流体推力轴承承载能力测试装置设计

论文总字数：21752字

摘 要

为了研究滑动轴承的承载能力指标，在不同的条件下测试轴承性能相关的一些参数，如不同转速下的推力轴承径向轴承的摩擦力矩，油膜温度，径向轴承的最小油膜厚度、偏心率等，就需要在实验室内搭建一个轴承试验台，试验台所要求的功能有：可以模拟轴承工作时的受到的载荷，并且有相应的传感器可以测量所需的参数。本文介绍了液体滑动轴承测试装置的设计过程，测试装置分为径向滑动轴承测试装置和推力滑动轴承测试装置两套装置，从试验装置的机械结构设计部分开始入手，按照试验台的机架、驱动电机、支承轴承组件、试验轴承组件的顺序进行结构设计，随后确定传感器的型号、安装位置、安装方式，最后对应变梁的材料和尺寸进行计算，推导出摩擦力矩和应变梁的应变之间的公式，根据转速不同，对同一温度、同一载荷下的摩擦力矩绘制转速-摩擦力矩曲线；还可以根据润滑液的粘度不同来寻找摩擦力矩与其的关系等。

关键词:滑动轴承、承载能力、摩擦力矩、试验台

Liquid sliding bearing capacity test device design

02012511 Zhu Guozhen

Supervised by Jiang Shuyun

Abstract

In order to study the capacity of the sliding bearing, under the condition of different test bearing performance related parameters, such as under different rotational speed of thrust bearing and radial bearing the figure of friction torque, the oil film temperature, the minimum oil film thickness and eccentricity ratio of radial bearing, etc.We need to build a bearing test device in the laboratory, it can simulate the bearing load at work, and have corresponding sensor that can measure the required parameters.

This paper introduces the design process of liquid sliding bearing test device, test device into radial sliding bearing test device and the thrust bearing test device with two sets of device, we from test device to start with the mechanical structure design of parts, Then determine the sensor model, installation location and installation. From which we can find the friction torque relationship with some of the other variables.

Key words: sliding bearing, test device, capacity friction torque

目录

1、绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2国内外研究现状分析 1

1.2.1试验台的机械结构 1

1.2.2试验台的传感器测量 2

1.3本课题研究的主要内容 3

1.4本章小结 3

2、推力轴承试验台的结构设计 4

2.1总体方案设计 4

2.2机架设计 6

2.3轴承底座组件设计 7

2.4轴承组件设计 12

2.5测试装置设计 14

2.6本章小结 17

3、径向轴承试验台的结构设计 18

3.1总体方案设计 18

3.2机架设计 19

3.3轴及轴上零件设计 21

3.4轴承组件设计 22

3.5加载杠杆组件设计 24

3.6测试装置设计 25

3.6.1温度传感器的选择及测量方式 25

3.6.2位移传感器的选择及测量方式 26

3.6.3摩擦力矩的测量 27

3.7本章小结 28

4、总结 29

4.1推力轴承试验台设计总结 29

4.2径向轴承试验台设计总结 29

4.3总结 29

致谢 30

参考文献 31

1、绪论

1.1研究背景和意义

轴承是用于支撑轴与轴上的零件并且可以让轴完成回转动作、可以承受一定量的载荷的一种常见零件。轴承分为滑动轴承和滚动轴承，而滑动轴承又分为推力轴承、径向轴承和锥形轴承，本课题主要研究推力轴承和径向轴承。滑动轴承的润滑方式可简单分为非液体摩擦和液体摩擦。滑动轴承处于非液体摩擦的状况下时，轴承主要因为磨损和胶合两种方式损坏，一般处于非液体摩擦状况的轴承适用于工作情况要求不高、轴转速较低、轻载荷情况。而液体摩擦则是轴颈和轴承的理想摩擦状况，也就是说，在轴颈和轴承的工作表面之间有一层完整的油膜，轴颈和轴瓦之间没有直接的接触，此时滑动摩擦系数只有0.001数量级^[1]甚至更小。

轴承在工业生产中起到了十分重要的作用，滑动轴承可以在滚动轴承所不能工作的地方正常工作，比如十分细小的轴段和比较恶劣的工作环境。在恶劣的工作环境中，滑动轴承的损耗速度是比同机床的滚动轴承的速度相比要快的，所以一台机床的寿命在很大程度上与滑动轴承的性能有关，因此就需要研究滑动轴承的承载能力，并且找到如何提高滑动轴承寿命的措施，而研制测试滑动轴承承载能力的试验台，就显得相当关键了。

滑动轴承的承载能力主要取决于材料、宽径比、和轴颈之间的间隙（通常为20μm上下）等尺寸，油膜厚度和油的一些物理性质也会改变滑动轴承的承载能力，同样的，轴承是否有槽也会对承载能力有影响。所以可以看出，在确定了轴承为螺旋槽轴承后，轴承的尺寸就会很大程度的决定了其承载能力大小。

本课题主要利用实验室中现有的零件和设计一些易于加工的零件来组装一台操作简便、测量误差小、能够模拟实际工作情况的试验台，推力轴承材料选择聚四氟乙烯和石墨，径向轴承材料选择为不锈钢。和其他的试验台相比，本课题设计的两种试验台的密封性、便捷性要好，组装、操作试验台非常简便。

1.2国内外研究现状分析

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