[发明专利]曲面剥离夹具及轴承编织衬垫曲面粘结质量测试方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于摩擦学技术领域，涉及一种曲面剥离夹具及使用该曲面剥离夹具的自润滑关节轴承编织衬垫曲面粘结质量测试方法和测试系统。

背景技术

自润滑关节轴承是依赖自润滑材料的自润滑功能使得轴承在干摩擦状态下依然可以正常工作，同时，自润滑关节轴承属于球面滑动轴承，具有高承载、免维护等性能且可以做小角度的往复摆动，被广泛应用于航空、航天、铁路等尖端高科技领域。编织衬垫自润滑关节轴承是依赖自润滑编织衬垫进行自润滑，编织的衬垫需要利用粘结胶将其粘结在关节轴承外圈的内表面上，常见的编织衬垫是利用PTFE纤维和其他功能性纤维混合编织而成，由于PTFE具有极低的摩擦系数，但耐磨性差且纤维的粘结性极差，而功能性纤维耐磨性较强且与胶粘剂等兼容性好，两种纤维的混合编织，使得编织衬垫的粘结面粘结性高且摩擦面干摩擦性能好，充分发挥了两种纤维的优点。但是，粘结的纤维衬垫和外圈粘结面未进行处理时，编织衬垫的粘结质量并不高，在实际工况中出现轴承在经过一定时间往复摆动后自润滑衬垫从粘结面脱落的现象，导致轴承的自润滑性能部分甚至全部失效。

自润滑关节轴承在工况条件下做一定角度的往复摆动，起润滑作用的自润滑编织衬垫通过粘接胶粘结在外圈内表面上，在相同工况条件下，粘结强度不高的衬垫在往复摆动过程中从粘结面上脱落，而粘结强度高的衬垫仍然能够充分发挥自润滑性能。剥离强度是在规定的剥离条件下，使粘结间分离时单位宽度所能够承受的最大载荷。其特点是胶结接头在受外力作用时，力不是作用在整个胶结面上，而只是集中在接头端部的一个非常狭窄的区域，当作用在这一区域的外力大于胶粘剂的胶结强度时，接头受剥离力作用便沿着胶结面而发生破坏。衬垫从粘结面上脱落的形式与剥离强度测试时胶层的破坏形式很符合，因此对衬垫粘结强度的质量测试用剥离强度比较合理。目前，国家标准中对胶粘剂剥离强度的测试方法有180°、90°、T型剥离等形式，然而，关节轴承的衬垫是粘结在轴承外圈内表面上，而内表面又是曲面，属于曲面剥离形式，但曲面剥离的质量测试问题还没有好的解决办法。

发明内容

本发明的目的是提供一种自润滑关节轴承编织衬垫曲面粘结质量测试方法，以解决曲面剥离质量的测试问题。

本发明的另一目的是提供一种曲面剥离夹具，以实现曲面物质的层次剥离。

本发明的另一目的是提供一种关节轴承编织衬垫曲面粘结质量测试系统，将编织衬垫从关节轴承外圈的内表面剥离，为关节轴承编织衬垫曲面粘结质量测试提供试验平台。

为实现上述目的，本发明的一种自润滑关节轴承编织衬垫曲面粘结质量测试方法步骤如下：

（1）将待测试自润滑关节轴承外圈切割成弧度为160°-180°的剥离试样；

（2）采用万能材料试验机的上下夹头分别通过连杆连接曲面剥离夹具的上下夹具，该上下夹具分别夹持关节轴承剥离试样外圈和编织衬垫，使上下夹头以设定速度反向运动且大于100°的剥离角度将编织衬垫从关节轴承剥离试样外圈剥离，记录剥离过程中剥离力随剥离长度变化的数据值；  

（3）利用步骤（2）所得数据绘制关节轴承编织衬垫剥离曲线图，并根据剥离曲线图及剥离试样的宽度计算剥离强度，该剥离强度越大则编织衬垫曲面的粘结质量越好；

（4）根据剥离强度计算偏离程度系数S，该偏离程度系数越大则剥离曲线的波动程度越大，则在剥离长度范围内粘结质量稳定性越差，反之，则在剥离长度范围内粘结质量稳定性越好。

进一步的，所述步骤（2）中剥离角度是剥离的编织衬垫与剥离点粘结面的切线在编织衬垫剥离方向所成的角度；剥离长度是使剥离角度在100°~180°之间变化的有效剥离长度。

所述步骤（3）中剥离强度的计算公式为：                                                ，式中，C为剥离曲线图上单位高度所代表的负荷；A为曲线图形的面积；L为曲线图形底线的长度；B为剥离试样的宽度；计算剥离强度时，将剥离曲线上的第一个峰值去掉。

所述步骤（4）中偏离程度系数S的计算公式为： ，式中S为偏离程度系数，x_i为采集的每个剥离点的力，σ为计算得到的剥离强度，n为采样的点数，B为衬垫宽度。

编织衬垫粘结的牢靠性确定条件为：剥离后的外圈内表面粘结区域面积不小于90%，金属内表面未粘结区域的外接圆直径应小于外圈宽度的25％。