[发明专利]一种航空机轮轴承孔滚压具

说明书

一种航空机轮轴承孔滚压具，包括滚压轮和刀杆。刀杆一端端面中心有用于安装滚压轮的轴颈，另一端与车床刀架连接。刀杆分为直柄刀杆和弯柄刀杆。所述滚压轮一端的端面外缘处有环形凹槽。滚压轮的外圆周表面由弧面和斜面组成。使用时刀杆以悬臂梁的形式使安装在其端头的滚压轮伸入轴承孔内滚压强化，以在轴承孔表面引入残余压应力，提高材料抗疲劳强度和使用寿命。滚压后的轴承孔表面粗糙度为Ra0.2μm，硬化层深度为0.5‑1.5mm。本发明能够对内孔表面滚压，提高了该部位疲劳强度，延缓了疲劳裂纹萌生，使轴承孔根部的疲劳强度提高25％以上，满足长寿命、高负荷航空机轮技术使用要求。

技术领域

本发明涉及航空机械表面滚压强化技术，特别地本发明公开一种航空机轮轴承孔滚压具及方法。

背景技术

航空机轮是飞机包括直升机等有轮航空器起飞着陆装置重要设备之一，承受较大的结构载荷。随着机轮使用寿命和机轮载荷要求的提高，对机轮设计和制造技术也提出了新的要求。机轮轴承孔是轮毂在轮轴上的支承点，轴承安装在轮毂轴承孔，机轮通过轴承围绕轮轴旋转，以便利飞机在地面运动。机轮轴承孔部位受力较大，特别是轴承孔根部(轴承孔底台与孔壁相接处)因结构限制圆角过渡半径r较小，轴承孔根部比较尖或很尖，应力集中严重，容易诱发和萌生疲劳裂纹，导致机轮毂部断裂破坏，甚至造成事故。滚压是一种有效、经济和环保的表面强化技术，显著改善和提高机械制品的疲劳强度和服役寿命，已在航空机轮固定轮缘R、卡环槽处运用。滚压作业也是无切削过程，它是用滚压轮代之以刀尖，滚压轮安装固定在刀杆或带施力机构的刀座端头，或安装固定在刀杆端头旁边，对需要强化的表面在滚压力作用下进行滚碾压平。现有航空机轮没有积极意识到需要对轴承孔实施表面滚压强化，经历台架试验和外场使用，轴承孔部位对长寿命、高负荷航空机轮健壮性影响凸显出来了，有必要对轴承孔滚压强化，而现有机轮滚压装置只能滚压外圆表面，滚压轮进不到轴承孔里。

发明内容

为克服现有技术中存在的机轮滚压装置只能滚压外圆表面，滚压轮不能进入轴承孔内的不足，本发明提出一种航空机轮轴承孔滚压具。

本发明包括滚压轮和刀杆。所述刀杆一端端面中心有轴颈，用于安装滚压轮；该刀杆另一端为固定端，固定安装在车床方刀架上。所述刀杆分为直柄刀杆和弯柄刀杆。所述滚压轮背离刀杆一端的端面外缘处有环形凹槽；所述滚压轮的外圆周表面由弧面和斜面组成。

所述环形凹槽的深度为0.5～1.2mm，并且该环形凹槽的槽底面与滚压轮的端面以斜面平滑过渡。该环形凹槽外边缘距离滚压轮外圆周表面的圆弧顶点的距离La为4～5mm。

所述滚压轮的外圆周表面的弧面与待滚压强化的表面接触，为实施滚压强化的工作面；该工作面中的圆弧半径与待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径一致，或小于待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径；当所述工作面中的圆弧半径小于待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径时，机轮轴承孔根部过渡半径与工作面中的圆弧半径的差≤0.05mm。

所述弯柄刀杆的杆身由与滚压轮连接的水平段和与车床方刀架连接的竖直段组成；所述的轴颈位于弯柄刀杆水平段的端面。

所述弯柄刀杆夹持处与机轮轴承孔端面之间的水平距离为25mm～30mm

本发明使滚压轮位于刀杆一端，并使刀杆以悬臂梁的形式伸入轴承孔实现对该轴承孔的滚压强化。滚压强化主要是在零件表面引入残余压应力，以提高材料抗疲劳强度，提高制品服役期限即使用寿命。通过本发明滚压后的轴承孔表面粗糙度为Ra0.2μm，硬化层深度为0.5-1.5mm。

本发明对现有滚压装置改造得到的滚压具，可以对内孔表面滚压，解决了现有滚压装置不能滚压轴承孔的技术问题，按照滚压强化机理，和本发明的装置和方法，提高轴承孔部位疲劳强度，提高机轮承载能力和使用寿命，从理论分析是肯定的。