CN106321626A - 一种作动器用耐高温关节轴承 - Google Patents

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黄伏军
裘云
凌文辉
赵磊
王元红
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/02—Sliding-contact bearings
    • F16C23/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2206/00—Materials with ceramics, cermets, hard carbon or similar non-metallic hard materials as main constituents
    • F16C2206/40—Ceramics, e.g. carbides, nitrides, oxides, borides of a metal
    • F16C2206/56—Ceramics, e.g. carbides, nitrides, oxides, borides of a metal based on ceramic carbides, e.g. silicon carbide (SiC)

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Abstract

本发明公开了一种作动器用耐高温关节轴承，属于结构设计技术领域该关节轴承由杆端轴套和轴芯组成，轴芯由网状合金骨架和陶瓷粉末通过高温烧结工艺制成，轴芯嵌入杆端轴套的工艺槽道内形成关节轴承整体，网状合金骨架通过采用不同直径的高温合金丝焊接成型或通过3D打印成型，陶瓷粉末为碳化铪、碳化锆或碳化钽，陶瓷粉末与网状合金骨架进行均匀及致密的结合，形成轴芯的整体。本发明在阻止工作状态时的热传递的同时能保证关节轴承工作时的受力强度，并且能够提高关节轴承的使用寿命。

Description

一种作动器用耐高温关节轴承
技术领域
本发明涉及一种关节轴承，具体涉及一种发动机作动器用的关节轴承，属于结构设计技术领域。
背景技术
常规的作动器用关节轴承都是由不锈钢或其他合金构成，在长时间工作的高温环境下不能满足热传导要求，轴芯与穿过轴芯孔的销轴之间，以及轴芯与杆端轴套之间经常出现过热粘连的现象。对于航空发动机来说，由于其飞行速度不高，来流温度低，热负荷状态不大，常规结构的作动器用关节轴承能够满足使用要求；对于以往常规的冲压发动机来说由于工作时间短，基本都为一次性使用，因此也都无须过多的从作动器关节轴承连接结构上考虑隔热的影响。而对于新一代高空高速长时间可重复使用发动机来说，隔热的问题显得尤为重要，除了需要考虑常规的***包覆的隔热方式外，对于作动器用关节轴承这种接触性连接上也得尽可能考虑热防护措施，以达到***进一步的隔热目的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种作动器用耐高温关节轴承，在阻止工作状态时的热传递的同时能保证关节轴承工作时的受力强度，并且能够提高关节轴承的使用寿命。
一种作动器用耐高温关节轴承，该关节轴承由杆端轴套和轴芯组成，所述轴芯由网状合金骨架和陶瓷粉末通过高温烧结工艺制成，轴芯嵌入杆端轴套的工艺槽道内形成关节轴承整体。
进一步地，所述网状合金骨架的空间网格为多面体，网状合金骨架空间网格的大小和绗条的粗细视设计的结构强度情况而定。
进一步地，所述网状合金骨架的空间网格为四面体或六面体，上述两种网格结构具备更好的力学性能。
进一步地，所述网状合金骨架通过采用不同直径的高温合金丝焊接成型或通过3D打印成型。
进一步地，所述陶瓷粉末为碳化铪、碳化锆或碳化钽，陶瓷粉末与网状合金骨架进行均匀及致密的结合，形成轴芯的整体。
有益效果：
1、本发明的轴芯采用网状合金骨架+陶瓷结构，可以有效地阻止通过轴孔处传递过来的热量，保证与作动器主体直接连接的杆端轴套不至于有大量的热量传递过去，确保作动器主体能处于正常工作温度状态下；
2、本发明的轴芯采用网状合金骨架+陶瓷结构，既保证了关节轴承工作时的受力强度，又能在一定程度上进行结构重量的减轻；
3、本发明轴芯上轴孔的陶瓷表面与穿过轴孔的销轴表面形成工作配对面，避免了常规金属与金属形成的工作配对面带来的高温粘连和长时间的摩擦损毁，能大幅提升关节轴承的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的二维结构示意图；
图2为本发明的三维结构示意图。
其中，1-杆端轴套，2-轴芯、3-网状合金骨架、4-陶瓷。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1和2所示，本发明提供了一种作动器用耐高温关节轴承，该关节轴承由杆端轴套1和轴芯2组成，所述轴芯由网状合金骨架3和陶瓷粉末通过高温烧结工艺制成，轴芯嵌入杆端轴套1的圆弧形底面的工艺槽道内形成关节轴承整体。
网状合金骨架3通过采用不同直径的高温合金丝焊接成型或通过3D打印成型，网状合金骨架3的空间网格采用四面体或六面体；陶瓷粉末为碳化铪HfC、碳化锆ZrC或碳化钽TaC，陶瓷粉末与网状合金骨架在高温烧结的过程中进行均匀及致密的结合，陶瓷粉末演变为陶瓷4依附在网状合金骨架3上形成轴芯的整体。
如附图1右侧剖视图所示，轴芯2的厚度H1大于杆端轴套1安装部分的厚度H2，目的是为了使关节轴承能在一定角度范围内偏摆而不至于发生结构干涉。
作动器主体轴端装上关节轴承后，可以有效地抑制热量的传递，大幅降低了轴孔R1处由于热传导导致的作动器主体长时间工作时温度的升高，配合作动器主体***的隔热层包覆进行联合热防护，确保作动器能够在高温环境下长时间正常工作。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种作动器用耐高温关节轴承，其特征在于该关节轴承由杆端轴套和轴芯组成，所述轴芯由网状合金骨架和陶瓷粉末通过高温烧结工艺制成，轴芯嵌入杆端轴套的工艺槽道内形成关节轴承整体。
2.如权利要求1所述的作动器用耐高温关节轴承，其特征在于，所述网状合金骨架的空间网格为多面体，网状合金骨架空间网格的大小和绗条的粗细视设计的结构强度情况而定。
3.如权利要求2所述的作动器用耐高温关节轴承，其特征在于，所述网状合金骨架的空间网格为四面体或六面体。
4.如权利要求3所述的作动器用耐高温关节轴承，其特征在于，所述网状合金骨架通过采用不同直径的高温合金丝焊接成型或通过3D打印成型。
5.如权利要求1所述的作动器用耐高温关节轴承，其特征在于，所述陶瓷粉末为碳化铪HfC、碳化锆ZrC或碳化钽TaC。
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