【正文】 r3 L/2 r 2 r 4 圖 32 受壓分析圖 用有限差分法通過(guò)編程解得對(duì)應(yīng)于雷諾方程的數(shù)值解，即各節(jié)點(diǎn)的動(dòng)靜壓力 ,Pkj后，分別分解為水平和垂直分壓力。利用復(fù)化 Simpson 公式，求出水平和垂直的動(dòng)靜壓承載能力。 靜壓和動(dòng)壓水平承載能力為 111 00 c o sW j W D P r d a d z? ??????、 （ ） 靜壓和動(dòng)壓垂直承載能力為 1 β22 00W j W D = P s i n β α r d a d z??、 （ ） 根據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果可以看出 滑履的總承載能力 W為靜壓承載能力 WJ2 和動(dòng)壓承載能力 WD2之和，且與滑履的安裝角度無(wú)關(guān) ，因此設(shè)計(jì)的結(jié)果滿 足實(shí)際應(yīng)用要求。 滑瓦摩擦功耗的損失率 由于磨機(jī)動(dòng)態(tài)研磨體和物料作用力基本向下，假定動(dòng)態(tài)研磨體、物料及筒體的合力垂直向下并通過(guò)磨機(jī)中心，磨機(jī)二端軸承受力分別為合力 P，方向鉛垂向下，在主軸承支 承 的球磨機(jī)上，力 P分作用在支 承 軸瓦上。在滑履軸承支 承 的磨機(jī)上，每端軸承也受合力 P , 但由球磨機(jī)二側(cè)的二個(gè)與鉛垂線成 32176。和 20 的滑瓦承受如圖4所示， P1， P2為每個(gè)滑瓦支反力，根據(jù)力平衡 o1o2P = c o s 3 2 P = 0 . 8 4 8 PP = c o s 2 0 P = 0 . 9 3 9 P (33) 汽車(chē)變速箱箱體三面鉆孔組合機(jī)床總體及右主軸箱設(shè)計(jì) 18 在由磨機(jī)軸瓦或滑瓦和回轉(zhuǎn)件組成的摩擦副中，由于存在摩擦系數(shù) f，產(chǎn)生了摩擦阻力 Ｆ 和阻力矩 Ｍ ，其軸瓦或滑瓦損耗的功率 39。9. 54 5 9. 54 5 9. 54 5M n F R n P fRnN ??? (34) 式中 ： Ｐ 磨機(jī)軸瓦或滑瓦支承力， KN； f摩擦系數(shù) ； R回轉(zhuǎn)件回轉(zhuǎn)半徑， m； n磨機(jī)轉(zhuǎn)速， r/ min； Ｆ 摩擦阻力， F = P f ， kＮ ； Ｍ 阻力矩 ， M = FR ， kＮ m； N損耗的功率， kＷ 。 磨機(jī)主軸承支 承 時(shí)，主軸承支 承 力為 P， 軸外徑為 Ｒ 1，磨機(jī)轉(zhuǎn)速為 n， 軸瓦摩擦損耗的功率為 11 ? (35) 主軸承支 承 軸瓦摩擦功耗的損失率為 11 NN?? (36) 式中 ： N磨機(jī)電機(jī)功率 。 磨機(jī)滑履軸承支 承 時(shí)，每側(cè)滑履 支 承支 承 力為 P1 ， P2，滑環(huán)半徑 R2= kR1(R1為主軸承支 承 壓輥外徑，磨機(jī)轉(zhuǎn)速為 n，據(jù)式 (35)和式 (36)，二側(cè)滑瓦摩擦損耗的功率為 1 1121( ) 2 ( c o s 2 0 c o s 3 2 )2 1 .7 8 7 1 .7 8 79 .5 4 5 9 .5 4 5 9 .5 4 5ooP P fR n P fk R n P fR nN k k N? ?? ? ? ? (37) 滑履軸承支 承 二側(cè)滑瓦摩擦功耗的損失率為 ： 7 5NNkk??? ? ? (38) 壓輥外徑 d1≈ D (D 為磨機(jī)內(nèi)徑 )。 滑履軸承支 承 的磨機(jī)，滑 環(huán)外徑 d2≈ D 。 則 d2= ( ～ ) d1 即 R2= ( ～ ) R1 故 k= ～ 由公式 (37)得滑履支 承 滑瓦摩擦功耗與主軸承支 承 軸瓦摩擦功耗的損失率關(guān)系為 h2= (～ )h1 (39) 根據(jù) 中心傳動(dòng)滑履 支 承支 承 滑瓦摩擦功耗的損失率 h2= (～ )h1≈ (～ )% 取平均值 h2≈ % 該數(shù)值大大高于主軸承支 承 軸瓦摩擦功耗 %的損失率，對(duì)于大型磨機(jī)，由于電機(jī)鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 19 功率很大，巨大的滑瓦摩擦損耗應(yīng)引起足夠的重視，滑履軸承支 承 增加了無(wú)用能量的消耗。在生產(chǎn)中，許多人員反映滑履支 承 滑環(huán)和滑瓦溫度高，正是這個(gè)原因。 通過(guò)對(duì)磨機(jī)滑履支 承 滑瓦摩擦功耗的計(jì)算研究看出，采用滑履支 承 比采用主軸承支 承 軸瓦摩擦功耗大大增加，前者是后者的 ～ ；滑履支 承 磨機(jī)的傳動(dòng)機(jī)械效率由 (92～ 94)%下降到 %，降低幅度很大。該結(jié)論和生產(chǎn)實(shí)際中出現(xiàn)的滑瓦和滑環(huán)發(fā)熱較高問(wèn)題相符，在設(shè)計(jì) 和生產(chǎn)中應(yīng)引起足夠的重視。 汽車(chē)變速箱箱體三面鉆孔組合機(jī)床總體及右主軸箱設(shè)計(jì) 20 4 密封裝置設(shè)計(jì) 密封的原理 密封是機(jī)械設(shè)備中十分重要的問(wèn)題，最常用的密封方法，就是消除零件結(jié)合面之間可能引起滲漏的間隙。由于機(jī)械加工的方法不可能使零件獲得理想的幾何形狀公差和粗糙度，所以即使是經(jīng)過(guò)精細(xì)加工的兩個(gè)表面，在相互接觸時(shí)，其中仍或多或少存在一些間隙。因此，常在兩個(gè)零件結(jié)合面之間設(shè)置彈性或者塑性較好的附加密封件，如橡膠圈、填料或者墊片等。這種密封件在外界鎖緊力或者工作介質(zhì)的壓力作用下將產(chǎn)生變形，從而補(bǔ)償機(jī)械加工的不精確度，使間隙消滅。在有 些情況下，不采用附加密封件，而依靠零件本身在外界鎖緊力作用下的變形來(lái)使間隙消滅。 密封方式的選擇 由于 筒輥磨磨內(nèi) 為負(fù)壓操作 ,假如密封不良 ,必然要漏入大量的冷空氣 ,從而引起通過(guò)磨內(nèi)的熱空氣溫度下降 ,影響烘干效果 ,降低粉磨效率。如果設(shè)備的密封性能不好 ,將造成漏油、漏水、漏氣、漏灰、漏料等 ， 不但造成浪費(fèi) ,還會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn) ,同時(shí)還會(huì)造成環(huán)境污染。 因?yàn)?筒輥磨端部 的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為最里層和最外層均為靜止?fàn)顟B(tài)，而中間則是和筒體一起進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，并且內(nèi)部有大量粉塵。為了減少摩擦與發(fā)熱，防止膨脹卡死或者由于 粉塵過(guò)多引起物料卡死狀態(tài)所以不得不在密封面之間保留一定的間隙，因此需要在外面密封，故選擇用壓板壓住密封橡膠圈并且用螺釘固定的方式來(lái)間接密封。因此此次設(shè)計(jì)的密封方式即為這種形式，示意圖如 41。 1 環(huán)形壓板 圖 41 密封局部示意圖 密封 理論校核 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 21 在高速旋轉(zhuǎn)的密封裝置中，可以利用離心式或軸流式鼓風(fēng)機(jī)相類(lèi)似的原理產(chǎn)生一定的壓頭，來(lái)阻止流體從間隙中漏出。還可以利用粘性較大的流體（如潤(rùn)滑脂），填充在間隙中或特制的槽中進(jìn)行密封，現(xiàn)在的 迷宮密封具有大量粉塵的磨機(jī)端蓋采用的就是這種方式，但是相對(duì)于大的磨機(jī)這種方法是不具有實(shí)際意義的。 因此在我們采用的密封方式中需要采用幾種方式合起來(lái)，成為組合式密封結(jié)構(gòu)。對(duì)于我們這種動(dòng)密封，在很多情況下，要做到絕對(duì)密封是很困難的，或很難保持長(zhǎng)期絕對(duì)密封。在有些情況下，適當(dāng)?shù)男孤┦茄娱L(zhǎng)密封件工作壽命所必需的，因此，在必要時(shí)可以在密封裝置的外側(cè)設(shè)置槽溝、甩油環(huán)或擋板等，以使泄漏出的重新流入設(shè)備內(nèi)部。 此次 密封采用 的是內(nèi)定中動(dòng)外靜的密封方式 ， 其密封原理是通過(guò)在與筒體相連的動(dòng)端蓋上下和中間通過(guò)環(huán)形壓板壓住密封橡膠圈， 中間的密封端蓋通過(guò)外面的罩殼伸下兩支支架固定筒輥磨的內(nèi)端蓋，整體通過(guò)大罩殼密封。 筒輥磨屬封閉式粉磨系統(tǒng)，要求有嚴(yán)格的封閉性，采用 這種 密封能有效的防止粉磨過(guò)程中粉塵的外泄，保證筒體的密封性； 這種 密封采用 45鋼 加工，端蓋密封要與筒體保持同心， 橡膠槽需精加工，要嚴(yán)格保持與筒體同心，端蓋密封與筒體的結(jié) 合面要精加工 。 設(shè)計(jì)的密封裝置具有以下特性： a) 在此種工作條件下，具有可靠的密封性，泄露量保持在容許的范圍內(nèi)； b) 具有較小的摩擦阻力； c) 制造成本低 —— 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好； d) 裝配、拆卸和維護(hù)方便； e) 磨損補(bǔ)償可以迅速調(diào)整。 只要 保證制造的精度要求和裝配誤差的控制，此種 密封 方式在理論上是可行和可靠的。 5 動(dòng)靜壓油路設(shè)計(jì) 汽車(chē)變速箱箱體三面鉆孔組合機(jī)床總體及右主軸箱設(shè)計(jì) 22 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,機(jī)械設(shè)備越來(lái)越向高精度、高速度、高效率方向發(fā)展 ,這就對(duì)機(jī)械設(shè)備的重要支承部件 —— 軸承提出了更高的要求 . 動(dòng)靜壓軸承具有油膜剛性高、抗振性好、摩擦阻力小、承載能力強(qiáng)、主軸回轉(zhuǎn)精度高、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好、性能可靠等優(yōu)點(diǎn) ,常作為高速高精度設(shè)備主軸系統(tǒng)的重要支承元件 。 目前 ,動(dòng)靜壓油膜軸承正朝著高速、高精度、重載化方向發(fā)展 ,但其研制工作還處于用戶設(shè)計(jì)階段 ,還有許多需要突破和解決的技術(shù)難題 ,還沒(méi)有形成一 套較成熟的高精度動(dòng)靜壓軸承設(shè)計(jì)理論體系 . 因此對(duì)于高精度動(dòng)靜壓軸承的設(shè)計(jì)和研制具有重要的理論和實(shí)際意義 . 設(shè)計(jì)原理 目前無(wú)論是主軸承還是滑履軸承都是采用高低壓潤(rùn)滑系統(tǒng)這種軸承是在軸瓦上適當(dāng)?shù)奈恢瞄_(kāi)設(shè)一個(gè)或是幾個(gè)高壓油腔，并配一套高低壓潤(rùn)滑稀油站。在磨機(jī)啟動(dòng)前先開(kāi)高壓油泵，將潤(rùn)滑油供入高壓油腔，當(dāng)高壓油不斷供入高壓油腔，并且供入量與泄露量相等時(shí)，便形成一個(gè)穩(wěn)定的油膜來(lái)承擔(dān)外載荷。該油膜使軸頸與軸瓦表面達(dá)到完全脫離金屬接觸，從而降低磨機(jī)啟動(dòng)載荷。當(dāng)磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后就停止供應(yīng)高壓油，低壓泵繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，磨機(jī) 軸承進(jìn)入動(dòng)壓潤(rùn)滑下運(yùn)轉(zhuǎn)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 目前高壓油腔結(jié)構(gòu)大致分為兩種形式。一種是長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，一種是圓形結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)方形油腔加工方便，在油腔面積相同的情況下，潤(rùn)滑油在軸向的泄漏途徑最長(zhǎng)，便于形成油膜，如果油腔邊緣距離瓦體邊緣距離 L過(guò)小，潤(rùn)滑油容易造成過(guò)早泄漏，不容易把磨機(jī)頂起，過(guò)大則影響油膜的形成，一般如果每個(gè)滑履軸承采用兩塊滑履瓦在圓周方向的夾角在 24度到 30度之間，油腔包角在 4到 6度之間，高壓油腔深度取 3到 5毫米。當(dāng)磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后就停止向軸承供應(yīng)高壓油，低壓油泵繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此滑履軸承絕大部分時(shí)間是在動(dòng) 壓潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)的，由此可見(jiàn)，低壓供油裝置的設(shè)計(jì)是滑履軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素之一。 目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的滑履軸承中向軸瓦供油一般采用噴油和油槽帶油相結(jié)合的方法，或者都采用噴油，對(duì)于噴油潤(rùn)滑來(lái)說(shuō)，由于當(dāng)油噴到輥圈時(shí)是線形狀的，潤(rùn)滑油并沒(méi)有均勻分布到輥圈上因此輥圈轉(zhuǎn)入滑履瓦時(shí)到形成連續(xù)油膜時(shí)間較長(zhǎng)，雖然有布油槽可以存儲(chǔ)一定量的潤(rùn)滑油，但是問(wèn)題并不能根本解決。采用噴油與油槽帶油相結(jié)合的方法，當(dāng)輥圈轉(zhuǎn)入到第二個(gè)滑履瓦時(shí)，輥圈從油槽帶油，從而起到潤(rùn)滑第二個(gè)滑履瓦 的作用。這種方法雖然形成油膜時(shí)間短，但是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，互換性差。 油 膜形成時(shí)間長(zhǎng)； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜；互換性差 這三個(gè)問(wèn)題是主要的問(wèn)題。 為了解決此問(wèn)題現(xiàn)在采取用油槽帶油的方法進(jìn)行潤(rùn)滑，使低壓潤(rùn)滑油從帶油槽的底部進(jìn)入帶油槽，潤(rùn)滑油充滿帶油槽內(nèi)，多余的潤(rùn)滑油從軸瓦兩側(cè)溢出，當(dāng)輥圈轉(zhuǎn)入滑履瓦時(shí)在輥圈與滑履瓦之間形成負(fù)壓，把潤(rùn)滑油帶入到滑履瓦上。同樣當(dāng)輥圈裝入第二個(gè)滑履瓦上。同樣當(dāng)輥圈轉(zhuǎn)入第二個(gè)滑履瓦時(shí)在輥圈與滑履瓦之間形成負(fù)壓，從而把潤(rùn)滑油吸入到滑履瓦上。兩個(gè)滑履瓦安裝相同規(guī)格的帶油槽，有很好的互換性。由于潤(rùn)滑油充滿帶油槽