【正文】 經(jīng)歷了幾個(gè)月以來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我比較 順利 的 完成了設(shè)計(jì) 工作 。 本文 比較圓滿的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，但是仍有不足之處。 每個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)均按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行，保證了設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性。 對(duì) 滑動(dòng)軸承 主體 臺(tái)架、 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 電機(jī) 、加 載系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、 測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì) 。 對(duì)總體結(jié)構(gòu)、尺寸和安裝形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)，初步驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性，并對(duì)關(guān)鍵的零件進(jìn)行選型。軸沒(méi)轉(zhuǎn)一周，軸套也隨之旋轉(zhuǎn)一周，三個(gè)檢測(cè)體分別經(jīng)過(guò)測(cè)頭一次，即可根據(jù)檢測(cè)體在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)過(guò)測(cè)頭的次數(shù)來(lái)推測(cè)出主軸的轉(zhuǎn)速。 43 圖 軸通型集流器 軸 通型 集流器 結(jié)構(gòu)形式 及相關(guān)尺寸 ： 軸通型集流器的外形簡(jiǎn)圖如圖 ，尺寸如表 330所示 圖 軸通型集流器的外形簡(jiǎn)圖 表 330 軸通型集流器的尺寸 型號(hào) Φ 1 Φ L長(zhǎng) L寬 H J305 31 108 167 156 128 軸 通型集流器的原理：軸套隨被測(cè)軸一起旋轉(zhuǎn)，軸上所裝傳感器的信號(hào)線焊接在集流器 接線盤的焊點(diǎn)上，然后通過(guò)滑環(huán)和電刷將信號(hào)引出，送至信號(hào)放大器內(nèi)放大后，最后信號(hào)送至信號(hào)處理儀器中進(jìn)行處理。同時(shí)，集流器還自帶測(cè)速機(jī)構(gòu)，可測(cè)得試驗(yàn)臺(tái)主軸的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速。 。、 45176。本設(shè)計(jì)共采用 4 個(gè)應(yīng)變片，沿軸的周向分布（見(jiàn)試驗(yàn)臺(tái)布局總圖） ，應(yīng)變片安裝的角度依次為 45176。它是利用 應(yīng)變片將扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電量而進(jìn)行測(cè)量的，因此需要通過(guò)集流器將電信號(hào)傳遞給分析儀器。 % 177。 圖 位移傳感器支座 42 位移傳感器的選型： 位移傳感器 選擇 S2200 型位移傳感器，其外形如圖 ，技術(shù)指標(biāo)如表 329 所示。支座可通過(guò)螺栓固定在試驗(yàn)臺(tái)主體支座上。在滑動(dòng)軸承座的附近安裝一個(gè)位移傳感器支座，支座上下左右各有一個(gè)安裝位移傳感器的螺紋孔 。 41 圖 溫度傳感器的布置形式 軸心軌跡測(cè)量 軸心軌跡利用四個(gè)對(duì)稱布置的位移傳感器 電渦流傳感器 進(jìn)行測(cè)量。其中 1 為滑動(dòng)軸承座， 2 為溫度傳感器安裝孔， 3 為滑動(dòng)軸承。 圖 JWBKPA型溫度傳感器 JWBKPA 型溫度傳感器壽命長(zhǎng)、工作可靠、測(cè)量精確，非常適合各種環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)的溫度測(cè)量。本設(shè)計(jì)采用北京昆侖海岸生產(chǎn)制造型號(hào)為 JWBKPA 型 溫 度傳感器。溫度傳感器的布置要根據(jù)其自身 大小 和 滑動(dòng) 軸承座的尺寸來(lái)設(shè)計(jì)，因此 應(yīng)選擇溫度傳感器，再根據(jù)其尺寸設(shè)計(jì)相應(yīng)的布置形式。 本設(shè)計(jì)的溫度分布用一組裝在軸承座上的溫度傳感器來(lái)測(cè)量。由于溫升使滑動(dòng)軸承產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此求解其溫度是計(jì)算熱應(yīng)力的先決條件。在軸上與滑動(dòng)軸承接觸的地方開(kāi)設(shè)置一個(gè)安裝壓力傳感器的安裝塊，該安裝塊用用螺栓與軸相連，兩壓力傳感器中心的間距為 mm32 ,可測(cè)出滑動(dòng)軸承靠近兩端處得油膜壓力分布。 39 圖 MYD5215型壓力傳感器 表 328 MYD5215型壓力傳感器的技術(shù)指標(biāo) 型號(hào) MYD5125 量程 (MPa) 0～ 50 靈敏度 (pC/MPa) 40～ 60 固有頻率 (kHZ) ≥ 150 溫度范圍 (℃ ) 25～ 150 安裝形式 螺紋 M6179。 圖 消除振動(dòng)加速度影響的壓力傳感器結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇 MYD5215 型壓力傳感器，其 工作溫度范圍寬，壓力測(cè)試量程大， 前 端采用特殊設(shè)計(jì)，頻響寬、剛度大、便于安裝 。本設(shè)計(jì)采用的可消除振動(dòng)加速度影響的壓力傳感器 ，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。本文根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇壓電式壓力傳感器。為了方便傳感器布置位置的設(shè)計(jì)，應(yīng)先選擇傳感器，再根據(jù)所選傳感器的外形尺寸設(shè)計(jì)其安裝的位置分布。 軸承寬度為mm42 ，因?yàn)檩S承上各點(diǎn)的壓力有所不同，因此壓力傳感器布置越多，測(cè)試就越準(zhǔn)確。這種方法相對(duì)復(fù)雜，在采集傳感器的信息時(shí)需要加裝集流環(huán)。為了確定各種假設(shè)條件的影響，為了在新的運(yùn)轉(zhuǎn)工況和軸承結(jié)構(gòu)下研究壓力分布，以 38 及通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決潤(rùn)滑理論其它方面存在的問(wèn)題，包括壓力邊界條件的問(wèn)題，都需要研究壓力分布的測(cè)量方法 測(cè)試油膜壓力最簡(jiǎn)單的方式是在滑動(dòng)軸承表面上鉆一些小孔，用細(xì)管道與壓力表相連，即可測(cè)得油膜壓力，但是這種方法不能獲得連續(xù)的油膜壓力分布。 因此需根據(jù)滑動(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái)的形式和功能，設(shè)計(jì)出測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方式、測(cè)量位置分布，并選出合適的測(cè)量 儀器 。一般情況下信號(hào)采集和數(shù)據(jù)處理分析是可以通用的，而測(cè)量方式設(shè)計(jì)、測(cè)量的位置分布和測(cè)量 儀器 選擇需要根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)的不同形式和功能專門設(shè)計(jì)。 圖 SN208型等孔徑二螺柱軸承座 表 327 SN208型軸承座的尺寸 軸承座代號(hào) d d2 D g A max A1 H H1 max L J S N1 N SN 211 55 65 100 33 105 70 70 28 255 210 M16 18 23 測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 測(cè)量系統(tǒng)是滑動(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái)最為關(guān)鍵的一個(gè)系統(tǒng)， 直接決定著所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)的性能和測(cè)試的精度。選擇帶 等孔徑二螺柱軸承座可滿足設(shè)計(jì)要求。軸承固定方式如下圖 所示。 圖 6007型深溝球軸承 表 326 6007型深溝球軸承的參數(shù) 代號(hào) 基本尺寸 (mm) 安裝尺寸 (mm) 額定載荷（ kN） 極限轉(zhuǎn)速 (r/min) d D B da Da ras Cr Cor 油潤(rùn)滑 脂潤(rùn)滑 61911 55 80 13 65 70 1 7500 9000 軸承的固定方式： 軸承左邊用軸肩固定，右邊用兩個(gè)螺母和一個(gè)套筒緊固內(nèi)圈。 滾動(dòng)軸承的選擇 :滾動(dòng)軸承所受的最大載荷為 N15000 ，最大轉(zhuǎn)速為 min/15000r ，小徑大于等于 mm32 。 表 324 34DF3型電磁換向閥的參數(shù) 36 型號(hào) 通徑 (mm) 額定壓力 (MPa) 最高使用壓力 (MPa) 流量 (L/min) 油溫 (℃ ) P、 A、 B T 34DF3 10 16 20 60 60~10 （ 3） 電液 比例溢流閥 的參數(shù)如表 325 所示。 液壓系統(tǒng)所用的液壓缸的最大工作壓力為 5MPa，液壓泵的額定壓力為 ，額定流量為 m in/481 0 0 0 LQ ??? 轉(zhuǎn)速排量 ，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，選擇液壓閥如下表所示： （ 1） 單向閥 的參數(shù)如表 323 所示。 表 321 Y160M6型電機(jī)的參數(shù) 型號(hào) 功率 kW 電流 A 轉(zhuǎn)速 r/min 額定電流堵轉(zhuǎn)電流 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 重量 kg Y160M6 17 970 116 （ 2）電機(jī)的 外形和 安裝尺寸 如圖 ，尺寸如表 322 所示。 34 表 319 YB150型葉片泵的參數(shù) 型號(hào) YB150 排量 (mL/r) 50 額定壓力 (MPa) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 960 容積效率 ≥ 總效率 ≥ 驅(qū)動(dòng)功率 (kW) 重量 (kg) 16 （ 2）液壓泵的 外形和 安裝形式 如圖 ，其尺寸如表 320 所示。本系統(tǒng)要求液壓泵流量均勻，運(yùn)行穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)比較，選擇單作用形式的葉片泵較為合適。 Φ MM 45 E 110 EE ZG3/4 FP 56 FE 118 TF 155 Φ FB 18 UF 190 R 87 W 35 HL 184 ZF 237 F 18 液壓泵的設(shè)計(jì)：液壓泵將機(jī)械能裝換成液體壓力能，是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力裝置。 具體參數(shù)如表 317 所示： 表 317 拉桿式液壓缸的性能參數(shù) 拉桿式液壓缸（性能參數(shù) 1） 額定壓 力 /MPa 缸徑 D/mm 80 活塞桿直徑 d/mm 28 工作壓力 /MPa 最低工作壓力 /MPa ≤ 最高工作壓力 /MPa 5 推力 /kN 拉力 /kN 最大行程 /mm 1600 允許最高工作速度 /(mm/s) 300 最低工作速度 /(mm/s) 8 33 最高使用溫度 /℃ 10～ 80 （ 2）液壓缸的安裝形式及其尺寸：根據(jù)液壓缸的形式和試驗(yàn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)布置的需要，選擇 FB 底側(cè)長(zhǎng)方法蘭型液壓缸 ，其結(jié)構(gòu)和安裝形式如圖 ，相關(guān)尺寸如表 318 所示 。 液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng) 要求： 加載系統(tǒng)最大加載力 N15000 ，工作行程很小，工作速度低，運(yùn)行平穩(wěn)。系統(tǒng)根據(jù)執(zhí)液壓行元件工作過(guò)程各個(gè)階段的不同壓力要求，通過(guò)輸入裝置將所需要的多級(jí)壓力所對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)輸入到比例溢流閥 1 的控制器中，即可達(dá)到調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作壓力的目的。電液比例溢流閥不僅可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)壓，而且結(jié)構(gòu)較多級(jí)調(diào)壓回路簡(jiǎn)單，壓力變化平穩(wěn)，對(duì)系統(tǒng)沖擊小 。 調(diào)壓回路的設(shè)計(jì)： 調(diào)壓回路用來(lái) 調(diào)定或限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，或者使執(zhí)行元件在工作過(guò)程的不同階段能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同的壓力變換。 液壓源內(nèi)的壓力表可測(cè)試液壓源出口的壓力，作為調(diào)節(jié)電液比例溢流閥控制信號(hào)的參考值。 電磁換向閥 3 可改變高壓油的流向，當(dāng) PA、 TB 接通時(shí)，高壓油進(jìn)入液壓缸下面的油腔內(nèi)，上面油腔 內(nèi)的油排回油箱， 推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng) PB、 TA 接通時(shí)，高壓油 進(jìn)入液壓缸上面的液壓缸，下面油腔的油排回油箱，活塞向下運(yùn)動(dòng)。 31 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 液壓源 1 中 電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵 泵出高壓油 ， 其中的溢流閥 為電液比例溢流閥，既 可 穩(wěn)定 液壓源 的出油 壓力 ，也可作為調(diào)壓元件，當(dāng)控制信號(hào)改變時(shí)，即可改變液壓源的出油壓力 。缺點(diǎn)是油箱體積較大，空氣與油的接觸機(jī)會(huì)較大。液壓泵從 油箱吸油輸入管路，完成工作后再排回油箱。 （ 1） 動(dòng)力部分：即液壓泵，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的裝置； （ 2） 控制部分：包括各類流量、壓力、方向控制閥，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度、方向、作用力的控制，也用以實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)和程序控制等功能； （ 3） 執(zhí)行部分：包括液壓缸、液壓馬達(dá)等，將液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能； （ 4） 輔助裝置：包括管道、儲(chǔ)能器、過(guò)濾器、油箱、冷卻器、加熱器、壓力表、流量計(jì)等輔助裝置。 液壓缸加載的特點(diǎn) 如下所示 ： （ 1） 加載力大，便于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)整，調(diào)節(jié)范圍比較大； 30 （ 2）相同功率時(shí)， 液壓裝置的體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊； （ 3） 工作平穩(wěn)，反應(yīng)快、沖擊小，能頻繁啟動(dòng)和換向； （ 4） 控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比較方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，與電氣控制配合使用能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制 。 波紋管 和液壓缸 加載需要一套高壓油或氣路系統(tǒng)，加載壓力大 ，油墊加載力的大小取決于油墊厚度，不適宜動(dòng)態(tài)試驗(yàn)加載。 圖 加載過(guò)程 加載方案的選擇 加載方式一般可分為彈簧加載、波紋管加載、油墊加載和液壓缸加載。 （ 2）加載動(dòng)作對(duì)液壓系統(tǒng)的要求： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，加載機(jī)構(gòu)的頂桿與液壓缸的活塞相連，從下往上施加加載力，最大載荷為 N15000 ，加載過(guò)程為“加載 穩(wěn)定 卸載”，相應(yīng)的液壓缸的動(dòng)作為如圖 所示，包括 緩慢加壓 、 保壓延時(shí) 、 快速卸壓 。但是 在大多數(shù)情況下，可以化繁為簡(jiǎn)，找到影響滑動(dòng)軸承性能的最主要載荷形式，如靜載荷、脈動(dòng)型載荷、連續(xù)變動(dòng)型載荷等。為便于測(cè)試滑動(dòng)軸承在不同載荷 時(shí)的性能，加載系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)成加載載荷可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的形式。 圖 YD(E)F310B型電磁比例溢流閥 表 315 YD(E)F310B型電磁比例溢流閥的尺寸 通徑 10 H 154 L 77 B 77 C 單位 mm D E F 80 G 17 比例流量閥的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 選擇 DYBQ※ 16 型電液比例流量閥，其具體參數(shù)如 表 316所示。 圖 Y60L6型電機(jī) 表 313 Y60L6型電機(jī)的尺寸 機(jī)座號(hào) 安裝尺寸（ mm） 外形尺寸 (mm) A B C D E K AB AC AD HD L 160M 254 210 108 42 120 15 330 335 265 385 605 比例溢流閥的選擇 選擇 YD(E)F310B 型電磁溢流閥可滿足設(shè)計(jì)要求，具體參數(shù)如下： 28 （ 1） 電磁 比 例溢流 閥的參數(shù) 如表 314 所示。 圖 單作用葉片泵 表 311 單作用葉片泵的尺寸 27 YB163 型單級(jí)葉片泵 (mm) L 214 D1 φ90f7 L1 118 D2 φ175 L2 49 d φ 30h6 B 50 d1 φ 13 B1 30 c 5 H 200 t 33 S 150 b 8 Z1 Z1(1/4) Z2 Z1 液壓泵 驅(qū)動(dòng)電 機(jī)的選擇 根據(jù)液壓泵要求， 選擇 Y60L6型電機(jī)，其具體參數(shù)如下： （ 1） Y60L6型電機(jī)的參數(shù) 如表 312 所示。其具體參數(shù)如下： （ 1） YB163 型葉片泵 的參數(shù)如表 310 所示。 葉片泵的選型：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可選擇 YB163 型葉片泵。 葉片泵的 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小