0前言

销轴旋转副磨损是注塑机肘杆机构运行失效的主要因数，磨损污染恶化注塑成型的生态环境，磨损诸因数的治理至今还未有科学有效的技术，研究磨损诸因素的绿色化技术准则及创新是提高销轴旋转副的周期寿命系数和环境生态性能的可持续发展的基础。分析了销轴旋转副的运行和磨损之间的关联特征，提出了销轴旋转副的磨损诸因素的绿色化技术准则的内涵和属性；研究了销轴旋转副的磨损因数的力学性能特征，提出了绿色化力学技术准则；结合销轴旋转副的失效实例论证了作者提出的绿色化力学技术准则的可行性和科学性，指出接触力学是绿色化力学技术准则的研究重点；分析了传统表面强化处理及表面硬度设计等方面存在的缺陷，提出了构件表面硬度设计及表面强化处理的绿色化工艺技术准则；分析了销轴旋转副的结构绿色化存在的缺陷，介绍了自主创新的绿色化的密封式循环润滑系统结构的销轴旋转副，提出了清洁化销轴旋转副的绿色化结构技术准则。为销轴旋转副的磨损诸因素的绿色化技术提供了有益的启示。

1注塑机肘杆机构销轴旋转副的磨损诸因素的绿色化技术准则的内涵

注塑机肘杆机构销轴旋转副的磨损诸因素的绿色化技术准则的内涵包括：力学因素、工艺因素、结构因素等三方面的绿色化技术准则。

2 注塑机肘杆机构销轴旋转副的磨损诸因素的绿色化技术准则的属性

    注塑机肘杆机构销轴旋转副的磨损诸因素的技术准则的绿色化属性，主要指磨损的设计准则从“设计制造到投入使用”延伸到“使用回收再制造应用”，最大限度地延长“使用”周期，降低了社会物质资源的消耗及制造能源消耗，保护环境质量，满足社会对产品环境属性和经济属性的可持续发展的要求。

2.1 寿命属性

运用现代科学设计及先进的制造技术，最大限度地延长“使用”周期。注塑机肘杆机构销轴旋转副的磨损是不可避免的，正常磨损量在配合间隙的一倍范围内还可继续使用，正常磨损指磨损表面的粗糙度仍为Ra0.04。运行周期数为106。

2.2 环境属性

预先防止设备对生态、能耗、资源、清洁等产生负作用。运行没有污染生态环境的因素，外界环境不利的润滑因素不能侵入销轴旋转副而产生磨损的附加因素。

2.3 再制造属性

再制造设计包括可回收材料、可回收工艺、可回收性经济评介、可回收性结构设计等内容。改变目前销轴旋转副失效后成为不可恢复垃圾的处理方法，应重新变成可以利用的资源。销轴旋转副在运行磨损后，可实施表面强化处理的再制造，进入第二次运行周期，减少碳排放量。

2.4 能耗属性

能量损耗最少原则。能耗包括：使用原材料的能耗、制造过程的能耗、成型加工的能耗、回收处理的能耗、物流的能耗以及能耗对生态环境的影响等。例如，销轴的截面设计尽量使用标准型材，减少切削加工能耗，表面强化处理应用低能耗的喷涂工艺。

2.5 成本属性

设计不仅要考虑制造和销售成本的核算，还有考虑包括使用和废弃／回收再生过程中用户和社会所承担的成本、污染物的替代、产品拆卸、环境成本等。以用户的成本效益为优先，使得用户以最小的单位成本生产出最高质量的制品，实现设备制造经济效益的最大化和科学化。

2.6 智能属性

    智能检测销轴旋转副的润滑膜5μm以下及轻、微的磨损颗粒，及早智能排除，保持良好的运行状态。

3 注塑机肘杆机构销轴旋转副的运行和磨损之间的关联特征 [1]

注塑机肘杆机构销轴旋转副的运行特性决定了其磨损特性及型式。

图1为注塑机五支点肘杆机构的销轴旋转副运行位置简图，五个支点为五个销轴旋转副，销轴为固定式，轴套相对销轴旋转，A、D（D1）、B(B1)三个支点为主受力支点，也是易失效的销轴旋转副，为销轴旋转副磨损的研究对象。轴套与连杆为过盈配合，相对固定的销轴做摆动式旋转运行。

α：后连杆l1的摆角；φ1：起始推力角；φ：终止推力角；e:偏心距；γ：斜角；l1：后连杆；l2：前连杆；l4：小连杆；B1：移动模板合模运动始点；B：移动模板合模运动终点。

图1 注塑机五支点肘杆机构的销轴旋转副运行位置简图

销轴旋转副在肘杆机构运行中，法向负荷变化分为四个阶段：

1）合模区域。肘杆机构在锁模活塞Py的推动下，由图1的A、B1、C2的初始位置点到达锁模临界变形点。这段行程区域，锁模油缸的活塞推力仅需克服移模的摩擦阻力，而且机构没有増力比，运行速度较低，如忽略移模的摩擦阻力，销轴旋转副运行中没有受到法向负荷。

2）负荷区域。由锁模临界变形点开始，肘杆机构产生弹性变形的反作用力以克服模具合紧的作用力，直至达到图1的A、B两支点的力作用线的连线处于D支点摩擦圆内（三点中心连线趋近于直线）的锁紧状态。销轴旋转副在负荷区域，法向负荷快速增长，直至达到额定负荷，并产生最大的接触变形。

3）启模点。制品成型结束，模具打开瞬间的位置点即为启模点，在锁模油缸驱动下，销轴旋转副克服包含锁模力和成型可能产生的超载力的法向负荷。

4）开模区域。运行的力学性能同空载运行，销轴旋转副的法向负荷降到最低。

销轴旋转副的运行特性分析表明，销轴旋转副在锁紧的静置位置，受到的法向负荷最大。锁紧静置位置在注射成型工况下，接触应力远高于润滑油膜的剪切应力，润滑油膜被破坏，销轴与轴套两者之间为静摩擦的弹性接触。启模瞬间的摩擦切应力达到最大，并且是销轴旋转副磨损的激发点。销轴旋转副在其余运行区域，法向负荷小，相对旋转速度低，润滑油膜起到润滑功能，为动摩擦运行。

销轴旋转副的摆动转动角度。根据肘杆机构不同的尺寸参数，A点及DD1点的销轴旋转副的相对旋转角度为800~1150，BB1点的销轴旋转副的相对旋转角度为500~700。A点的锁紧运行的摆动转动角度（图1的α）约为40~50，D点的锁紧运行的转动角度约为40~50，B点的锁紧运行的转动角度（图1的β）约为30~90。

销轴旋转副的运行应力的变化特点。应力为脉动交变循环变化。忽略移模的摩擦阻力，最小应力可视作为零，即应力循环特征为0。

销轴旋转副的接触特点及磨损区域。根据上述运行分析，销轴旋转副的接触特点为在摆动传动区域的两者的单边接触，销轴旋转副的锁紧运行区域受法向力为最大，故为磨损的激发区，磨损型式为相对旋转接触区域的月牙形局部磨损。图2为典型的磨损的销轴。

图2 磨损的销轴