銷盤式高溫高速摩擦磨損試驗機(jī)說明書

目錄第一章緒論 2本課題研究的目的和意義 2摩擦磨損試驗機(jī)的分類 3國內(nèi)外研究成果及開展趨勢 9小結(jié) 9第二章摩擦磨損試驗機(jī)的影響因素 12試驗條件的影響 12試驗負(fù)荷的影響 15第三章整體方案設(shè)計、分析與比擬 183.1試驗機(jī)的整體分析 183.2設(shè)計方案的制定 183.3方案比擬 22第四章摩擦磨損試驗機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)計算 24試驗機(jī)的主要性能指標(biāo)確實定 24試驗機(jī)的主傳動系統(tǒng)的相關(guān)計算 24電機(jī)選擇： 24同步帶傳動的計算： 26主軸計算： 30主軸上鍵的強度校核： 32橫梁的強度校核： 32絲杠螺母副的相關(guān)計算： 32軸承的校核： 32第五章摩擦磨損試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 36、磨損試驗機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 36、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 37、橫梁的設(shè)計 37、支架的設(shè)計： 38、摩擦銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 39、摩擦盤夾持器的設(shè)計： 39第六章結(jié)論 40致謝 41參考文獻(xiàn) 42附錄：外文翻譯 43銷盤式高溫高速摩擦磨損試驗機(jī)摘要：摩擦磨損試驗機(jī)廣泛用于外表工程〔如薄膜、涂層〕等領(lǐng)域的摩擦磨損測試。具有銷盤〔pin-on-disk〕、球盤〔ball-on-disk)摩擦磨損等多種模式?？稍谛D(zhuǎn)運動模式、線性往復(fù)運動模式下，記錄材料的摩擦系數(shù)隨摩擦?xí)r間〔或距離〕的變化，從而評估材料的磨損壽命。通過潤滑條件、接觸方式、試驗載荷、運動速度和試驗頻率的變化，可以獲得不同條件下的試驗結(jié)果，支持點、線面等接觸形式，從而確定符合使用要求的摩擦副元件的最優(yōu)參數(shù)。高溫高速摩擦磨損試驗機(jī)是進(jìn)行高溫高速摩擦磨損試驗的有效設(shè)備，廣泛運用于對各種高速刀具的高溫摩擦磨損性能進(jìn)行測試和評價，是高速切削和新型刀具材料研制開發(fā)和應(yīng)用的必備設(shè)備。該設(shè)備是高速加工和刀具材料研究方向研究工作急需的根底設(shè)備，該設(shè)備可以擴(kuò)展該學(xué)科的研究領(lǐng)域和提高研究水平。親，由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計〔完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計說明書、相關(guān)圖紙CAD/PROE、中英文文獻(xiàn)及翻譯等〕，此文檔也稍微刪除了一局部內(nèi)容〔目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容〕如需要的朋友，請聯(lián)系我的Q&Q:2215891151，數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計及另有的高端團(tuán)隊絕對可滿足您的需要關(guān)鍵詞：摩擦、磨損、試驗機(jī)、高溫、高速Pin-on-disktemperatureandhighfrictionandweartesterAbstract:Frictionandweartestingmachineiswidelyusedforsurfaceengineering(suchasfilm,coating)andotherareasoffrictionandweartest.Hastheboltplate(pin-on-disk),ballplate(ball-on-disk)frictionandwear,asamodel.Supporttherotarymotionmode,linearreciprocatingmotionmode,canrecordmaterialofthefrictioncoefficientwiththefrictionaltime(orthedistance)changestoevaluatethematerialwearlife.Throughthelubricatingcondition,contactmethod,testload,movementspeedandtestfrequencychanges,cangettestresultsunderdifferentconditions,andsupportthefaceofpoint,linecontactform,soastodeterminecomplywithrequirementsoftheuseoffrictionpairofcomponentsoftheoptimalparameter.Temperatureandhighfrictionandweartesterofhightemperatureishighspeedfrictionandwearofthetestofeffectiveequipment,widelyusedinallkindsofhighspeedcuttingtoolsforthehightemperaturefrictionalwearperformancetestingandevaluation,ishighspeedcuttingandnewcuttingtoolmaterialsdevelopmentandapplicationofthenecessaryequipment.Theequipmentishighspeedprocessingandthecuttingtoolmaterialresearchdirectionoftheresearchworkareinurgentneedofinfrastructure,theequipmentcanexpandthesubjectfieldofstudyandimproveresearchlevel.Keywords:frictiontestingmachine,hightemperature,high-speed

第一章緒論本課題研究的目的和意義隨著機(jī)械行業(yè)的開展，人們對磨損危害的認(rèn)識有了更大的提高。為了弄清磨損機(jī)理以減少有害的磨損，各國學(xué)者對材料在常溫下的各種磨損問題均進(jìn)行了大量的研究，但對于材料在高溫下的磨損問題至今卻研究的較少，這和高溫磨損試驗裝置的缺乏不無關(guān)系。從1910年第一臺磨料磨損試驗機(jī)即以問世，到1975年美國潤滑工程師學(xué)會〔ALSE〕編著的“摩擦磨損裝置〞一書中所公布的不同類型的摩擦磨損試驗機(jī)已達(dá)上百種，但其中大局部都是常溫磨損試驗機(jī)[1]。近幾十年來，磨損試驗機(jī)和試驗方法雖然有了較大的開展，但這些試驗機(jī)大多還是由企業(yè)和研究工作者根據(jù)工作需要和實際工況自行設(shè)計制造的，如高溫磨料磨損試驗機(jī)，適合高分子及其復(fù)合材料試驗用的高溫摩擦磨損試驗機(jī)等。只有少數(shù)試驗機(jī)是由專門的試驗機(jī)廠或儀器制造公司制造和供給的，而且這些試驗機(jī)大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，這說明了磨損問題的復(fù)雜性和進(jìn)行實驗室磨損試驗研究的困難所在。摩擦磨損問題存在于人類物質(zhì)活動的各個方面。在汽車、發(fā)電、設(shè)備、冶金、鐵道、宇航、電子和農(nóng)機(jī)等各方面的機(jī)械都大量存在著摩擦學(xué)的問題。據(jù)估計，全世界約有1/2-1/3的能源以各種形式消耗在摩擦上，如果從摩擦學(xué)方面采取正確的措施，就可以大大節(jié)約能源消耗。磨損是機(jī)械零部件3種主要的失效形式之一，所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，大約有80%的機(jī)械零件由于各種磨損導(dǎo)致失效。特別是隨著物質(zhì)文明的進(jìn)步和工業(yè)技術(shù)現(xiàn)代化的開展，機(jī)械設(shè)備的開發(fā)使用普遍趨于重載、高速、高效率化，如何控制和改善機(jī)械的摩擦磨損狀況、提高其使用壽命和工作可靠性，已成為機(jī)械工業(yè)技術(shù)人員必須關(guān)注的問題，并促使其研究不斷的深入和開展。這些摩擦試驗機(jī)多采用靜態(tài)選位法觀察摩擦試件，雖然簡單易行，但不能獲得摩擦過程的動態(tài)信息，更不能對磨損〔摩擦〕過程進(jìn)行動態(tài)觀測及動態(tài)數(shù)據(jù)記錄；另外由于受到試驗機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，摩擦副相對運動的速度大多較低〔一般不超過10m/s〕。然而現(xiàn)代機(jī)械裝備中許多摩擦副的相對滑動速度相當(dāng)高，如高速列車運行時的速度約為300km/h，制動時制動盤與剎車片之間摩擦速度為60～70m/s.而目前還未曾見到可用于高速條件下數(shù)據(jù)動態(tài)測量所需的商用摩擦磨損試驗機(jī)摩擦磨損試驗的目的是為了對摩擦磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進(jìn)行研究，正確地評價各種因素對摩擦磨損性能的影響，從而確定符合使用要求的摩擦副元件的最優(yōu)參數(shù)。摩擦磨損試驗研究的內(nèi)容非常廣泛，如探討摩擦、磨損和潤滑機(jī)理以及影響摩擦、磨損的諸因素，對新的耐磨、減磨及摩擦材料和潤滑劑進(jìn)行評定等。由于摩擦磨損現(xiàn)象十分復(fù)雜，摩擦磨損條件不同，試驗方法和裝置種類繁多，如何準(zhǔn)確地獲取摩擦磨損過程中的參數(shù)變化成為一個十分重要的研究課題。為了探索和驗證機(jī)械工程中摩擦磨損問題的機(jī)理以及有關(guān)影響因素，在摩擦學(xué)研究中開展摩擦磨損測試技術(shù)和數(shù)據(jù)分析研究具有非常重要的作用。高溫高速摩擦磨損試驗機(jī)是進(jìn)行高溫高速摩擦磨損試驗的有效設(shè)備，廣泛運用于對各種高速刀具的高溫摩擦磨損性能進(jìn)行測試和評價，是高速切削和新型刀具材料研制開發(fā)和應(yīng)用的必備設(shè)備。該設(shè)備是高速加工和刀具材料研究方向研究工作急需的根底設(shè)備，該設(shè)備可以擴(kuò)展該學(xué)科的研究領(lǐng)域和提高研究水平。摩擦磨損試驗機(jī)的分類摩擦磨損試驗機(jī)的種類很多[2]，人們對其分類的方式也不相同，最有代表性額兩種是前蘇聯(lián)И.В.КрагелЬскид的分類法和美國潤滑工程師協(xié)會的分類法。前者為了模擬摩擦面的破壞形式，便于查明各種影響因素，將摩擦磨損試驗機(jī)分成8種類型；后者那么是根據(jù)摩擦副的幾何形狀而將試驗機(jī)分成12大類，以便于在選定了摩擦副的形式之后去查找相應(yīng)的試驗裝置和了解該裝置的主要技術(shù)指標(biāo)。表1-1摩擦磨損試驗機(jī)的分類這是參照磨損類型的分類提出的一種按摩擦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和摩擦副的相對運動形式對摩擦磨損試驗機(jī)進(jìn)行分類的新方法。這種分類方法突出摩擦元素的特點和對試驗的特殊功能要求，從而便于采用設(shè)計方法學(xué)原理對試驗機(jī)進(jìn)行設(shè)計。由表1-1可見，這種方法將摩擦磨損試驗機(jī)分成了五大類。第一類是固體－固體摩擦磨損試驗機(jī)。這類試驗機(jī)又分為5小類，即單向滑動，往復(fù)運動、旋轉(zhuǎn)滑動〔含滾滑〕，沖擊和微動摩擦磨損試驗機(jī)〔根據(jù)需要可以在摩擦元素間加或不加潤滑劑〕。每一小類試驗機(jī)的摩擦副形式又有很多種，因而它們也各含有許多種試驗機(jī)?？梢哉J(rèn)為，大局部摩擦磨損試驗機(jī)都屬于這一大類，它們可以重現(xiàn)粘著磨損、磨粒磨損、外表疲勞磨損和摩擦化學(xué)磨損。從設(shè)計的角度來看，這一大類試驗機(jī)表達(dá)了摩擦磨損試驗機(jī)的根本結(jié)構(gòu)特點。第二類是固體－固體加磨粒〔或固體－磨?！车脑囼灆C(jī)，統(tǒng)稱為磨粒磨損試驗機(jī)。根據(jù)試件的磨損特性和運動特性又可以將其分為三小類，即三體磨粒磨損、二體磨粒磨損和動載磨粒磨損試驗機(jī)。與第一類試驗機(jī)相比，三體磨粒磨損試驗機(jī)的不同點是要在摩擦副的摩擦面上加磨粒。固定磨粒磨損試驗機(jī)的摩擦副一方是固定磨?！惨话愣疾捎蒙安急P〕，另一方那么可設(shè)計成各種形式，其特例是研究單個磨粒磨損的試驗機(jī)。在這一小類試驗機(jī)中，摩擦副多為銷-盤式〔轉(zhuǎn)動〕或銷-板式〔往復(fù)運動〕。為了防止偏磨，銷最好能夠自旋，但是摩擦路跡一般不重復(fù)。自由磨粒磨損試驗機(jī)可以設(shè)計成試件運動、磨粒運動和試件與磨粒同時運動的三種形式。第三類是固體－液體加磨粒〔或固體－液體〕的試驗機(jī)，其特殊功能是使含磨?！不虿缓チ！车囊后w沖刷固體外表，因而關(guān)鍵是要形成有一定流速的液流。利用泵、勢能和離心力均可到達(dá)這種目的。從相對運動的原理出發(fā)，也可以讓試件相對于液體運動。液流和試件形成的沖擊角是一個重要參數(shù),通常要求可調(diào)。第四類是固體－氣體加磨粒的試驗機(jī)，其功能是使含磨粒的氣流去沖刷固體外表。作為這類試驗機(jī)的特例是單顆磨粒沖擊裝置。這種試驗機(jī)有以下三種形式：供氣系統(tǒng)加磨粒加噴咀加試件；高速運動的試件加供給的磨粒。這種試驗機(jī)一般都要抽真空，以防止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的空氣動力學(xué)現(xiàn)象對磨損的影響；利用離心力拋出磨粒。對于這類試驗機(jī)來說，磨粒向試件的沖擊角也是一個重要參數(shù)，同樣要求可調(diào)。第五類是除了以上所述之外的特殊摩擦磨損試驗機(jī)?？煽剌d荷、可控氣氛、高溫或低溫摩擦磨損試驗機(jī)均可歸入此類。其中，可控載荷指的是在摩擦過程中摩擦元素所受的載荷是變化的。可控氣氛摩擦磨損試驗機(jī)的特殊要求是抽真空、通入或不通入特種氣體和控制或不控制濕度等。密封問題對其十分重要。非接觸式傳動——力傳動在這類試驗機(jī)上可以得到充分的應(yīng)用。高溫或低溫摩擦磨損試驗機(jī)要求產(chǎn)生高溫或低溫，因而需要考慮高溫隔熱和低溫防護(hù)，其選材也要能夠滿足高溫或低溫的要求。1.3國內(nèi)外研究成果及開展趨勢目前，世界只有美國、日本、瑞士等少數(shù)幾個國家有摩擦磨損試驗機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，而濟(jì)南試金集團(tuán)是國內(nèi)最早研制和生產(chǎn)摩擦磨損試驗機(jī)的廠家。早在1964年為了滿足我國石油工業(yè)和材料工業(yè)的開展需要，濟(jì)南試金集團(tuán)開始研制MQ-12型四球摩擦試驗機(jī)，1965年研制成功并投入生產(chǎn)，1966年又研制成功MM-200型磨損試驗機(jī)，兩種試驗機(jī)的研制成功標(biāo)志著我國已有了自行研制摩擦磨損試驗機(jī)的能力。1.3.1濟(jì)南試金集團(tuán)產(chǎn)品圖1-3屏顯式材料端面高溫摩擦磨損試驗機(jī)MM-U5G該試驗機(jī)主要用途：該系列試驗機(jī)是以滑動摩擦形式，在室溫或高溫以及改變潤滑狀態(tài)〔無油潤滑或浸油潤滑〕、負(fù)荷、速度、摩擦配偶材料、摩擦副外表粗糙度、硬度等參數(shù)的各種情況下，對環(huán)狀試樣施加較高的端面試驗力進(jìn)行試驗。主要用于評定工程塑料、粉末冶金、合金軸承等材料在不同條件下的摩擦性能，可應(yīng)用于選擇摩擦副配對材料及材料抗磨損性能的研究。表1-2是該公司試驗機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格及參數(shù)：表1-2濟(jì)南試金集團(tuán)試驗機(jī)的主要規(guī)格和技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)MM-U5GMM-U10G力范圍1~5kN10kN驗力精度±1%±1%主軸轉(zhuǎn)速范圍10~2000r/min300~2800r/min主軸轉(zhuǎn)速測量精度±10r/min±10r/min最大摩擦力300N500N摩擦力精度±2%±3%溫度測控范圍室溫~600℃室溫~600℃溫度測控精度±2時間設(shè)定1s~9999min試驗機(jī)外形尺寸〔長×寬×高〕1200×870×1700試驗機(jī)凈重850kg試驗機(jī)在以下條件下正常工作：在室溫10℃~35℃的范圍內(nèi)；相對濕度不大于80%的環(huán)境中；周圍無震動，無腐蝕性和無強電磁干擾的環(huán)境中；電源電壓的波動范圍不應(yīng)超過額定電壓的±10%；頻率的波動不應(yīng)超過額定頻率的±2%；1.3.2美國CETR公司產(chǎn)品圖1-4是美國CETR公司的多功能磨損試驗機(jī)的實物圖：圖1-4多功能摩擦磨損實驗機(jī)/UMTTESTER生產(chǎn)廠家：CETR(Centeroftrobology)，美國規(guī)格指標(biāo)：最大垂直移動距離：100mm；定位精度：0.5μm；速度：0.001~10mm/s；最大橫向移動距離：75mm；定位精度：2μm；速度：0.0~10mm/s；上試件旋轉(zhuǎn)速度：1~50RPM；最大載荷：25kg(0.25kN)；力傳感器測量范圍：0.2~20N(0.02~2kg)；分辨率：0.05N(5g)；溫度測量范圍：0℃~100℃；聲發(fā)射傳感器響應(yīng)頻率：0.5~5.5MHz功能介紹：試驗機(jī)的主要功能可進(jìn)行多功能微摩擦試驗和拋光試驗。前者可作為多功能微摩擦試驗機(jī)，可以在較大的載荷范圍內(nèi)進(jìn)行銷-盤式、往復(fù)式、四球式等摩擦磨損試驗，還可以用來進(jìn)行刻劃試驗以評價薄膜與基體的結(jié)合強度，也可以用來測量材料的微觀硬度。后者可以模擬實際拋光的各種條件，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、被拋光材料、拋光墊材料、拋光液等等，可以用來研究以上多個工藝參數(shù)對拋光速率及拋光質(zhì)量的影響。1.3.3瑞士CSM公司產(chǎn)品圖1-5是瑞士CSM公司的摩擦磨損試驗機(jī)。圖1-5瑞士CSM公司的摩擦磨損試驗機(jī)瑞士CSM公司是世界知名的外表力學(xué)性能測試設(shè)備制造商，數(shù)十年中，為世界范圍的科研院所、工業(yè)用戶提供了最先進(jìn)的技術(shù)與應(yīng)用效勞。CSM公司提供多種功能的摩擦磨損實驗設(shè)備，按不同的載荷以及使用條件可分為以下幾類：納米摩擦測試儀NTR〔Nano-tribometer〕；摩擦試驗機(jī)TRB〔Tribometerpin-on-disk〕，可升級為真空摩擦試驗機(jī)；高溫摩擦試驗機(jī)THT〔Hightemperaturetribometer〕，可升級為高溫真空摩擦試驗機(jī)；磨損測試儀CAW〔Calowear〕；膜厚測試儀CAT〔Calotest〕，分為工業(yè)與實驗室用2種型號。CSM公司的摩擦試驗機(jī)主要用于測定自潤滑涂層的使用壽命，以及表征固體材料或硬質(zhì)涂層在不同條件下的摩擦磨損行為，用戶可以通過改變摩擦?xí)r間、接觸壓力、運動速率、環(huán)境溫度、濕度、潤滑劑等參數(shù)得到材料的一系列性能指標(biāo)。圖1-6是該試驗機(jī)的測試原理示意圖。圖1-6CSM公司摩擦磨損試驗機(jī)測試原理。試驗機(jī)的測試原理是：平頭或圓形壓頭安放在被測樣品上，用精確測定質(zhì)量的砝碼施加載荷；針或球安裝在一支倔強系數(shù)很大的杠桿上，該杠桿被設(shè)計為無摩擦切向力傳感器；當(dāng)盤式樣品旋轉(zhuǎn)時，壓頭和樣品間產(chǎn)生的摩擦力會使杠桿發(fā)生輕微的彎曲，該形變程度可被固定在一起的線性差分位移傳感器檢測，并由此計算摩擦力的具體數(shù)值；通過測量材料的損失體積可計算壓頭和樣品的磨損系數(shù)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，摩擦磨損測試技術(shù)呈快速開展之勢，摩擦磨損試驗機(jī)呈以下開展趨勢：〔1〕、以高性能的電機(jī)系統(tǒng)取代機(jī)械變速系統(tǒng)：目前，高性能的電機(jī)系統(tǒng)己經(jīng)比擬成熟，調(diào)速比可以到達(dá)一比幾百、幾千甚至更高。利用這種系統(tǒng)既可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，也可以實現(xiàn)擺動和直線運動。由高性能電機(jī)直接驅(qū)動主軸，不僅能使機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，而且還能降低試驗機(jī)的摩擦損耗，提高整機(jī)的壽命和可靠性。但高性能電機(jī)系統(tǒng)價格比擬昂貴?！?〕、在摩擦磨損試驗機(jī)上應(yīng)用微型計算機(jī)：微型計算機(jī)的價格低廉，操作簡單，性能穩(wěn)定，不僅可以取代以往的二次儀表對試驗機(jī)進(jìn)行控制，而且還可以對測試參數(shù)進(jìn)行自動采集和數(shù)據(jù)處理，因而能使試驗機(jī)的功能大大加強?！?〕、改良測試手段；〔4〕、提高穩(wěn)定性、測試精度，以使試驗結(jié)果具有更好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。1.4小結(jié)本章主要介紹了摩擦磨損試驗機(jī)研究的意義及國內(nèi)外此類試驗機(jī)開展歷史與現(xiàn)狀，并分別例舉了國外國內(nèi)的幾款試驗機(jī)的主要參數(shù)，最后總結(jié)了今后的開展趨勢，本設(shè)計主要對銷盤式高溫高速摩擦磨損試驗機(jī)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)局部的設(shè)計與二維圖的繪制。所設(shè)計的試驗機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)如下：1、最大試驗力：20N2、主軸速度范圍：0~3000r/min3、工作的最高溫度1000℃4、加載范圍：0~20N，采用砝碼加載5、樣品盤最大尺寸為Φ80mm，最大厚度10mm本設(shè)計要求設(shè)計出實現(xiàn)上述要求的較為合理的方案，并進(jìn)行相關(guān)計算。最后對整個試驗機(jī)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，并用繪制整個試驗機(jī)的總裝配圖及主要零部件圖。

第二章摩擦磨損試驗機(jī)的影響因素進(jìn)行摩擦磨損試驗的目的是要模擬實際的摩擦系統(tǒng)，在實驗室再現(xiàn)摩擦磨損現(xiàn)象及其規(guī)律性，以便通過選定參數(shù)的測量分析考察圖2-1所示的工作運轉(zhuǎn)變量、潤滑變量和氣氛變量等對特定摩擦磨損試驗系統(tǒng)摩擦元素的影響。因此，摩擦磨損試驗機(jī)的設(shè)計就是要依據(jù)這種目的和既定的具體任務(wù)要求，構(gòu)思形成圖2-1所示的基木系統(tǒng)，其工作運轉(zhuǎn)變量一般要求在一定范圍內(nèi)可調(diào)，對于測試參數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要選定.圖2-1摩擦磨損試驗機(jī)的根本系統(tǒng)1、2——摩擦元素3、——潤滑劑4——氣氛2.1試驗條件的影響；〔1〕運動形式的影響運動形式與試驗機(jī)的摩擦副結(jié)構(gòu)有關(guān)，二者都是由所要模擬的摩擦副決定的，試驗機(jī)的摩擦副結(jié)構(gòu)和運動形式一般是固定的，但也有一些多功能試驗機(jī)的摩擦副和運動形式均可通過添加附件而加以改變。例如，美國FALEX公司的多功能試樣測試機(jī)在添加附件以后，就可以形成球一平面、四球、板一板(面接觸)、液體浸蝕、針一盤和滾動四球等多種摩擦副形式。試驗機(jī)上摩擦副的最根本運動形式一般有以下4種，即滑動、滾動、自旋和沖擊。在試驗機(jī)上，對運動形式都有明確的規(guī)定，但對運動的位置精度卻要求不高，因此這方面的要求可忽略。〔2〕負(fù)荷的影響負(fù)荷是摩擦磨損試驗機(jī)的一個重要參數(shù)，其在試驗過程中一般應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定。試驗機(jī)對負(fù)荷的精度要求很高，國內(nèi)試驗機(jī)負(fù)荷示值的相對誤差為11%。要滿足負(fù)荷精度的要求，就必須考慮在試驗機(jī)上減小加載系統(tǒng)的摩擦阻力。目前摩擦磨損試驗機(jī)比擬常用加載方式有機(jī)械式、液壓式和電磁式三種。其中，機(jī)械式加載又可分為杠桿加載、彈簧加載和重物直接加載或以上三種加載形式的組合，杠桿加載和重物直接加載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，載荷穩(wěn)定，不存在負(fù)荷保持的問題，加載精度高，但當(dāng)摩擦副運動不穩(wěn)定時卻會引起振動和沖擊;彈簧加載產(chǎn)生的振動比擬小，但是，彈簧加載的精度不高，難于實現(xiàn)負(fù)荷精確調(diào)整。液壓式加載包括動壓加載和靜壓加載兩種，但液壓加載很難保持負(fù)荷穩(wěn)定。電磁加載易于實現(xiàn)負(fù)荷的自動控制，但其弱點是控制局部的本錢較高，而且在已有摩擦磨損試驗機(jī)上使用還比擬少〔3〕恒比壓的影響目前使用的多種類型的摩擦磨損試驗機(jī)，對恒比壓有比擬高的要求。目前試驗機(jī)上實現(xiàn)恒比壓的方法有:(a)、從摩擦副的結(jié)構(gòu)上保證摩擦過程中接觸面積不變，借以在負(fù)荷不變的條件下實現(xiàn)恒比壓(如圖2-2所示):圖2-2以摩擦副結(jié)構(gòu)保證恒圧比(b)在試驗過程中隨著接觸面積的增大，依照一定的規(guī)律增大負(fù)荷以實現(xiàn)恒比壓。日本東京試驗機(jī)制作所生產(chǎn)的理研一大越式高速磨損試驗機(jī)就是利用這種方法實現(xiàn)恒比壓的。圖2-3理研一大越式高速磨損試驗機(jī)原理示意圖1——凸輪:2——搖桿:3,5,8——齒輪齒條:4——彈簧;6——旋轉(zhuǎn)圓環(huán)試件;7——片狀試件。〔c)、同時測量摩擦副的接觸面積和試驗負(fù)荷，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，給出負(fù)荷的控制信號，使負(fù)荷隨著接觸面積的變化而變化，從而實現(xiàn)試驗過程中的恒比壓。這種方式先進(jìn)、可靠，然而實施難度很大。這是因為試驗過程中摩擦副的接觸面積不易測量，故其至今尚未得到實際應(yīng)用。(4)、滑動速度的影響；滑動速度的大小對摩擦磨損往往具有關(guān)鍵性的意義。因而也是摩擦磨損試驗的一個重要參數(shù)?；瑒铀俣鹊姆较蛴袉蜗蚝屯鶑?fù)兩種，后者又可以分為擺動式和往復(fù)直動式。在試驗機(jī)上既可以用機(jī)械方式(如凸輪機(jī)構(gòu)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)等)實現(xiàn)擺動，也可以由電機(jī)(如伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī))來實現(xiàn)擺動。往復(fù)直線運動通常是用曲柄滑塊等往復(fù)直線運動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。試驗機(jī)的速度大小一般都要求可調(diào)，所能采用的方式有級調(diào)速和無級調(diào)速兩種。有級調(diào)速是利用變換齒輪或皮帶輪速度比等方法實現(xiàn)的。無級調(diào)速可通過兩種方式來實現(xiàn):一種是機(jī)械式無級調(diào)速(如摩擦輪和差動輪系等)，但其調(diào)速范圍不大，另一種是使用無級調(diào)速電機(jī)進(jìn)行，這種方式的調(diào)速范圍很大，如直流伺服電機(jī)的調(diào)速范圍可達(dá)1.2000r/min(下限還可以更低)。當(dāng)采用電機(jī)無級調(diào)速時，一般都要求速度穩(wěn)定，因而常采用速度控制環(huán)節(jié)實現(xiàn)速度的閉環(huán)控制。(5)、溫度的影響；溫度是摩擦磨損試驗的又一個重要參數(shù)。有些試驗對環(huán)境溫度有其特定的要求，如高溫條件或低溫條件。高溫試驗通常采用電阻絲加熱，也可以借助于高頻加熱等。對于高溫試驗機(jī)，既要考慮加熱部件和其他部件的隔熱問題，又要針對加熱溫度很高的特定情況同時考慮其加熱部件的選材問題。低溫試驗機(jī)常采用適當(dāng)?shù)闹评浞椒ㄊ乖嚰車木植凯h(huán)境保持低溫，也可以將摩擦副浸泡在制冷劑中實現(xiàn)低溫。(6)、氣氛的影響；有些試驗研究要求對氣氛進(jìn)行控制(如真空試驗)。在只要求控制濕度的場合，簡易的方法是將摩擦副局部加一個有較好密封性能的罩子，再在其中放置一些盛水的盒子即可調(diào)節(jié)濕度。當(dāng)然，濕度調(diào)節(jié)也可以在濕度傳感器控制下自動地進(jìn)行。此外，用于真空條件下摩擦磨損研究的試驗機(jī)對真空度的要求較高。實現(xiàn)真空可以使用真空泵，在這里密封問題很重要，尤其動密封往往是令人頭疼的問題。為了提高真空度，有些試驗機(jī)上采用了磁力傳動，借以少用或不用動密封?！?〕、試驗時間的影響；試驗時間一般是依具體情況而定，大多數(shù)試驗機(jī)沒有配備定時裝置。要在試驗機(jī)上實現(xiàn)時間控制，可以采用定時器控制動力源，也有的是根據(jù)摩擦力或摩擦力矩的極限值來控制停機(jī)。這種控制方法對試驗機(jī)也起著過載保護(hù)作用。測量參數(shù)的影響2.2、試驗負(fù)荷的影響；〔1〕試驗機(jī)一般都要對試驗負(fù)荷進(jìn)行測量，所采用的測量方式往往隨加載方式的不同而不同。機(jī)械式杠桿一砧碼加載可以直接根據(jù)加載砝碼得到負(fù)荷值(如Timken試驗機(jī))，機(jī)械式彈簧加載可以根據(jù)游標(biāo)顯示的彈簧變形確定負(fù)荷值(如AMSLER試驗機(jī))，液壓加載可以通過加載油缸的壓力換算得到負(fù)荷值(如MQ-800型四球式摩擦試驗機(jī))。然而，不管在哪種加載方式下，都可以利用負(fù)荷傳感器直接測量負(fù)荷值。負(fù)荷傳感器應(yīng)當(dāng)安裝在盡量靠近摩擦副的位置上，以防止或減小導(dǎo)向局部摩擦力引起的測量誤差。〔2〕摩擦力(摩擦系數(shù))的影響；在試驗機(jī)上，摩擦力(或摩擦力矩)和摩擦系數(shù)一般只測一項。例如，在負(fù)荷P的情況下，只要測出摩擦力F，就可以根據(jù)公式u=F/P求出摩擦系數(shù)的數(shù)值。這可以利用微機(jī)或數(shù)字電路實現(xiàn)運算處理。測量摩擦力常用的方法一般有兩種，即測量作用在驅(qū)動軸上的扭矩，或者是借助于彈性元件測定作用在固定件上的力。在采用第二種測量方法測量摩擦力時，由于固定件在沿摩擦力方向自由運動時必然要傳遞法向力，所以當(dāng)將其安裝在滾動軸承之類的低摩擦裝置上，以使附加的摩擦力盡可能地減小，從而保證摩擦力的測量精度。摩擦扭矩可以采用扭矩傳感器進(jìn)行測量，其安裝位置既可以是在運動軸上，也可以是在固定軸上。當(dāng)把扭矩傳感器安裝在運動軸上時，需要確保傳感器的信號輸出良好。在試驗機(jī)上，通常是將摩擦扭矩轉(zhuǎn)換成拉力或壓力對其進(jìn)行測量〔見圖2-4〕，但要注意使轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)造成的誤差不得超過允許值。圖2-4將摩擦扭矩轉(zhuǎn)化成拉力或壓力的測量〔3〕速度的影響；在有些試驗機(jī)上還要求對速度進(jìn)行測量，可以采用的測速裝置有測速發(fā)電機(jī)和光電傳感器等。記錄轉(zhuǎn)數(shù)最常用的是機(jī)械式計數(shù)器。〔4〕測溫方法的影響；摩擦磨損試驗需要測定的溫度有環(huán)境溫度、潤滑劑溫度和摩擦副的摩擦面溫度，其中不易測量的是摩擦面溫度(因為它不暴露在外面)。在試驗機(jī)上常用的測溫方法有熱電偶法和紅外測溫法。用這兩種方法測得的摩擦面溫度都是近似值。這是因為熱電偶無法安裝在摩擦面上，而只能安裝在靠近摩擦面的位置上;而紅外測溫法那么是因為只能測得摩擦面邊界上的溫度或試件的體溫。如果能夠知道試件溫度的分布情況，那就可以對測溫結(jié)果進(jìn)行修正，從而使測量誤差減小。為了消除或減少以上原因所產(chǎn)生的誤差，在實測時可以把實際試件之一(或兩件)組合成熱電偶的一局部，這就是所謂的“自然熱電偶〞測溫法。這種方法原那么上可以直接從摩擦面取得溫度信息，然而這個信息不僅會受到由于潤滑劑的作用所產(chǎn)生的界面電動勢的影響，而且在多觸點的循環(huán)電流對它也有影響L閣。因此，在現(xiàn)有的試驗機(jī)上很少使用這種測溫方法。〔5〕磨損量的影響；磨損量是磨損試驗中都要測量的一個參數(shù)。目前，磨損量的在線檢測尚有困難，以往都是將試件取下再測量磨痕或稱量失重而得之。現(xiàn)在，有人采用電測法或光柵對摩擦副在磨損過程中的相對位移進(jìn)行測量，以此實現(xiàn)磨損量的在線檢測?！?〕重復(fù)性和再現(xiàn)性；摩擦磨損試驗機(jī)能否給出重復(fù)性和再現(xiàn)性都比擬好的試驗結(jié)果，取決于每次試驗用的試桿和試驗環(huán)境條件(包括儀器的工作狀態(tài))是否都能保持一致。西德Optimol公司的SRV型標(biāo)準(zhǔn)化微動式摩擦磨損測試機(jī)之所以能夠給出較好重復(fù)性和再現(xiàn)性的試驗結(jié)果，就是因為它的關(guān)鍵部件一振動系統(tǒng)和力監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)非常穩(wěn)定。為了使試驗條件穩(wěn)定，就要從動力源和試驗機(jī)結(jié)構(gòu)上保證負(fù)荷及速度等T礦穩(wěn)定，同時還需要測試系統(tǒng)穩(wěn)定，應(yīng)能準(zhǔn)確地測出工礦參數(shù)，以便于調(diào)整。此外，合理的摩擦副接觸形式也是取得較好重復(fù)性和再現(xiàn)性試驗結(jié)果的重要因素之一。一般說來，點接觸比面接觸受外界的影響小，因而在相同條件下，點、線接觸有利于再現(xiàn)摩擦副的接觸狀態(tài)。

第三章整體方案的設(shè)計、分析與比擬試驗機(jī)的整體分析根據(jù)上一章的介紹不難確定，試驗機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)局部可以分為如下幾個主要的系統(tǒng)：主傳動系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、摩擦盤夾持系統(tǒng)、摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)、加熱及冷卻系統(tǒng)等主要局部。對上述各個局部不同的方案進(jìn)行組合，就可以得到不同的整體設(shè)計方案方案。設(shè)計方案的制定通過分析，制定下面四種方案：設(shè)計方案一：圖3-1是設(shè)計方案一的方案圖。圖3-1設(shè)計方案一設(shè)計方案一各局部的組成：主傳動系統(tǒng)：變頻器和三相異步電動機(jī)通過齒輪驅(qū)動主軸，帶動摩擦盤旋轉(zhuǎn)；加載系統(tǒng)：采用伺服控制連續(xù)加載；摩擦盤夾持系統(tǒng)：采用特制的摩擦盤夾持器夾持摩擦盤，摩擦盤和夾持器一起隨主軸轉(zhuǎn)動；摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)：通過手動旋轉(zhuǎn)手輪和分度盤帶動橫梁內(nèi)的一根絲杠，經(jīng)過絲杠螺母的相互運動控制摩擦銷的沿摩擦盤的軸向進(jìn)給；通過步進(jìn)電機(jī)和編碼器帶動立柱上的絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母副改變橫梁的豎直方向的位置，來控制摩擦銷的軸向位置；加熱及冷卻系統(tǒng)：加熱爐外采用隔熱層，加熱爐和主軸箱之間采用石棉隔熱層。設(shè)計方案二：圖3-2是設(shè)計方案二的方案圖：圖3-2設(shè)計方案二設(shè)計方案二各局部的組成：主傳動系統(tǒng)：變頻器和三相異步電動機(jī)通過連軸器和主軸直接相連，帶動摩擦盤旋轉(zhuǎn)；加載系統(tǒng)：采用彈簧加載；摩擦盤夾持系統(tǒng)：采用螺栓螺母副將摩擦盤固定到主軸的上端；摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)：通過手動旋轉(zhuǎn)手輪和分度盤帶動橫梁內(nèi)的一根絲杠，經(jīng)過絲杠螺母的相互運動控制摩擦銷的沿摩擦盤的軸向進(jìn)給；通過步進(jìn)電機(jī)和編碼器帶動立柱上的絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母副改變橫梁的豎直方向的位置，來控制摩擦銷的軸向移動；加熱及冷卻系統(tǒng)：加熱爐外采用隔熱層，加熱爐和主軸箱之間采用石棉隔熱層。此外，主軸外用螺旋銅制冷卻管包裹，冷卻管內(nèi)通入冷卻水，對主軸進(jìn)行冷卻。設(shè)計方案三：圖3-3是設(shè)計方案三的方案圖。圖3-3設(shè)計方案三設(shè)計方案三各局部的組成：主傳動系統(tǒng)：變頻器和三相異步電動機(jī)通過通過V帶和帶輪驅(qū)動主軸，帶動摩擦盤旋轉(zhuǎn)；加載系統(tǒng)：采用傳統(tǒng)的彈簧加載；摩擦盤夾持系統(tǒng)：采用特制的摩擦盤夾持器夾持摩擦盤，摩擦盤和夾持器一起隨主軸轉(zhuǎn)動；摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)：通過步進(jìn)電機(jī)和編碼器帶動底座支架上的絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母副帶動立柱和橫梁一起水平運動，來控制摩擦銷的沿摩擦盤的軸向進(jìn)給；通過手動旋轉(zhuǎn)手輪和分度盤帶動立柱內(nèi)的一根絲杠，經(jīng)過絲杠螺母的相互運動帶動橫梁的豎直方向的位置，來控制摩擦銷的徑向進(jìn)給；加熱及冷卻系統(tǒng)：加熱爐外采用隔熱層，加熱爐和主軸箱之間采用石棉隔熱層。設(shè)計方案四：圖3-4是設(shè)計方案四的方案圖。圖3-4設(shè)計方案四設(shè)計方案四各局部的組成：主傳動系統(tǒng)：變頻器和三相異步電動機(jī)通過V帶和帶輪驅(qū)動主軸，帶動摩擦盤旋轉(zhuǎn)；加載系統(tǒng)：采用傳統(tǒng)的砝碼加載；摩擦盤夾持系統(tǒng)：采用特制的摩擦盤夾持器夾持摩擦盤，摩擦盤和夾持器一起隨主軸轉(zhuǎn)動；摩擦銷軸向和徑向進(jìn)給系統(tǒng)：通過手動旋轉(zhuǎn)手輪和分度盤帶動底座內(nèi)的一根絲杠，絲杠螺母的相互運動控制橫梁和立柱的整體的水平位置，來控制摩擦銷的沿摩擦盤的軸向進(jìn)給；通過立柱結(jié)構(gòu)上的可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使得橫梁可以沿立柱上的某一點旋轉(zhuǎn)一定的角度，用旋轉(zhuǎn)來代替移動控制摩擦銷的豎直位置；加熱及冷卻系統(tǒng)：加熱爐外采用隔熱層，加熱爐和主軸箱之間采用石棉隔熱層。方案比擬方案一采用齒輪，可以保證傳動比，制造安裝精度要求不是很嚴(yán)格，并且可以防止過載時對電機(jī)的損壞。但是齒輪傳動噪音大，震動劇烈，況且由于齒輪的金屬質(zhì)地使電動機(jī)的產(chǎn)熱影響到實驗精度。主軸外無冷卻裝置，使得主軸在工作狀態(tài)的高溫下容易發(fā)生變形和損壞，降低了主軸的壽命和裝置的測量精度。伺服控制連續(xù)加載雖然精確但設(shè)備復(fù)雜且本錢很高，安裝維修也不方便。手輪和分度盤控制銷子沿盤的徑向位移，結(jié)構(gòu)簡單，但是橫梁剛性較差，對結(jié)果誤差有較大的影響。立柱上采用步進(jìn)電機(jī)帶動絲杠螺母，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本錢高，降低了整個系統(tǒng)的剛度，但對系統(tǒng)測量精度的作用不大。方案二電機(jī)通過連軸器直接和主軸相連，結(jié)構(gòu)簡單且緊湊。但減震性能不好，系統(tǒng)的震動較大。而且主軸和電機(jī)之間有直接的熱量傳遞，降低了系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性。主軸外有冷卻裝置，但由于上述的熱傳遞作用，使得其作用不是很明顯，而且由于空間較小，對主軸的冷卻無法有效進(jìn)行，安裝維修也不方便。摩擦盤通過中間的螺栓孔與主軸上端直接相連，不易保持盤的整體性和運動的平穩(wěn)性，而且對于尺寸不大的陶瓷等脆性材料，在摩擦盤的中間打孔也很難實現(xiàn)，并且盤的剛性大大降低。彈簧加載結(jié)構(gòu)簡單，但加載不精確，容易受到彈簧性能等外部因素的干擾，對實驗結(jié)果影響很大。手輪和分度盤控制銷子沿盤的徑向位移，結(jié)構(gòu)簡單，但是橫梁剛性較差，對結(jié)果誤差有較大的影響。立柱上采用步進(jìn)電機(jī)帶動絲杠螺母，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本錢高，降低了系統(tǒng)的剛度，但對系統(tǒng)測量精度的作用不大。方案三電機(jī)通過V帶傳動，可以緩和載荷沖擊而且運行平穩(wěn)，無噪聲，制造安裝精度要求不是很嚴(yán)格，并且可以防止過載時對電機(jī)的損壞。但是帶傳動有彈性滑動和打滑，效率低而且不能保持準(zhǔn)確的傳動比，也就是不能保持主軸以一定的速度轉(zhuǎn)動。而且主軸外無冷卻系統(tǒng)，使得在工作情況下，加熱爐內(nèi)的熱量通過主軸連軸器直接傳遞給電機(jī)，主傳動系統(tǒng)整體的溫度較高，不易散熱，對系統(tǒng)的剛度和壽命影響大，而且對測量結(jié)果會產(chǎn)生很大的誤差。采用專用的摩擦盤夾持器結(jié)構(gòu)較為合理。彈簧加載結(jié)構(gòu)簡單，但加載不精確，容易受到彈簧性能等外部因素的干擾，對實驗結(jié)果影響很大。手輪和分度盤控制銷子的軸向位移，效率低，速度慢，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。步進(jìn)電機(jī)控制銷子沿摩擦盤的軸向位移，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本錢較高，安裝維修不方便。方案四采用電機(jī)通過同步帶帶動主軸，可以緩和載荷沖擊而且運行平穩(wěn)，無噪聲，且同步帶傳動無彈性滑動和打滑，效率高而且能保持準(zhǔn)確的傳動比，也就是能保持主軸以某一速度穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動。主軸和電機(jī)之間的熱影響很小。專用的摩擦盤夾持器保證了摩擦盤旋轉(zhuǎn)時的精度，又可以保證其整體性，對于例如三角形硬質(zhì)合金可專位車刀刀片等尺寸小、性脆、不易打中心孔等的試件的夾持又有很大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的砝碼加載簡單易行而且加載準(zhǔn)確，誤差較小。左邊立柱和橫梁是相對固定的，可以繞一個軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，使系統(tǒng)穩(wěn)定性好，測量結(jié)果較精確，結(jié)構(gòu)簡單，而且工作效率比擬高。手輪和分度盤控制橫梁和立柱的整體位移來控制摩擦銷沿摩擦盤的徑向位移，結(jié)構(gòu)簡單，本錢低，維修方便，而且有足夠高的精度。設(shè)計方案確實定通過上面對四種設(shè)計方案的優(yōu)缺點的分析比擬，可以得出結(jié)論：方案四是這四種設(shè)計方案中比擬合理的一種方案。該方案既可以滿足設(shè)計精度的要求，又具有本錢低，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便等特點。

第四章摩擦磨損試驗機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)計算4.1、試驗機(jī)的主要性能指標(biāo)確實定參考第一章中的各種試驗機(jī)的參數(shù)，結(jié)合設(shè)計要求，確定該試驗機(jī)的主要性能指標(biāo)如下：主軸轉(zhuǎn)速范圍：0~3000r/min，無級調(diào)速；工作最高溫度：1000℃加載力的范圍：0~20N,采用砝碼加載；摩擦球尺寸：Ф3mm~Ф6mm；摩擦盤尺寸：最大直徑d=80mm,最大厚度h=1試驗機(jī)的主傳動系統(tǒng)的相關(guān)計算由試驗機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速范圍和變速方式，可以選擇變頻調(diào)速三相異步交流電動機(jī)來實現(xiàn)。因此該試驗機(jī)的主傳動路線為：變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)→同步帶和帶輪→主軸→摩擦盤夾持器→摩擦盤。電機(jī)選擇：取摩擦盤和摩擦銷之間的動摩擦系數(shù)f=fmax=1，那么摩擦產(chǎn)生的最大功率Pm=Fv=(4-1)其中：Pm是摩擦產(chǎn)生的最大功率(Kw)；F是相互作用力(N)；v:是相對運動速度(m/s)；f是滑動摩擦系數(shù)；Fn是正壓力〔N〕；R:是摩擦力作用電相對旋轉(zhuǎn)軸的距離〔m〕；Pm＝＝＝0.251Kw同步帶的傳動效率：η1＝95%滾動軸承的傳動效率：η2＝98%那么總傳動效率：η總＝η1η2＝電動機(jī)的輸出功率P出＝(4-2)故＝＝0.2696Kw為使電動機(jī)的功率留有余量，負(fù)荷率取：P＝P出/0.85＝0.261/0.85＝17Kw根據(jù)參考資料可知，選擇的電機(jī)型號為： YVF280M1-4(摘自JB/T7118-2004)該電機(jī)的主要參數(shù)為：額定功率P=0.55Kw；額定轉(zhuǎn)矩N?m；同步轉(zhuǎn)速1500r/min；電機(jī)軸：D=19mm。結(jié)構(gòu)圖如圖4-1、4-2所示圖4-1圖4-2機(jī)座號:80M凸緣號:FF165安裝尺寸及公差|A|根本尺寸:125mm安裝尺寸及公差|A/2|根本尺寸:mm安裝尺寸及公差|A/2|極限偏差:±m(xù)m安裝尺寸及公差|B|根本尺寸:100mm安裝尺寸及公差|C|根本尺寸:50mm安裝尺寸及公差|C|極限偏差:±m(xù)m安裝尺寸及公差|D|根本尺寸:19mm安裝尺寸及公差|D|極限偏差:(+0.009,-0.004)mm安裝尺寸及公差|E|根本尺寸:40mm安裝尺寸及公差|E|極限偏差:±m(xù)m安裝尺寸及公差|F|根本尺寸:6mm安裝尺寸及公差|F|極限偏差:(0,-0.030)mm安裝尺寸及公差|G①|(zhì)根本尺寸:mm安裝尺寸及公差|G①|(zhì)極限偏差:(0,-0.10)mm安裝尺寸及公差|H|根本尺寸:80mm安裝尺寸及公差|H|極限偏差:(0,-0.5)mm安裝尺寸及公差|K②|根本尺寸:10mm安裝尺寸及公差|K②|極限偏差:(+0.360,0)mm安裝尺寸及公差|K②|位置度公差:φmm安裝尺寸及公差|M:165mm安裝尺寸及公差|N|根本尺寸:130mm安裝尺寸及公差|N|極限偏差:(+0.014,-0.011)mm安裝尺寸及公差|P③:200mm安裝尺寸及公差|R④|根本尺寸:0mm安裝尺寸及公差|R④|極限偏差:±m(xù)m安裝尺寸及公差|S②|根本尺寸:12mm安裝尺寸及公差|S②|極限偏差:(+0.430,0)mm安裝尺寸及公差|S②|位置度公差:φmmmm安裝尺寸及公差|T|極限偏差:(0,-0.120)mm安裝尺寸及公差|凸緣孔數(shù):4mm外形尺寸|AB:165mm外形尺寸|AC:175mm外形尺寸|AD:145mm外形尺寸|HD:220mm外形尺寸|L:370mm同步帶傳動的計算：1、計算功率：Pｄ＝(4-3)Pｄ==6Kw式中：是同步帶傳動的工作情況系數(shù)，據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊可取1.402、選擇帶型和節(jié)距：根據(jù)計算功率Pd和n1,選擇L型同步帶。齒形如下圖〔圖4-4〕周節(jié)制其節(jié)距Pbmm；齒形角2β°:40mmmm帶高②mmmmmm圖4-4齒形圖3、小帶輪齒數(shù)Z1：根據(jù)國標(biāo)(JB/T7512.2-1994),查取Zmin=20根據(jù)設(shè)計方案Z1＝25；4、小帶輪節(jié)圓直徑：何以由公式〔4-4〕計算，也可查詢機(jī)械設(shè)計手冊。得小帶輪直徑為mm5、大帶輪齒數(shù)：根據(jù)設(shè)計方案，同步帶只起傳動作用，不改變速度，故令兩帶輪的齒數(shù)Z1、Z2等，取Z1＝Z2＝25；6、大帶輪節(jié)圓直徑：由公式7、帶速計算：〔4-5〕通常L型，那么符合要求。8、初定軸間距：根據(jù)機(jī)械手冊知〔4-6〕即，取a=9、計算帶長及齒數(shù)：帶長：〔4-7〕查機(jī)械設(shè)計手冊得，齒數(shù)；10、實際軸間距計算：實際軸間距計算分為兩種情況，軸間距可調(diào)整時〔4-8〕軸間距不可調(diào)時〔4-9〕〔4-10〕根據(jù)設(shè)計要求，軸間距可調(diào)那么11、小帶輪嚙合齒數(shù)：〔4-11〕12、根本額定功率：〔4-12〕根本額定功率是個帶型基準(zhǔn)寬度的額定功率，(摘自GB/T11362-1989)——寬度為的帶的需用工作拉力〔N〕，查機(jī)械手冊——寬度為的帶單位長度的質(zhì)量〔〕，查機(jī)械手冊那么13、計算帶寬：〔4-13〕——嚙合齒數(shù)系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計手冊應(yīng)按表4.4選取標(biāo)準(zhǔn)值，一般小于那么式中：mm按照以上設(shè)計要求要求確定公稱帶寬12.7mm，代號05014、作用在軸上的力：〔4-14〕那么15、帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸：圖4-5直邊齒帶輪的尺寸和公差根據(jù)直邊齒帶輪的尺寸和公差(摘自GB/T11361-1989)如圖4-5查的槽型:L±齒高h(yuǎn)g:2.67(0,-0.10)槽半角φ±°:20齒頂圓角半徑ra:1.17(+0.13,0)節(jié)頂距2δ外圓直徑da:da＝d-2δ外圓節(jié)距pa:pa＝π·da/z(z──帶輪齒數(shù))根圓直徑df:df＝da-2hg主軸計算：1、主軸輸出功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩計算：根據(jù)第一局部電機(jī)計算可以得出，那么轉(zhuǎn)矩2、軸的最小直徑計算：計算公式為〔4-15〕主軸的材料選擇為，查設(shè)計手冊可得那么，取即主軸上直徑最小處：mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：〔1〕擬定軸上的零件裝配方案，見圖4-6圖4-6軸上零件的裝配方案〔2〕根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度：見圖4-7圖4-7主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計1〕為了滿足帶輪的尺寸要求，2〕初步選擇滾動軸承。因軸承受有徑向力和軸向力的作用，應(yīng)選取深溝球軸承和推力球軸承，初步選取0根本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6206和推力球軸承51206，其尺寸分別為、，故，。3〕根據(jù)結(jié)構(gòu)要求擬定，；，EQ；，；，?！?〕、軸的強度校核：按鈕局強度條件計算，公式如下〔4-16〕，那么根據(jù)設(shè)計軸的最小直徑為，EQ那么其他各段也符合要求。、主軸上鍵的強度校核：根據(jù)主軸設(shè)計，鍵所在軸的直徑為24mm，查機(jī)械設(shè)計手冊〔摘自GB/T1095-2003，GB/T1096-2003)選取鍵的尺寸選定為，普通平鍵連接的強度條件為：(4-17)式中：d是軸的直徑；l是鍵的工作長度，l=L-b=14-8=6；h是鍵的高度；[p]是許用壓力；k鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h,T傳遞的轉(zhuǎn)矩,取，那么故鍵的強度滿足要求。、橫梁的強度校核：由于橫梁受到的軸向和切向力最大均為20N，而且摩擦銷與橫梁不是緊密接觸，橫梁所受的沖擊也很小。因而橫梁受到的力很小，橫梁強度在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下能夠滿足強度和剛度要求。、絲杠螺母副的相關(guān)計算：該絲杠螺母副主要用于傳遞運動，來控制摩擦銷沿摩擦盤的徑向位移。而沒有很大的力的傳遞，因此其傳遞的力可以忽略不計。下面對絲杠螺母副進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，強度校核可以不計。螺母的軸向位移：(4-18)式中：φ是螺桿轉(zhuǎn)角，rad；s是導(dǎo)程，mm；p是螺距，mm；x是螺紋線數(shù)；令該螺紋為單線螺紋，那么x＝1；由于絲杠帶動摩擦銷的移動距離為40mm，又要留下一定的余量，可令螺紋長度L＝50mm；設(shè)計使螺紋移動l=40mm時，手輪轉(zhuǎn)動8圈，即：radmm(4-19)由此可知：mm螺紋中徑：(4-20)式中：Ψ是螺母形式參數(shù)，整體式螺母取1.2~2.5，分體式螺母取2.5~3.5；[P]是螺紋副許用壓強，N/mm2；可?。粠霐?shù)據(jù)，有：mm由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，取：mm；螺母高度：mm絲桿旋動圈數(shù)：根本牙型高度：mm工作壓強：工作壓強滿足要求。為了保證自鎖，螺紋升角:螺紋牙根部的寬度：mm、軸承的校核：該系統(tǒng)三處用到了軸承：主軸、絲杠、以及橫梁旋轉(zhuǎn)軸處的軸承。后兩處軸承均不用于承受載荷，僅僅起到支撐作用，受到的力很小，可以忽略不計；而且其轉(zhuǎn)速均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于軸承的極限轉(zhuǎn)速。因此軸承的校核可以省略，而認(rèn)為這些軸承的均滿足設(shè)計要求。下面對主軸上的深溝球軸承和推力球軸承進(jìn)行壽命校核：〔一〕、深溝球軸承壽命校核1根據(jù)主軸設(shè)計可知：由帶輪計算可知：那么EQ那么查機(jī)械設(shè)計得深溝球軸承的最小e值為0.22，故此時2、初步計算當(dāng)量動載荷P，根據(jù)式〔4-22〕〔4-21〕查機(jī)械設(shè)計得，取；那么3、根據(jù)公式〔4-23〕，求軸承應(yīng)有的根本額定動載荷：〔4-22〕那么4、演算軸承壽命，根據(jù)公式〔4-24〕〔4-23〕那么該軸承符合設(shè)計要求。〔二〕推力球軸承壽命校核〔同上〕

第五章摩擦磨損試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1、磨損試驗機(jī)的整體結(jié)構(gòu)摩擦磨損試驗機(jī)用CAD裝配圖的整體外觀效果如圖5-1、5-2、5-3所示。圖5-1裝配圖〔正視圖〕圖5-2裝配圖〔左視圖〕圖5-3裝配圖〔俯視圖〕、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)計算所得的尺寸來看，為了能夠是整體結(jié)構(gòu)緊湊美觀設(shè)計箱體如圖〔5-4〕所示圖5-4箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計5.3、橫梁的設(shè)計將球安裝在一支倔強系數(shù)很大的杠桿上，該杠桿被設(shè)計為無摩擦切向力傳感器，當(dāng)盤旋轉(zhuǎn)時，壓頭和樣品間產(chǎn)生的摩擦力會使杠桿發(fā)生輕微的彎曲，該形變程度可被固定在一起的線性差分位移傳感器檢測，并由此計算摩擦力的具體數(shù)值。通過測量材料的損失體積可計算壓頭和樣品的磨損系數(shù)。橫梁的設(shè)計如圖〔5-5〕：圖5-5橫梁在橫梁的兩側(cè)可以加上線性差分位移傳感器。摩擦銷受力引起橫梁中間的杠桿的微變形，位移傳感器檢測并指示出相對應(yīng)的力的大小。橫梁的兩個臂上開的槽是為了提高測量的靈敏度；橫梁兩側(cè)與支架相連的局部有個5mm的凸起，是為了使橫梁的杠桿局部與其他零件分隔開，測量過程中減少部件之間的摩擦對測量結(jié)果的影響。橫梁右端的孔與摩擦銷的配合采用過渡配合，既可以保證摩擦銷的位置精度，又可以盡量防止和銷在豎直方向上的摩擦力作用，以減少加載時對加載力精度的影響。5.4、支架的設(shè)計：此試驗機(jī)用到的的支架有三種形式，它們受的力都很小，滿足結(jié)構(gòu)要求的支架就能夠滿足受力的要求。因此對與絲桿相連的支架進(jìn)行介紹：與絲杠相連的支架滑動支架：該支架的作用是為橫梁的旋轉(zhuǎn)提供一個旋轉(zhuǎn)軸，并且和絲杠相配合，控制摩擦銷沿摩擦盤的徑向位置。支架上的橫桿是用來防止其支撐的橫梁發(fā)生側(cè)翻。圖〔5-6〕是與絲杠相連的支架的視圖。圖5-6支架5.5、摩擦銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計：適合于高溫摩擦磨損測試儀的測試球尺寸有1.5毫米、3毫米、6毫米、10毫米〔均為直徑〕?？梢詾椴煌睆降哪Σ燎蚺鋫洳煌瑑?nèi)徑的夾持器。夾持器中間為中空結(jié)構(gòu)，后面有螺紋，只需將測試球從夾具的后端放入并應(yīng)用配套的零件旋緊即可。針對高溫摩擦測試熱脹冷縮的特點，可以在夾具中心參加微型彈簧以保證測試球始終保持被夾緊狀態(tài)。5.6、摩擦盤夾持器的設(shè)計：由于摩擦盤尺寸相對較小，對于脆性材料摩擦盤進(jìn)行試驗，摩擦盤的加工尤其是鉆中心孔難度很大，因此采用螺栓直接固定不適合。設(shè)計成專用的摩擦盤夾持器。用螺紋副將摩擦盤夾持器固定在主軸上，使之隨主軸一起旋轉(zhuǎn)。在摩擦盤下面加上一個墊片，直徑大小和摩擦盤相當(dāng)，但厚度可調(diào)，裝卸方便，用于夾緊不同厚度的摩擦盤，使這個夾持器更加通用化。在摩擦盤外面用一個盤蓋定位，用螺栓緊固夾緊。對于特殊形狀而且尺寸較小的試件，例如可轉(zhuǎn)位車刀刀片等，可以采用特制的鎳合金盤型夾具來固定。

第六章結(jié)論高溫高速摩擦磨損試驗機(jī)是進(jìn)行高溫高速摩擦磨損試驗的有效設(shè)備，廣泛運用于對各種高速刀具的高溫摩擦磨損性能進(jìn)行測試和評價，是高速切削和新型刀具材料研制開發(fā)和應(yīng)用的必備設(shè)備。因此本文對銷盤式高溫高速摩擦磨損試驗機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，給出了試驗機(jī)的根本參數(shù)，并對試驗機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)局部進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計、計算和計算機(jī)三維造型，為試驗機(jī)的設(shè)計和實際制作提供了一定的依據(jù)和參考。該設(shè)計在滿足設(shè)計要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡單，制造本錢低廉，沒有一味地追求高精度，適合進(jìn)行實際的生產(chǎn)。設(shè)計中采用了較為簡單的方法實現(xiàn)了相同的功能，例如在實現(xiàn)摩擦銷和摩擦盤的別離和摩擦銷的安裝這個功能上，沒有采用較高精度的電動機(jī)帶動絲杠螺母這一結(jié)構(gòu)，而是采用了簡單的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)這種純機(jī)械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，既可以保證足夠的精度，又可以簡化結(jié)構(gòu)，降低本錢，制造、安裝、維修都大為簡化。此外，摩擦銷、摩擦盤的設(shè)計都很靈活，可以適用于尺寸、結(jié)構(gòu)都不同的摩擦副的試驗，例如尺寸不同的摩擦球，不同形狀的摩擦盤。同時也設(shè)計了相應(yīng)的夾持系統(tǒng)，這充分表達(dá)了互換性設(shè)計的思想。該設(shè)計只是針對摩擦磨損試驗機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)局部進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計計算和仿真，而電氣控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的補充。致謝轉(zhuǎn)眼間又到了快畢業(yè)的時間了，短短的幾個月的畢業(yè)設(shè)計即將過去。在周教授的精心指導(dǎo)下，我們的畢業(yè)設(shè)計告一段落，導(dǎo)師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任心以及嚴(yán)于律己、待人誠懇的思想品德深深的影響著我，這不僅使我順利完成了此項設(shè)計，而且也將成為使我受益終生的珍貴財富。從課題的選擇到完成，周教授始終都給予了我耐心細(xì)致的指導(dǎo)和不懈的支持，在此謹(jǐn)向周教授致以誠摯的謝意和崇高的敬意。這次畢業(yè)設(shè)計，不僅使我穩(wěn)固了以前所學(xué)的專業(yè)知識，更讓我了解到以前未曾探索過的地方，在設(shè)計過程中，總會碰到這樣那樣的問題，雖然讓人感到焦頭爛額，但探索的過程卻又讓人心曠神怡。通過這次畢業(yè)設(shè)計我深刻認(rèn)識到自己所學(xué)知識的不廣和不精，我相信這次設(shè)計為我將來學(xué)習(xí)和工作奠定了良好的根底。在完成論文的過程中，還得到了同班同學(xué)的協(xié)助，指點。尤其在軟件畫圖方面，我們互相學(xué)習(xí)一起研究，終于掌握了CAD的各項功能，并能靈活的掌握。這讓我們都收獲頗豐。最后還要感謝我大學(xué)四年來所有的老師，是他們幫我打下了堅實的專業(yè)知識根底，此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。參考文獻(xiàn)武文忠，郝建東，蘇俊義.高溫磨損試驗機(jī)的研制.北京：試驗技術(shù)與試驗機(jī)，2002，42〔1，2〕，15～17桂長林，沈健.摩擦磨損試驗機(jī)設(shè)計的根底：Ⅰ[1].摩擦磨損試驗機(jī)的分類和特點分析。合肥：固體潤滑.1990，10〔1〕，48～55桂長林，沈健.摩擦磨損試驗機(jī)設(shè)計的根底：II摩擦磨損試驗機(jī)設(shè)計方法的研究。合肥：固體潤滑。1990，10〔2〕，120～136楊學(xué)軍，趙浩峰，趙昕月.高溫銷盤磨損試驗機(jī)的研制.太原：太原理工大學(xué)學(xué)報，2005，36〔4〕，477～479李霞，許志慶，楊永.高速摩擦磨損試驗機(jī)的總體設(shè)計.北京：中國儀器儀表，2003，19～21?？烧?，金志浩。MPX—2000型盤銷式摩擦磨損試驗機(jī)的改裝.北京：機(jī)械科學(xué)與技術(shù)。1999.18〔3〕，470～471，474何國仁，曾漢民，楊桂成.高溫摩擦磨損試驗機(jī)的研制.北京：北京：試驗技術(shù)與試驗機(jī).1991，31〔5〕，11～16王斌，蔡興旺.一種摩擦磨損試驗機(jī)的設(shè)計.北京：農(nóng)機(jī)化研究。2003，10，118～119馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2004年1月成大先.機(jī)械設(shè)計手冊〔單行本〕機(jī)械傳動.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004年1月成大先.機(jī)械設(shè)計手冊〔單行本〕機(jī)械工程材料.北京：化學(xué)工業(yè)出版社。2004年1月成大先.機(jī)械設(shè)計手冊〔單行本〕減〔變〕速器&電機(jī)與電氣.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004年1月成大先.機(jī)械設(shè)計手冊〔單行本〕連接與緊固.北京：化學(xué)工業(yè)出版社。2004年1月濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.北京：高等教育出版社.2007年8月李凱嶺，宋強.機(jī)械制造技術(shù)根底.濟(jì)南：山東科技出版社.2005年9月焦永和，董國耀.機(jī)械制圖.北京：北京理工大學(xué)出版社.2001年7月周良德、朱泗芳.現(xiàn)代工程圖學(xué).湖南：湖南科學(xué)技術(shù)出版社.2000年6月羅迎社，材料力學(xué).武漢：武漢理工大學(xué)出版社.2004年6月附錄：外文翻譯煤礦業(yè)帶式輸送機(jī)幾種軟起動方式的比擬elL.Nave,P.E.統(tǒng)一公司1800年華盛頓路匹茲堡,PA15241帶式運送機(jī)是采礦工業(yè)運輸大批原料的重要方法。從傳送帶驅(qū)動系統(tǒng)到傳送帶紋理結(jié)構(gòu)啟動力矩的應(yīng)用和控制影響著運送機(jī)的性能，壽命和可靠性。本文考查了不同啟動方法在煤礦工業(yè)帶式運送機(jī)中的應(yīng)用。簡介運行帶式運送機(jī)的動力必須由驅(qū)動滑輪產(chǎn)生，通過滑輪和傳送帶之間的摩擦力來傳遞。為了傳遞能量，傳送帶上面的張力在接近滑輪局部和離開滑輪局部必定存在著差異。這種差異在穩(wěn)定運行、啟動和停止時刻都是真實存在的。傳統(tǒng)傳送帶結(jié)構(gòu)的設(shè)計，都是根據(jù)穩(wěn)定運行情況下傳送帶的受力情況。因為設(shè)計過程中沒有詳盡研究傳送帶啟動和停止階段的受力情況，所有的平安措施都集中在穩(wěn)定運行階段〔Harrison1987〕。本文主要集中講述傳送機(jī)啟動和加速階段的特性。傳送帶設(shè)計者在設(shè)計時必須考慮控制啟動階段的加速狀況，以免使傳送帶和傳送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生過大的張力和動力〔Suttees，1986〕。大加速度產(chǎn)生的動力會給傳送帶的紋理、傳送帶結(jié)合處、驅(qū)動滑輪、軸承、減速器以及耦合器帶來負(fù)面影響。毫無控制的加速度產(chǎn)生的動力能夠引起帶式傳送機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生諸多不良問題，比方上下曲線運動、過度傳送帶提升運動、滑輪和傳送帶打滑、運輸原料的溢出和傳送帶結(jié)構(gòu)。傳送帶的設(shè)計需要面對兩個問題：第一，傳送帶驅(qū)動系統(tǒng)必須能夠產(chǎn)生啟動帶式傳送機(jī)的最小轉(zhuǎn)動力矩；第二，控制加速度產(chǎn)生動力在平安界限內(nèi)?？梢酝ㄟ^驅(qū)動力矩控制設(shè)備來完成，控制設(shè)備可以是電子手段也可以是機(jī)械手段，也可以是兩者的組合〔CEM，1979〕。本文主要闡述輸送機(jī)的開始和加速的過程。傳送帶設(shè)計師必須控制開始加速度防止過度張緊在傳送帶織品和力量在皮帶傳動系統(tǒng).強加速度力量可能有害地影響傳送帶織品，傳送帶接合，驅(qū)動皮帶輪，更加無所事事的滑輪,軸,軸承,速度復(fù)原劑,并且聯(lián)結(jié)。未管制的加速度力量可能造成皮帶輸送機(jī)有垂直的曲線的系統(tǒng)性能問題,傳送帶緊線器運動,驅(qū)動皮帶輪摩擦損失,材料溢出,并且做成花彩傳送帶織品。傳送帶設(shè)計員與二個問題被面對,皮帶傳動系統(tǒng)必須導(dǎo)致極小的扭矩足夠強有力開始傳動機(jī),和控制了這樣加速度強制是在平安限額內(nèi)。光滑開始傳動機(jī)可能由對驅(qū)動器扭矩控制設(shè)備的用途,或機(jī)械或電子,或組合的二完成(CEM1979)。軟起動結(jié)構(gòu)評估標(biāo)準(zhǔn)什么是最正確的皮帶輸送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)?答案取決于許多變量。最正確的系統(tǒng)是一個為開始,運行,和終止提供可接受的控制在合理的費用和以及高可靠性。皮帶傳動系統(tǒng)為本文我們考慮的設(shè)計方案,皮帶輸送機(jī)被電子頭等搬家工人幾乎總驅(qū)動。傳送帶"驅(qū)動系統(tǒng)"將包括多個要素包括電子原動力、電子馬達(dá)起始者以控制系統(tǒng),馬達(dá)聯(lián)結(jié)、速度復(fù)原劑、低速聯(lián)結(jié)、皮帶傳動滑輪、和滑輪閘(Cur1986)。它重要,傳送帶設(shè)計員審查各個系統(tǒng)要素的適用性對特殊申請。為本文的目的,我們假設(shè),所有驅(qū)動系統(tǒng)要素設(shè)置礦的新鮮空氣,非允許,面積,全國電子編碼,條款500防爆,礦的外表的面積。皮帶傳動要素歸因于范圍。某些驅(qū)動器要素是可利用和實用的用不同的范圍。為這論述,我們假設(shè)那皮帶傳動系統(tǒng)范圍從分?jǐn)?shù)馬力對千位的多個馬力。小驅(qū)動系統(tǒng)經(jīng)常是在50馬力以下。中型系統(tǒng)范圍從50到1000馬力。大型系統(tǒng)可能被考慮在1000馬力之上。范圍分部入這些組是整個地任意的。必須被保重抵抗誘惑對超出馬達(dá)或在馬達(dá)之下傳送帶飛行提高標(biāo)準(zhǔn)化。驅(qū)動器結(jié)果在粗劣的效率和在高扭矩的潛在,當(dāng)驅(qū)動器能導(dǎo)致破壞性超速在再生,或過度加熱以變短的馬達(dá)壽命。扭矩控制。傳送帶設(shè)計員設(shè)法限制開始的扭矩到?jīng)]有比150%運行中。限額在應(yīng)用的開始的扭矩經(jīng)常是傳送帶胴體肉、傳送帶接合、滑輪絕熱材料,軸偏折評級。在更大的傳送帶和傳送帶以優(yōu)化大小的要素,扭矩限額110%至125%是公用。除扭矩限額之外,傳送帶起始者必需限制會舒展圍繞和會導(dǎo)致旅行的波浪的扭矩增量。一個理想的開始的控制系統(tǒng)會適用于資格整個傳送帶的扭矩傳送帶休息由問題的脫離決定,或運動,然后扭矩相等與傳送帶的運動需求以負(fù)荷加上恒定的扭矩從休息加速系統(tǒng)要素的慣性對最終奔跑速度。這使系統(tǒng)臨時強制和傳送帶舒展。不同的驅(qū)動系統(tǒng)陳列變化的能力控制扭矩的申請對傳送帶休息和以不同的速度。并且,傳動機(jī)陳列裝載二個極端。一條空傳送帶正常存在最小的必需的扭矩為脫離和加速度,當(dāng)一條充分地被裝載的傳送帶存在最高的必需的扭矩。開采驅(qū)動系統(tǒng)必須是能稱應(yīng)用的扭矩從一個2/1比率為一個水平的簡單傳送帶安排,對一個10/1范圍為一個傾斜、復(fù)雜傳送帶配置文件。熱量評級在開始和運行期間,各個驅(qū)動系統(tǒng)也許消散廢熱。廢熱也許被解放在電子馬達(dá)、電子控制、,聯(lián)結(jié)、速度復(fù)原劑,或傳送帶制動系統(tǒng)。各個起始時間熱量負(fù)荷依靠相當(dāng)數(shù)量傳送帶負(fù)荷和起始時間的期限。設(shè)計員必須履行被重復(fù)的起始時間的申請需求在運行傳動機(jī)以后在全負(fù)荷。典型的開采傳送帶開始的責(zé)任變化從3到10個起始時間每時數(shù)等隔,或2到4個起始時間在連續(xù)。被重復(fù)的開始也許要求減稅或系統(tǒng)要素。有一個直接關(guān)系在熱量評級為被重復(fù)的起始時間和費用之間?？勺兯俣?。一些皮帶傳動系統(tǒng)是適當(dāng)?shù)臑榭刂崎_始的扭矩和速度,但只運行以恒定的速度。一些傳送帶申請會要求一個驅(qū)動系統(tǒng)能運行延長的期間以較不比最高速度。這是有用的當(dāng)驅(qū)動器負(fù)荷必須與其它驅(qū)動器被共享,傳送帶被使用當(dāng)處理飼養(yǎng)者為被表達(dá)的物料的費率控制,傳送帶速度被優(yōu)選為貨車使用費費率,傳送帶被使用以慢速運輸人工或材料,或傳送帶運行緩慢的檢驗或移動速度為維護(hù)目的。可變速度皮帶傳動將要求一個控制系統(tǒng)根據(jù)某一算法調(diào)控操作速度。再生或翻修負(fù)荷。一些傳送帶配置文件存在翻修傳送帶系統(tǒng)用品能量對驅(qū)動系統(tǒng)的負(fù)荷的潛在。沒有所有驅(qū)動系統(tǒng)有能力接受被重新生成的能量從負(fù)荷。一些驅(qū)動器可能接受能量從負(fù)荷和退回它到輸電線供其它負(fù)荷使用。其它驅(qū)動器接受能量從負(fù)荷和消散它入選定的動態(tài)或機(jī)械剎車的要素。一些傳送帶描出切換從開汽車對再生在運算期間。驅(qū)動系統(tǒng)可能接受有些巨大的被重新生成的能量為申請嗎?驅(qū)動系統(tǒng)控制或必須調(diào)整相當(dāng)數(shù)量減速的強制在翻修期間嗎?翻修發(fā)生當(dāng)運行和開始?維護(hù)和支持系統(tǒng)。各個驅(qū)動系統(tǒng)將要求定期預(yù)防維護(hù)?？商鎿Q的工程會包括馬達(dá)畫筆、軸承、閘填充、散逸電阻器、油,和涼水。如果驅(qū)動系統(tǒng)被設(shè)計和保守地被管理,更低的重音在可消耗導(dǎo)致更低的維修費用。一些驅(qū)動器要求支持系統(tǒng)譬如流通的油為潤滑油、冷卻空氣或水,環(huán)境塵土過濾,或計算機(jī)儀器工作。支持系統(tǒng)的維護(hù)可能影響驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性。費用驅(qū)動器設(shè)計員將審查各個驅(qū)動系統(tǒng)的費用。費用合計是第一基建本錢獲取驅(qū)動器,費用安裝和委任驅(qū)動器,費用運行驅(qū)動器,和費用的總和維護(hù)驅(qū)動器。費用使力量運行驅(qū)動器也許廣泛變化用不同的地點。設(shè)計員努力符合所有系統(tǒng)性能要求在最低的費用合計。經(jīng)常超過一個驅(qū)動系統(tǒng)也許滿足所有系統(tǒng)性能標(biāo)準(zhǔn)在競爭費用。更喜歡的驅(qū)動器安排是最簡單,譬如一個唯一馬達(dá)驅(qū)動通過一個唯一頂頭滑輪。但是,機(jī)械,經(jīng)濟(jì),和功能需求經(jīng)常需要對復(fù)雜驅(qū)動器的用途。傳送帶設(shè)計員必須平衡對優(yōu)雅的需要反對伴隨復(fù)雜系統(tǒng)的問題。復(fù)雜系統(tǒng)要求額外設(shè)計工程為成功配置。經(jīng)常被忽略的費用在復(fù)雜系統(tǒng)是培訓(xùn)人事部的費用,或停工期的費用由于缺乏的培訓(xùn)。軟起動驅(qū)動控制邏輯各個驅(qū)動系統(tǒng)將要求一個控制系統(tǒng)調(diào)控開始的機(jī)制。最共同的類型控制被使用在更小對中等大小驅(qū)動以簡單的外形被命名"開環(huán)加速度控制"。在開環(huán),控制系統(tǒng)早先被配置程序化開始的機(jī)制以被規(guī)定的方式,通常準(zhǔn)時根據(jù)。在開環(huán)控制,駕駛使用參數(shù)譬如潮流,扭矩,或速度不影響序列操作。這個方法假定,控制設(shè)計師充分地塑造了驅(qū)動系統(tǒng)表現(xiàn)在傳動機(jī)。為更大或更加復(fù)雜的傳送帶,"閉合回路"或"反響"控制