自润滑关节轴承PTFE/Kevlar织物衬垫粘接强度的研究

摘要

自润滑关节轴承具有抗冲击、耐腐蚀、振动小、摩擦因数低、适用温度范围广、承载能力大、寿命长、免维护、无润滑污染物等优异特性，在航空航天、轻工业、铁路机械等领域有着广泛应用。自润滑材料作为自润滑关节轴承的核心组成部分，其性能在很大程度上决定了轴承的使用性能及寿命。PTFE（聚四氟乙烯）/Kevlar织物衬垫优良的摩擦磨损性能使其成为极受欢迎的轴承自润滑材料。为了使织物衬垫发挥作用，须将其粘接在轴承内外圈的摩擦面上，其粘接的稳定性直接影响了自身性能的发挥，最终决定自润滑关节轴承的性能表现。但是PTFE纤维与Kevlar纤维是非常难以粘接的材料，因此需要对粘接面进行适当的处理并选取合适的粘接参数，从而获得较好的粘接强度。
　　本文通过PTFE/Kevlar织物衬垫与关节轴承外圈进行粘接，借助剥离试验研究了其在不同粘接参数下的粘接强度。首先，通过控制变量法分别研究了外圈内球面表面粗糙度、粘接压力、粘接温度以及保温时间对PTFE/Kevlar织物衬垫粘接强度的影响；然后，根据影响程度发现规律，选取适当的因素水平，运用正交试验综合考虑了这些因素对粘接强度的影响并总结归纳出较优粘接方案。
　　最后，借助ABAQUS软件对粘接过程进行热应力耦合与接触应力分析，拟合归纳出相应的公式，为快速确定不同规格的关节轴承在粘接时需要的粘接压力提供指导。
　　论文研究成果归纳为以下三个方面：一是设计了通过橡胶膨胀变形对织物衬垫施加压力的粘接模具，从而避免了加压不均的情况且操作简便；二是通过粘接与剥离试验综合研究多元影响，分析规律得出了较优粘接方案，从而对自润滑关节轴承制备过程中织物衬垫的粘接操作具有指导意义；三是借助ABAQUS软件对粘接参数的选取进行公式提炼，从而对其他尺寸关节轴承进行织物衬垫粘接时橡胶挤压力的选取具有推广价值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1选题背景及研究意义

1.2 PTFE/Kevlar织物衬垫粘接强度的研究现状

1.3本文主要研究内容

第二章 PTFE/Kevlar织物衬垫粘接强度的研究方法

2.1引言

2.2织物衬垫粘接强度的评估方法

2.3试验设备

2.4试验方案及试样制备

2.5粘接压力的有限元仿真分析

2.6本章小结

第三章 单因素对PTFE/Kevlar织物衬垫粘接强度的影响

3.1引言

3.2外圈内球面表面粗糙度对粘接强度的影响

3.3粘接压力对粘接强度的影响

3.4粘接温度对粘接强度的影响

3.5保温时间对粘接强度的影响

3.6粘接过程的有限元仿真分析

3.7本章小结

第四章 耦合因素对PTFE/Kevlar织物衬垫粘接强度的综合影响

4.1引言

4.2正交试验的设计

4.3试验结果分析

4.4粘接橡胶所受挤压力值的仿真推广

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的学术成果