体结构，第一球心整体结构最上层的第一球心球面橡胶层3与小接头1粘接相连，最下层的第一球心球面橡胶层3与中间刚性过渡件4粘接相连；每层第二球心球面刚性隔片5的上、下球表面均粘接有第二球心球面橡胶层6，并叠加形成第二球心整体结构，第二球心整体结构最上层的第二球心球面橡胶层6与中间刚性过渡件4粘接相连，最下层的第二球心球面橡胶层6与大接头7粘接相连。优选地，若干层第一球心球面刚性隔片2在第一球心整体结构中为同球心安装；若干层第二球心球面刚性隔片5在第二球心整体结构中为同球心安装。优选地，第一球心整体结构的球心O1与第二球心整体结构的球心02之间的距离为5mm～50mm。优选地，中间刚性过渡件4与第一球心球面橡胶层3的粘接表面为与第一球心整体结构同球心的凹球面，凹球面的球面半径为Ra，中间刚性过渡件4与第二球心球面橡胶层6的粘接表面为与第二球心整体结构同球心的凸球面，该凸球面的球面半径为Rb，Ra大于或等于Rb。优选地，从小接头1到中间刚性过渡件4的方向上，各层第一球心球面刚性隔片2的球面半径和球面面积逐层变大。优选地，第一球心球面刚性隔片2的层数为6～25层。优选地，第一球心球面刚性隔片2的厚度为0.5mm～1.2mm。优选地，从中间刚性过渡件4到大接头的方向上，各层第二球心球面刚性隔片5的球面半径和球面面积7逐层变大。优选地，第二球心球面刚性隔片4的层数为3～20层。优选地，第二球心球面刚性隔片4的厚度为0.5mm～1.2mm。本专利技术的优点是：本专利技术的优点是通过球心位置不同的两组同球心球面刚性隔片的设计提高了球面弹性轴承抗径向载荷的稳定性、降低了球面弹性轴承靠近小接头侧橡胶层的应变能密度，从而大幅提高球面弹性轴承的整体寿命。附图说明图1是现有弹性轴承对比方案剖面图。图2是本专利技术弹性轴承结构实施方案的等轴测视图。图3是图2的俯视图。图4是图3的A-A截面剖视图，其中，1－小接头，2－第一球心球面刚性隔片，3－第一球心球面橡胶层，4－中间刚性过渡件，5－第二球心球面刚性隔片，6－第二球心球面橡胶层，7－大接头。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。参见图2～图4，其中，图2是本专利技术高径向稳定弹性轴承实施方式的结构示意图，图3是图2的俯视图，图4是图3的A-A剖视图。本实施方式中，所述高径向稳定弹性轴承包括小接头1、若干层第一球心球面刚性隔片2、若干层第一球心球面橡胶层3、中间刚性过渡件4、若干层第二球心球面刚性隔片5、若干层第二球心球面橡胶层6及大接头7，其中第一球心球面刚性隔片2之间通过第一球心球面橡胶层3粘接为一体，且粘接为一体的第一球心球面刚性隔片2一端与小接头1相连，另一端与中间刚性过渡件4相连；第二球心球面刚性隔片5之间通过第二球心球面橡胶层6粘接为一体，且粘接为一体的第二球心球面刚性隔片5一端与中间刚性过渡件4相连，另一端与大接头7相连。首先设计不同的结构方案，通过有限元计算不同结构方案的各向刚度和各球面橡胶层在不同受力状态下的应变分布曲线，查看不同设计方案的刚度值是否满足设计指标要求，在满足刚度技术指标的结构方案中对胶层的应变分布曲线进行综合比较，最终确定高径向稳定弹性轴承的基本结构形式。所述的高径向稳定弹性轴承，其特征在于：中间刚性过渡件4邻接第一球心球面刚性隔片2的表面为与第一球心球面刚性隔片2同球心的凹球面，凹球面的球面半径为Ra，中间刚性过渡件4邻接第二球心球面刚性隔片5的表面为与第二球心球面刚性隔片5同球心的凸球面，凸球面的球面半径为Rb，Ra大于等于Rb。所述的高径向稳定弹性轴承，其特征在于：第一球心球面刚性隔片2的球心O1与第二球心球面刚性隔片5的球心O2之间的距离为5mm～50mm。所述的高径向稳定弹性轴承，其特征在于：各层第一球心球面刚性隔片2为同球心，第一球心球面刚性隔片2的球面半径和球面面积从小接头1到中间刚性过渡件4逐渐变大，第一球心球面刚性隔片2的层数为6～25层，厚度为0.5mm～1.2mm。所述的高径向稳定弹性轴承，其特征在于：各层第二球心球面刚性隔片5为同球心，第二球心球面刚性隔片5的球面半径和球面面积从中间刚性过渡件4到大接头7逐渐变大，第二球心球面刚性隔片4的层数为3～20层，厚度为0.5mm～1.2mm。本专利技术的工作原理是：弹性轴承安装于直升机旋翼桨毂中央件和桨叶挥舞支臂之间。旋翼工作运动时，弹性轴承承受旋翼桨叶旋转产生的巨大离心力载荷，并弹性轴承还需满足桨叶上下挥舞、前后摆振和左右变距三自由度运动的要求，即弹性轴承承受着“压-扭-剪-弯”的复杂交变载荷。当弹性轴承中隔片的曲率半径减小时，弹性轴承的径向刚度均将增大。弹性轴承在相同径向摆振载荷条件下，随着弹性轴承的径向刚度增大，金属-橡胶叠层的变形量将减小，则橡胶层收到的应变减小，橡胶层外缘的应变能密度也将下降。采用双球心隔片叠层设计，一方面提高了弹性轴承的径向刚度，即提高了抗径向载荷的能力，也就提高了弹性轴承的径向稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高径向稳定弹性轴承，其特征在于：所述高径向稳定弹性轴承包括小接头(1)、若干层第一球心球面刚性隔片(2)、若干层第一球心球面橡胶层(3)、中间刚性过渡件(4)、若干层第二球心球面刚性隔片(5)、若干第二球心球面橡胶层(6)和大接头(7)，其中每层第一球心球面刚性隔片(2)的上、下球表面均粘接有第一球心球面橡胶层(3)，并叠加形成第一球心整体结构，第一球心整体结构最上层的第一球心球面橡胶层(3)与小接头(1)粘接相连，最下层的第一球心球面橡胶层(3)与中间刚性过渡件(4)粘接相连；每层第二球心球面刚性隔片(5)的上、下球表面均粘接有第二球心球面橡胶层(6)，并叠加形成第二球心整体结构，第二球心整体结构最上层的第二球心球面橡胶层(6)与中间刚性过渡件(4)粘接相连，最下层的第二球心球面橡胶层(6)与大接头(7)粘接相连。

【技术特征摘要】
1.一种高径向稳定弹性轴承，其特征在于：所述高径向稳定弹性轴承包括小接头(1)、若干层第一球心球面刚性隔片(2)、若干层第一球心球面橡胶层(3)、中间刚性过渡件(4)、若干层第二球心球面刚性隔片(5)、若干第二球心球面橡胶层(6)和大接头(7)，其中每层第一球心球面刚性隔片(2)的上、下球表面均粘接有第一球心球面橡胶层(3)，并叠加形成第一球心整体结构，第一球心整体结构最上层的第一球心球面橡胶层(3)与小接头(1)粘接相连，最下层的第一球心球面橡胶层(3)与中间刚性过渡件(4)粘接相连；每层第二球心球面刚性隔片(5)的上、下球表面均粘接有第二球心球面橡胶层(6)，并叠加形成第二球心整体结构，第二球心整体结构最上层的第二球心球面橡胶层(6)与中间刚性过渡件(4)粘接相连，最下层的第二球心球面橡胶层(6)与大接头(7)粘接相连。2.根据权利要求1所述的高径向稳定弹性轴承，其特征在于：若干层第一球心球面刚性隔片(2)在第一球心整体结构中为同球心安装；若干层第二球心球面刚性隔片(5)在第二球心整体结构中为同球心安装。3.根据权利要求1所述的高径向稳定弹性轴承，其特征在于：第一球心整体结构的球心O1与第二球心整体结构的球心02之间的距离为5mm～50mm。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖亮庆，陈高升，苏正涛，刘嘉，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11