臥式推力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)；液壓系統(tǒng)；電氣控制系統(tǒng)；測(cè)試系統(tǒng)

摘要隨著水輪機(jī)組的發(fā)展，推力軸承的安全性能越來越重要，尤其是水資源的缺乏的今天。而本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的目的在于對(duì)推力軸承模擬真機(jī)的工作環(huán)境狀態(tài)，對(duì)其性能進(jìn)行危機(jī)測(cè)試，然后得出它的性能參數(shù)，以便于使用于水輪機(jī)組上。臥式推力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)比較綜合性的項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要包括了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其測(cè)試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理是利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)主電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過柱銷聯(lián)軸器拖動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。因?yàn)橹鬏S與鏡板提供鍵連接，從而可以帶動(dòng)鏡板同步運(yùn)動(dòng)。由靜壓推力軸承與推力板間的油膜進(jìn)行加載。由于推力板與軸瓦之間有相對(duì)滑動(dòng)，而且其中的潤(rùn)滑油是可以流動(dòng)的，并且具有一定的粘度，因而能使推力板與動(dòng)壓推力軸承間形成油膜，并且這樣的油膜具有一定的承載能力。通過溢流閥的調(diào)壓作用和主電機(jī)的調(diào)速性能，我們就能測(cè)得在不同的工況下的動(dòng)壓推力軸承擺動(dòng)瓦的油膜厚度、溫升和壓力等參數(shù)，再利用數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)傳感器的信號(hào)進(jìn)行綜合處理，就能得到可靠的數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：臥式推力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)；液壓系統(tǒng)；電氣控制系統(tǒng)；測(cè)試系統(tǒng)AbstractFollowtheexpansionofthehydroelectricgenerator.Thescantyopacityofthrustbearingisimportantmoreandmore.Wesetupthisplatformthatwecanoperationasifwasinatrulyenvironmentastationandwecangainitseveryfactorbyourmicroprocessoracquisitionsystem.Wecanusethesefactorsinapplications.Phonethrustbearingexperimentplatformisacomprehensiveproject.Itincludesmechanisticsystem,lubricatingsystem,hydroelectriccontrolsystem,electriccontrolsystemandsoon.Lubricatingoilisbetweentheunloadedbearingandthethrustbearing.Thisoilmembranehasthicknessandpresser.Theunloadedbearingisfollowingtheaxisrotating.Butthethrustbearingdoesnotmove.Sotheunloadedbearingmovesrelativelythebearing.Andthelubricatingoilhasviscosityanditisfollowing.Sothethrustbearinghascapacityloaded.Thisistheoperationtheoryofthisexperimentplatform.Wecanchangetheoperatingstationbyadjustedthepressureoftheoverflowingvideoradjustedtherotationcalculationsofthemainaxis.Wetesteveryfactorindifferencestation.Thesensorcansenddifferencesignalindifferencestation.Wecanusethemicroprocessordatacollectionandcanalizationsystemtodealwiththesesignals.Andwecangainthefactorsorpresser、thicknessandtemperatureofthelubricatingoilmembrane.Keywords：Pronethrustbearingexperimentplatformdesign;Hydraulicpressuresystem;Electriccontrolsystem;Testsystem;0目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 21.1課題背景 21.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 2第2章試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32.1總體設(shè)計(jì)方案 32.1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 32.1.2實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案 42.1.3加載方式 42.1.4左右導(dǎo)向軸承的形式 42.1.5主軸的拖動(dòng)形式及調(diào)速方法的選擇 42.2材料的選用 52.3軸的計(jì)算 52.4主軸的校核 62.4.1軸上零件的裝配方案 62.4.2軸徑的確定 62.5擺動(dòng)瓦動(dòng)壓軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 72.5.1擺動(dòng)瓦推力軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 72.5.2擺動(dòng)瓦的結(jié)構(gòu)形式 102.5.3軸瓦的技術(shù)要求 112.5.4鏡板的設(shè)計(jì) 112.5.5推力瓦支撐的設(shè)計(jì) 112.6靜壓推力軸承設(shè)計(jì) 122.6.1靜壓推力軸承概述 122.6.2靜壓軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 132.6.3設(shè)計(jì)計(jì)算 132.7節(jié)流器的設(shè)計(jì)計(jì)算 162.8同步齒形帶的設(shè)計(jì) 182.8.1同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 182.8.2同步帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 202.9鍵的校核 22本章小結(jié) 22第3章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 233.1加載和頂起的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 233.2靜壓推力軸承供油系統(tǒng)設(shè)計(jì) 243.4回油及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25本章小結(jié) 26第4章電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 264.1主回路的設(shè)計(jì) 264.2主機(jī)M1的控制回路設(shè)計(jì) 274.3靜壓軸承供油泵電機(jī)M2控制電路 284.4加載和頂起油泵電動(dòng)機(jī)M3的電器控制控制線路 284.5潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)M4的控制線路 294.6回油泵電機(jī)M5的控制線路 304.7主電機(jī)的選擇 304.8冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇 31本章小結(jié) 31第5章系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 315.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件 315.2測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 325.3測(cè)量實(shí)驗(yàn)需要的工具說明 325.4數(shù)據(jù)處理 32本章小結(jié) 33結(jié)論 33致謝 錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄1譯文 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄2英文參考資料 錯(cuò)誤!未定義書簽。第1章緒論1.1課題背景我國(guó)處于生產(chǎn)力高度發(fā)展的階段，解決好能源問題是生產(chǎn)力發(fā)展的重要保證。我國(guó)水利資源豐富，蘊(yùn)藏著6.8億千瓦左右的電能。因此利用水能發(fā)電是解決能源問題的一條重要途徑，水輪發(fā)電機(jī)是我國(guó)正大力發(fā)展的項(xiàng)目，用以解決我國(guó)能源短缺的問題。推力軸承是水輪機(jī)組的重要部件，是機(jī)組安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵之一。隨著水能不斷增加和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，需要高度發(fā)展的水能機(jī)組，水輪機(jī)的重量、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷增加了許多，使推力軸承的工況越來越惡劣。而且，推力軸承能否安全可靠的運(yùn)行，出了必要的理論分析和計(jì)算依據(jù)外，其機(jī)構(gòu)、制造、安裝等因素有復(fù)雜的影響。因此，推力軸承的研究是一個(gè)綜合性的問題。推力軸承的研究不外乎從理論和實(shí)踐兩發(fā)面進(jìn)行。由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，使理論研究日益深入。在實(shí)驗(yàn)方面，可以到水電站進(jìn)行真機(jī)狀態(tài)實(shí)測(cè)，但其困難程度和局限性都很大。在這種情況下，國(guó)內(nèi)兩大電機(jī)廠相繼有兩座千噸的大型推力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)建成并投入運(yùn)行。建立大型的推力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)水能發(fā)電機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)廠家來說，能進(jìn)行更接近真機(jī)狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)。但是在大實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，其周期長(zhǎng)，人力物力消耗大。因此就有必要建立小型推力實(shí)驗(yàn)臺(tái)。為建立一座實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)推力軸承進(jìn)行模擬真機(jī)的工作環(huán)境、狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)出一系列推力軸承的性能參數(shù)，有機(jī)器運(yùn)行中得到的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。得出我們所需要的參數(shù)、結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建立，將對(duì)我們進(jìn)行的潤(rùn)滑處理論分析，進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)也可以深入探討潤(rùn)滑機(jī)制和規(guī)律，研究模擬實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)踐，以及結(jié)構(gòu)、材料或者其他因素對(duì)潤(rùn)滑性能的影響?？蔀榇笮屯屏S承實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。當(dāng)然，這種小型推力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建立，還可以為研究化工、船舶等其他機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用的推力軸承服務(wù)創(chuàng)造條件。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行主體性設(shè)計(jì)，其中包括：試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)；加載和頂起設(shè)計(jì)；液壓靜壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)；電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第2章試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)包括很多方面所受的外界因素有包括很多，其中承載力大小具有很大程度上的限制這都取決于設(shè)計(jì)總要求的軸承占地面積大小來橫梁，其中試驗(yàn)臺(tái)主機(jī)的加載形式選擇也很有必要。2.1總體設(shè)計(jì)方案2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)推力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)，最大推力負(fù)荷為20噸，主軸最高轉(zhuǎn)速為1500r/pm，潤(rùn)滑為浸油式潤(rùn)滑，冷卻方式為外循環(huán)水冷卻。2.1.2實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)臺(tái)形式包括臥式和立式兩種。臥式軸承占地面積較大，安裝方便，調(diào)試容易。立式軸承占地面積較小，但安裝復(fù)雜，高度大，調(diào)試也不方便。綜合此實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)要求，宜選擇臥式。2.1.3加載方式實(shí)驗(yàn)臺(tái)主機(jī)加載形式分為液壓加載和電磁加載。電磁加載靠電磁吸力進(jìn)行加載，它的主體具體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但體積大，操作不便，發(fā)熱量大，線圈易燒毀，升溫快，不利于潤(rùn)滑，為保證不影響承載能力，必須加強(qiáng)冷卻，帶來諸多不便。液壓加載主要由液壓油進(jìn)行加載，液壓加載需要一整套液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但它加載穩(wěn)定，操作方便。使用壽命長(zhǎng)，發(fā)熱量小，對(duì)潤(rùn)滑溫升影響小。所以，選擇液壓加載作為本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的加載方法符合要求。液壓加載按部位分為中部加載和端部加載。中部加載是由環(huán)形中空油缸套在主軸上，將壓力加到主軸上。在這種情況下，主軸將受到拉伸作用，對(duì)軸的強(qiáng)度要求高，環(huán)形油缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，由于需要卸瓦，需一個(gè)頂起油缸。這樣，既增加了實(shí)驗(yàn)臺(tái)總體尺寸，安裝也不方便。端部加載時(shí)在主軸端部用圓柱形油缸的運(yùn)動(dòng)來加載，圓柱形油缸運(yùn)動(dòng)，通過柱塞和中間部件把載荷加到鏡板上，是主軸受益軸向壓力，由于主軸設(shè)計(jì)為可移軸向滑動(dòng)，故主軸軸向基本不受力，只因與鏡板通過鍵聯(lián)接，軸受扭矩作用。頂起油缸和加載油缸可做在一起，使主體結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，圓柱形柱塞缸的加工和安裝方便。綜上所述，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選擇液壓端部加載。2.1.4左右導(dǎo)向軸承的形式實(shí)驗(yàn)臺(tái)主機(jī)的主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在主軸的兩端必須有導(dǎo)向軸承，保證主軸旋轉(zhuǎn)精度，因?yàn)橹鬏S可以滑動(dòng)，所以導(dǎo)向軸承的軸承套必須是滑動(dòng)的，這樣就容易產(chǎn)生間隙，影響主軸的旋轉(zhuǎn)精度，為了消除這種影響，可在軸承套的滑動(dòng)面間安裝滾珠體，以滾珠來調(diào)節(jié)，消除間隙的影響，這樣可保證主軸的旋轉(zhuǎn)精度和滑動(dòng)要求。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的導(dǎo)向軸承選用滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承的安裝、更換方便，雖然轉(zhuǎn)換精度不如滑動(dòng)軸承，但在小型主機(jī)上運(yùn)行情況良好。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)為20噸負(fù)載，且為臥式，所以可采用滾動(dòng)軸承為導(dǎo)向軸承，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用雙向向心推力球軸承。2.1.5主軸的拖動(dòng)形式及調(diào)速方法的選擇本實(shí)驗(yàn)臺(tái)是由電機(jī)通過聯(lián)軸器直接拖動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，由于本實(shí)驗(yàn)臺(tái)要測(cè)試不同轉(zhuǎn)速下軸承的性能參數(shù)，所以選擇直流電機(jī)。聯(lián)軸器選用彈性柱銷聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器通過蛹狀的彈性套來傳遞轉(zhuǎn)矩，故可緩沖、減震。彈性套的材料用耐油橡膠。電機(jī)選用Z3系列直流電動(dòng)機(jī)，它具有飛輪轉(zhuǎn)速小，調(diào)速范圍寬等特點(diǎn)，并且能適應(yīng)可控硅電源的需要。為了提高調(diào)速精度，選用可控硅調(diào)速系統(tǒng)為調(diào)速方式。用可控硅進(jìn)行調(diào)速，要有一定的反饋量，通過調(diào)速系統(tǒng)，對(duì)轉(zhuǎn)速中出現(xiàn)的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，它的反應(yīng)速度快，效率高。2.2材料的選用本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主軸用以旋轉(zhuǎn)鏡板，要求承受一定的轉(zhuǎn)矩，同時(shí)主軸可以滑動(dòng)，基本不受軸向載荷，故對(duì)其強(qiáng)度要求較高，而韌性要求不太高，故可以用45＃調(diào)質(zhì)鋼。經(jīng)過熱處理，可以顯著提高材料的機(jī)械性能；提高耐磨強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度等；加強(qiáng)切削加工性能，提高加工表面精度；減小淬火時(shí)的變形和開裂；獲得良好的綜合機(jī)械性能；2.3軸的計(jì)算由于主軸只受扭矩，彎矩對(duì)主軸的影響較小，則可以按扭矩計(jì)算軸徑。另外，考慮到頸截面偏轉(zhuǎn)角度超過限度，將使滑動(dòng)軸承和軸頸發(fā)生邊緣接觸，造成不均勻磨損和過度發(fā)熱，所以同時(shí)考慮偏轉(zhuǎn)角θ≤[θ].1．按扭矩計(jì)算軸徑：(2-1)因?yàn)锳=118，P=22KW，n=1500r/min所以d=118×=28.88mm由于最小尺寸聯(lián)軸器處有兩個(gè)鍵，軸應(yīng)增大7%～15%。所以d=31.19mm圓整為：d32mm。2．按偏轉(zhuǎn)角θ計(jì)算軸徑：極慣性矩θ=×(2-2)得出EQ。取=48mm為主軸的最小直徑。2.4主軸的校核此實(shí)驗(yàn)中主軸主要受扭轉(zhuǎn)作用，應(yīng)在最小徑處校剪應(yīng)力和最大扭轉(zhuǎn)角。聯(lián)軸器處主軸的直徑最小，所以此處1．剪應(yīng)力查表所以合格。2．最大扭轉(zhuǎn)角(2-3)對(duì)于45號(hào)鋼所以主軸安全。2.4.1軸上零件的裝配方案選取軸與鏡板聯(lián)接處軸直徑為90mm。鏡板右側(cè)直接連接推力瓦。左側(cè)由靜壓推力軸承承受推力，推力瓦由平衡缸支撐，平衡缸右側(cè)連接支撐底盤，向平衡缸送油。靜壓推力軸承左側(cè)由導(dǎo)向軸承外圈定位。導(dǎo)向軸承左側(cè)由小圓螺母來定位和調(diào)整，主軸的外伸出端由導(dǎo)向鍵和聯(lián)軸器相連。2.4.2軸徑的確定鏡板的右側(cè)直接與軸瓦相連，沒有其他元件定位，只能用軸肩定位，初定為110mm。環(huán)右側(cè)必須由軸肩定位，初定為83mm，左側(cè)的軸承內(nèi)圈也用d=83mm這段軸肩來定位。選擇這段軸徑為70mm，小圓螺母（左側(cè)）宜選M65×2，小圓螺母于軸承的軸徑應(yīng)留一段空間，以便調(diào)整。平衡缸支撐底盤用型密封圈進(jìn)行密封。初取d=120mm。軸承選擇內(nèi)徑為60mm的雙向向心推力球軸承。軸承左側(cè)為減小軸承尺寸，軸承與支撐底盤間有一段軸承過度，取d=75mm。d=75mm的軸肩定位，右側(cè)用M52×1.5的小螺母定位。最右端外升部即d=48mm的軸與聯(lián)軸器相連。各段軸向長(zhǎng)度由后面各個(gè)零件設(shè)計(jì)時(shí)確定。2.5擺動(dòng)瓦動(dòng)壓軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算為了在滑動(dòng)面間形成液壓油膜，以便于得到必要的承載能力，在軸承和軸瓦之間必須做出楔形間隙。構(gòu)成油膜辦法有：1.將軸瓦表面制成斜面或階梯面；2.使軸瓦能繞某軸線自由擺動(dòng)，即擺動(dòng)瓦推力軸承；液壓推力軸承屬于多油楔軸承，承載能力為各個(gè)單油膜楔承載之和。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)所使用軸瓦為扇形擺動(dòng)瓦。固定瓦軸承因瓦面斜率的固定，所以這種軸承不適合工況變動(dòng)較大的機(jī)器，階梯瓦適用于輕載軸承，擺動(dòng)瓦的支撐除應(yīng)滿足要求外，還應(yīng)力求工藝簡(jiǎn)單和安裝調(diào)整容易。此外，由于擺動(dòng)瓦推力軸承的瓦面斜率能隨工況的變動(dòng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)，且在全部工作范圍維持設(shè)計(jì)狀態(tài)，所以選用擺動(dòng)瓦對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)較為合適。2.5.1擺動(dòng)瓦推力軸承設(shè)計(jì)計(jì)算1．軸承內(nèi)外徑和填充系數(shù)K取軸承內(nèi)徑大于軸徑，內(nèi)徑取，cm。根據(jù)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)：查得為軸承載荷；為許用壓強(qiáng)MPa;為填充系數(shù)，是瓦塊平均周長(zhǎng)之和與軸承平均圓周長(zhǎng)之比，過大，由一塊排出熱油移進(jìn)入下一塊，使瓦溫和進(jìn)油溫度提高，影響承載能力。初取=0.7。一般軸承內(nèi)，外徑比常取1.5～2.5，D由結(jié)構(gòu)決定。稍大于軸徑，初取；（2-4）則核算偏大。在修正，代入得d=300mm。核算，在1.5～2.5之間，合適。2．瓦面數(shù)和寬長(zhǎng)比瓦面數(shù)Z一般最小取3塊，常為6-12塊，塊數(shù)增多增加安裝困難，調(diào)整也不方便，同時(shí)也降低承載能力，一般為偶數(shù)塊，寬長(zhǎng)比為獲得較高承載能力或較大的最小油膜厚度，要使寬長(zhǎng)比,受載后瓦面延瓦長(zhǎng)L方向的少量撓曲（指瓦面中部凸起，凸度不超過0.5-1倍，最小油膜厚度時(shí)）以提高軸承的承載能力，而沿瓦寬B方向的撓曲要降低承載能力，所以從瓦面受載變形出發(fā)，使B小于L比較有利，當(dāng)溫升較高時(shí)，宜?。?,常用的寬長(zhǎng)比。為減少撓曲變形的影響，應(yīng)使瓦塊總厚度大于（0.25-0.5）B。希望油膜厚度較厚和摩擦系數(shù)較低時(shí)宜取，或稍大于1。瓦面寬：（2-5）其中B為瓦面寬（cm）；D為軸瓦外徑；為瓦內(nèi)徑；瓦面數(shù)：（2-6）得代入：瓦面長(zhǎng)：寬長(zhǎng)比：3．瓦面包角θ：θ（2-7）代入得：θ4．溫壓力△t△t（2-8）其中為無量綱，由圖查取；為擺動(dòng)瓦端泄露比，由查??；為擺動(dòng)瓦進(jìn)油量系數(shù)，無量綱。軸承的平均工作溫度，將上式改寫為（2-9）將稱為溫升系數(shù)見圖平均取，則（2-10）從圖中：按最優(yōu)條件曲線中EQ的情況。支點(diǎn)位置系數(shù)在查圖查相應(yīng)溫升系數(shù)：平均壓強(qiáng)：滿足在28～30之間的要求所以合適。平均溫度：5．最小油膜厚度考慮到制造工藝和安全性運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，建議取最小油膜厚度前者適用于中等尺寸軸承，后者適用于大型軸承。潤(rùn)滑油用30號(hào)汽輪機(jī)油，查表11-22中，平均調(diào)速軸承特性系數(shù)查表與=0.6對(duì)應(yīng)的最小油膜厚度系數(shù)：最小油膜厚度所以合格。6．功耗和流量查得所以摩擦系數(shù)功耗查得擺動(dòng)瓦進(jìn)油量系數(shù)總供油量2.5.2擺動(dòng)瓦的結(jié)構(gòu)形式水輪機(jī)組中使用普通擺動(dòng)瓦結(jié)構(gòu)，因此本實(shí)驗(yàn)臺(tái)也選用普通扇形結(jié)構(gòu)。在鑄造的鋼坯表面上作出燕尾形溝，然后澆鑄軸承合金，鋼背和巴氏合金材料的結(jié)合，用于高壓力、高轉(zhuǎn)速及沖擊載荷中，軸承合金的減磨性超過了其他所有減磨材料，但在機(jī)械強(qiáng)度方面卻比青銅、鑄鐵低很多。2.5.3軸瓦的技術(shù)要求對(duì)于具有燕尾的槽的普通瓦表面光潔度就達(dá)到要求接觸點(diǎn)達(dá)到每平方米4-5個(gè)，瓦周圍修出2R圓角。進(jìn)油邊修出楔形斜形，有利于啟動(dòng)進(jìn)油膜的形成，為了減小軸瓦浸油和出油的流體阻力，一般在外徑右上角和內(nèi)徑的右下角切出一塊，然后修成圓弧形或雙曲線形。2.5.4鏡板的設(shè)計(jì)鏡板（見圖2-1）是推力軸承的關(guān)鍵部件，當(dāng)主軸帶動(dòng)鏡板旋轉(zhuǎn)時(shí)，油膜厚度只有0.03-0.07mm，因此要求鏡板有較高的光潔度和精度，如果表面光潔度不高，則帶來較高的磨損損耗，如果鏡板表面有傷痕或硬點(diǎn)，特別是鏡面表面有傷痕和硬點(diǎn)，則會(huì)造成油膜破壞甚至燒壞。鏡板上下表面是平面，其平行度影響實(shí)驗(yàn)臺(tái)安裝后的精度和調(diào)整，以及運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)度。圖2-1鏡板鏡板材質(zhì)：45＃鍛鋼設(shè)計(jì)要求：1．要求機(jī)械性能和化學(xué)性能必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；2．檢驗(yàn)此鍛體時(shí)，應(yīng)檢測(cè)平面硬度，其值約為180-230HB，上下鏡面的硬度不超過30HB。2.5.5推力瓦支撐的設(shè)計(jì)常見的支撐結(jié)構(gòu)有很多種，如徑向背棱剛性支撐、鋼球式剛性支撐、彈性瓦、橡皮墊支撐、彈簧支撐、平衡缸支撐等多種多樣，對(duì)各種支撐方式進(jìn)行分析比較。綜合考慮，采用平衡缸支撐符合本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的要求。平衡缸支撐每塊瓦放在一個(gè)小的平衡缸油塞上，油缸內(nèi)充滿油并與油管相連，當(dāng)外載荷出現(xiàn)變化時(shí)，活塞位移變化，油壓傳遞后，使各缸出現(xiàn)新的平衡，制造工藝簡(jiǎn)單，油缸和活塞之間用形密封圈，并配一套泄露報(bào)警系統(tǒng)和補(bǔ)油裝置，油缸底面積小，高度只有5-10mm，當(dāng)出現(xiàn)新的泄露時(shí)，不會(huì)致使高度急劇變化。平衡缸設(shè)計(jì)油缸由帶一定曲率半徑的頭部來頂起軸瓦，使軸瓦處于平衡狀態(tài)。初取活塞頭部曲率半徑R=10mm計(jì)算活塞頭部的接觸應(yīng)力（2-11）其中F為活塞負(fù)荷；E為鋼的彈性模量，取為活塞直徑的確定每個(gè)平衡缸分別由推力計(jì)算做功，可以認(rèn)為是各油缸的合力支撐負(fù)荷。初取油缸內(nèi)平均工作壓力為P=8MPa（2-12）其中D為活塞直徑（m）；為活塞支持力（N）；P為平衡缸工作壓力（）；代入數(shù)值平衡缸活塞用密封很好的形密封圈，此密封圈為標(biāo)準(zhǔn)件，因此應(yīng)圓整的方法圓整活塞直徑D=70mm。由式（2-3）平衡缸實(shí)際工作壓力：2.6靜壓推力軸承設(shè)計(jì)2.6.1靜壓推力軸承概述為適應(yīng)低速重載或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的摩擦副保持運(yùn)轉(zhuǎn)靈活且摩擦小，應(yīng)采用流體靜壓軸承支撐是依靠外界供給一定的壓力油而形成負(fù)載油膜。不論在極低速，還是高速情況下，均能保證被支撐件和支撐件處于完全液體摩擦狀態(tài)，不會(huì)有干摩擦產(chǎn)生。按供油方式不同，靜壓軸承分恒壓供油和恒流量供油兩種。恒壓供油靜壓軸承供油系統(tǒng)主要由三部分組成：軸承部分、節(jié)流部分和供油裝置。常用的節(jié)流器有固定節(jié)流器和變節(jié)流器。此實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用定壓供油方式。靜壓支撐兩項(xiàng)主要性能指標(biāo)是承載能力和支撐剛度。所謂承載能力是指在一定油膜厚度下和被支撐件之間處于摩擦狀態(tài)。所謂支撐剛度是指油膜抵抗載荷變化的能力。其他性能指標(biāo)還包括流量、油泵功率以及油溫升等。2.6.2靜壓軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平面推力靜壓軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用：環(huán)形油腔式它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，但只能承受軸向中心載荷，抗傾覆力矩能力差。主要用于傾覆力矩由徑向軸承承受的一般推力軸承。多腔式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工困難，但受軸向偏心載荷大，抗傾覆力矩能力好，主要用于大型推力軸承。油腔數(shù)目：由于加工等方面造成的誤差，止推軸承還要受負(fù)載引起的較大的傾覆力矩，可以使用帶徑向回油槽的軸承，油腔數(shù)目越多，抗傾覆力矩的能力越好，但超過6個(gè)，抗傾覆能力的調(diào)高不明顯。為了得到較大的抗傾覆能力，不論油腔數(shù)目的多少，應(yīng)使它所受的壓力中心位于較大的半徑上。油腔徑向?qū)挾瓤蓽p小，而增加同向弧形長(zhǎng)度，得到較大有效承載面積?？傮w來說，軸承較大又有負(fù)載時(shí)，以6個(gè)油腔為宜（見圖2-2）。2.6.3設(shè)計(jì)計(jì)算已知：1．有效承載面積2．支撐流量系數(shù)3．最大載荷系數(shù)；初定=0.54．壓力比初定=0.55．壓力比系數(shù)a6．閥控制系數(shù)：使用雙面薄膜節(jié)流器。7．供油壓力圓整取=1208．最大位移率初取0.1，則9．設(shè)計(jì)間隙=（1.1-1.2），取=0.04mm。10．最大位移量11．最小位移率12．徑向油腔系數(shù)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)臺(tái)為平面油腔，所以13．油膜壓力14．承載能力15．運(yùn)動(dòng)速度16．摩擦面積17．設(shè)計(jì)平均溫度因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)臺(tái)速度較大，適取18．潤(rùn)滑油牌號(hào)：選用30號(hào)汽輪機(jī)油在下，壓強(qiáng)為19．油腔流量20．泵功耗21．摩擦力22．摩擦功耗23．計(jì)算功耗比k校核：所以正確。圖2-2靜壓推力軸承2.7節(jié)流器的設(shè)計(jì)計(jì)算定壓供油式靜壓支撐的節(jié)流器，按其液阻在支撐工作過程中是否隨載荷變化而變化的特點(diǎn)，可分為固定節(jié)流器和可變節(jié)流器。常用的可變節(jié)流器有毛細(xì)管節(jié)流器和小孔節(jié)流器。常用的可變節(jié)流器有薄膜節(jié)流器、滑閥節(jié)流器、錐型閥門節(jié)流器、牛板節(jié)流器以及扭盤節(jié)流器，內(nèi)部節(jié)流器，階梯節(jié)流器等。可變節(jié)流器中流動(dòng)狀態(tài)為層流，液阻隨著載荷的變化而做相反的變化。以達(dá)到反饋?zhàn)饔?，油膜承載壓力差依靠油膜出油液阻以及節(jié)流器液阻聯(lián)合變化，節(jié)流器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用調(diào)整節(jié)流器比較容易，薄膜節(jié)流器適用于各種精度要求高的大型機(jī)床，滑閥節(jié)流器用于載荷變化較大的大型或重型機(jī)床，內(nèi)部節(jié)流器用于節(jié)流安裝有困難的中小型機(jī)床。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用雙面薄膜節(jié)流器。它是依靠由直徑的圓臺(tái)構(gòu)成的環(huán)形面積與厚度為T的彈性薄膜片間的間隙h實(shí)驗(yàn)節(jié)流，按同一薄膜控制油腔數(shù)目，分為單面薄膜節(jié)流器和雙面薄膜節(jié)流器。膜結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)決定了節(jié)流器的性能。薄膜節(jié)流器是利用載荷變動(dòng)時(shí)引起彈性薄膜的變化，從而改變節(jié)流器的液阻進(jìn)一步加大油腔壓力差平衡載荷，并使軸恢復(fù)到原位的趨勢(shì)。1.結(jié)構(gòu)尺寸的確定薄膜直徑：圓臺(tái)外徑：圓臺(tái)內(nèi)徑：2．薄膜面積3．薄膜面積中間隙4．薄膜最大變形5．薄膜剛度6．薄膜厚度t7．節(jié)流比和滾組比壓力，且EQ。所以。又因?yàn)?，所以?．流量9．設(shè)計(jì)狀態(tài)液阻受載腔：背載腔：10．驗(yàn)算流態(tài)條件：應(yīng)滿足代值運(yùn)算所以滿足條件。2.8同步齒形帶的設(shè)計(jì)因?yàn)樾枰獪y(cè)速，所以應(yīng)用一定的轉(zhuǎn)送裝置將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)到測(cè)速裝置。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用同步齒形帶，它綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。同步齒形帶安裝時(shí)，中心距要求嚴(yán)格，主要應(yīng)用于傳動(dòng)比要求準(zhǔn)確的中小功率傳動(dòng)。為了總體上減小實(shí)驗(yàn)臺(tái)的尺寸，以及使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，將主動(dòng)輪直接加工在聯(lián)軸器的主動(dòng)端。同步齒形帶的優(yōu)點(diǎn)是瞬時(shí)傳動(dòng)比不變。2.8.1同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算1．計(jì)算功率此實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行測(cè)速，由同步帶將轉(zhuǎn)速傳到測(cè)速電動(dòng)機(jī)，取較小的P值，初取P=0.2KW為工況系數(shù)（2-13）查書，取=1.0。2．模數(shù)的確定因?yàn)橥綆⑥D(zhuǎn)速傳遞到測(cè)速電機(jī)，所以帶的傳動(dòng)比為1，帶輪轉(zhuǎn)速為1500r/pm為提高帶的撓曲線增加嚙合齒數(shù)，應(yīng)選擇較小的模數(shù)值。根據(jù)在聯(lián)軸器的制動(dòng)端加工帶輪，所以只選帶輪主動(dòng)端的直徑為帶輪齒頂園的最大直徑。半聯(lián)軸器主動(dòng)端的直徑為D=80mm則其中為帶線到齒根距離；由得取。所以4．模數(shù)的確定因?yàn)樗?．帶轉(zhuǎn)速所以合適（m=1.5,）。6．初定中心距，根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，初取中心距7．帶長(zhǎng)及齒數(shù)查得標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)。齒數(shù)z=140。8．實(shí)際中心距：為了保持帶的張緊力，次傳動(dòng)副的中心距應(yīng)為可調(diào)整的，則（2-14）代入得：9．帶輪嚙合齒數(shù)所以合適。10．單位寬度的離心拉力（2-15）其中q為帶的單位寬度上的線密度kg/mm；查手冊(cè)q=1.8kg/mm11．帶寬（2-16）其中嚙合齒數(shù)系數(shù)，；為傳動(dòng)比系數(shù)，查手冊(cè)，。所以得為了傳動(dòng)平穩(wěn)，準(zhǔn)確，查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值12．作用在軸上的力2.8.2同步帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算同步齒形的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是限制單位帶寬上的推力，嚙合齒數(shù)很少時(shí)，還需要考慮到帶寬的剪斷和壓饋。選擇同步齒形帶的齒形為階梯為保證帶與帶輪的正確嚙合，兩者節(jié)距和齒形角應(yīng)相同，輪齒應(yīng)以切出直線輪廓的刀具。也可以用標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪刀具（8號(hào)齒輪銑刀、滾刀）加工，此時(shí)徑向間隙為c+0.4mm（8號(hào)齒輪銑刀）或c+0.45mm(滾刀)和由刀具決定。帶輪中影響傳動(dòng)性能的主要因素是節(jié)距誤差，為保證其精度，宜用滾切加工方法。齒形公差和粗糙度：齒頂圓：；徑向跳動(dòng)：；錐度偏差：每毫米輪齒寬不超過；周節(jié)累積誤差的公差：齒形角誤差：；軸孔直徑偏差：取H7；齒頂圓和齒面粗糙度：取即；同步齒形帶個(gè)相關(guān)參數(shù)見表2-1。表2-1同步齒形帶中個(gè)相關(guān)參數(shù)計(jì)算項(xiàng)目符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果齒形角α節(jié)距ＰP=4.17節(jié)圓直徑ｄ79.5頂圓直徑78.75頂圓齒距Pa4.67齒側(cè)間隙J查表10-31j=0.40.4徑向間隙C查表10-310.55續(xù)表頂圓齒槽寬2.56齒槽深H1.45根圓直徑75.85根圓齒槽寬1.5根圓角半徑0.5頂圓角半徑0.225輪齒寬BB=b+(3-10)mm202.9鍵的校核此試驗(yàn)臺(tái)的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)通過鍵接到傳動(dòng)鏡板上，要求鍵聯(lián)接的對(duì)中性較好，鍵處于軸中部，聯(lián)接于軸上的鏡板不需要沿軸移動(dòng)，對(duì)軸上的零件不起軸向固定作用。綜上所述，采用平鍵聯(lián)接。為此平鍵要滿足鏡板厚度的影響，所以不能按標(biāo)準(zhǔn)選取，應(yīng)特殊制造。考慮到平鍵的強(qiáng)度和抗扭矩的影響力，采用雙鍵在同一輪轂處相隔了布置，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵的強(qiáng)度按1.5個(gè)鍵校核。此平鍵所傳遞的扭矩為：其中為鍵傳遞的扭矩；N為鍵聯(lián)接所需傳遞的功率（W）；n為軸的轉(zhuǎn)速；對(duì)于單鍵，按工作面的平均擠壓應(yīng)力計(jì)算：其中為許用擠壓應(yīng)力查表8-3，取=120MPa。k為鍵與輪轂的接觸高度=；l為鍵的工作長(zhǎng)度；d為軸的直徑；h為鍵的高度；所以本章小結(jié)本章主要對(duì)臥式推力軸承試驗(yàn)臺(tái)的總體方案進(jìn)行擬定。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇設(shè)計(jì)方案。對(duì)其加載方式、導(dǎo)向軸承的形式、調(diào)速方法等進(jìn)行選擇和確定。并且對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括材料、裝配方案以及軸、軸徑、擺動(dòng)瓦動(dòng)壓軸承等的計(jì)算，還有擺動(dòng)瓦的結(jié)構(gòu)形式，技術(shù)要求，鏡板的設(shè)計(jì)，推力瓦支撐的設(shè)計(jì)，靜壓推力軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算等。第3章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)主要為液壓操控系統(tǒng)，為滿足各實(shí)驗(yàn)需要，我們應(yīng)將試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行液壓方面設(shè)計(jì)，包括完成相應(yīng)各動(dòng)作之間的相互協(xié)調(diào)配合。3.1加載和頂起的系統(tǒng)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)臺(tái)為往復(fù)驅(qū)動(dòng)，所以選用30號(hào)汽輪機(jī)油，汽輪機(jī)油在高溫下有抗空氣氧化性，與混入的水分能迅速完全分離，有較高的抗氧化性，比機(jī)械油純凈。在此系統(tǒng)前加一濾油器，以提高油的純度，防止外界雜質(zhì)混入。因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)臺(tái)加載和頂起油缸混作在一起，所以可用一個(gè)三位四通電磁閥來實(shí)現(xiàn)兩種狀態(tài)的變化（見圖3-1）。圖3-1頂起和加載油路系統(tǒng)1.精濾油器2.變量泵3.電動(dòng)機(jī)4.三位四通電磁閥5.溢流閥6.調(diào)速閥7.單向閥8.行程開關(guān)9.壓力表閥的狀態(tài)為中性時(shí)，起卸荷作用；當(dāng)另兩個(gè)位態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，實(shí)現(xiàn)加載和頂起的環(huán)節(jié)，在本實(shí)驗(yàn)中，加載不能過大，所以應(yīng)用溢流閥來調(diào)節(jié)控制最大的加載載荷，使回路安全可靠。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的加載速度也不可以過大，利用調(diào)速閥來實(shí)現(xiàn)，以防止回路產(chǎn)生沖擊。用壓力表來顯示加載壓力，便于觀察、調(diào)節(jié)。3.2靜壓推力軸承供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求保證在一定復(fù)雜工作溫度范圍內(nèi)，提供所需壓力和流量的潤(rùn)滑油，要求壓力脈動(dòng)不能太大，常為3%左右；要有一定的安全保護(hù)措施，防止出現(xiàn)某些意外因素造成油路故障，而損壞推力靜壓軸承；良好的散熱和控溫；確保潤(rùn)滑油清潔無雜物；占地面積盡量小。圖3-3潤(rùn)滑油及平衡缸供油油路系統(tǒng)1.粗濾油器2.油泵3.電動(dòng)機(jī)4.溢流閥5.二位二通電磁閥6.單向閥7.調(diào)速閥8.壓力表9.精濾油器10.節(jié)流閥供油速度不能過大，以防止有較大的沖擊力，同靜壓止推軸承類似。此系統(tǒng)由于需要很高的潤(rùn)滑油清潔度，所以需加精濾油器。在平衡缸供油系統(tǒng)中，使用一個(gè)二位二通電磁閥。此時(shí)電磁閥不得電，油路中斷；當(dāng)主機(jī)工作需供油時(shí)，電磁閥得電，油路接通，向平衡缸供油。加一個(gè)調(diào)速閥控制平衡缸活塞不要頂起過快（見圖3-3）。3.4回油及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)需要兩個(gè)油箱，一個(gè)主油箱，一個(gè)回油箱，在從回油箱回到主油箱的過程中，要通過一個(gè)冷卻器，使油的溫度降低，防止油過熱，破壞軸承，一般回油箱的雜質(zhì)較多，所以用精濾油器過濾（見圖3-4）。圖3-4回油及冷卻供油油路系統(tǒng)1.回油箱2.粗濾油器3.油泵4.電動(dòng)機(jī)5.電動(dòng)機(jī)冷卻器6.主油箱本章小結(jié)對(duì)主軸進(jìn)行加載，使載荷傳到推力軸上，需求加載穩(wěn)定，不產(chǎn)生沖擊力，而且載荷應(yīng)能調(diào)節(jié)；因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)臺(tái)是對(duì)推力軸承進(jìn)行測(cè)試，所以需要經(jīng)常換瓦，因此要將主軸和鏡板托起一段，要求；為靜壓推力軸承供油，要求一定的壓力值；用來支撐的平衡缸的液壓油有泄露的可能，所以需要及時(shí)向其補(bǔ)油，使其保持應(yīng)有的承載力；向推力軸承提供潤(rùn)滑油。第4章電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要具有主回路電氣原理圖以及相應(yīng)負(fù)載力的電機(jī)原理圖，本章主要為闡述各電機(jī)電氣原理部分。4.1主回路的設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)中，特別是液壓系統(tǒng)中有許多電磁閥來控制油路的通閉，相應(yīng)的有一個(gè)電氣控制系統(tǒng)電磁閥的開閉順序，包括加載、頂起、提供潤(rùn)滑油、向靜壓軸承供油、向平衡缸供油等。主拖動(dòng)電機(jī)、靜壓泵電機(jī)、加載和頂起泵電機(jī)的供油壓力和載荷應(yīng)有過載保護(hù)；因主機(jī)需在不同載荷、不同轉(zhuǎn)速下試驗(yàn)，所以主拖動(dòng)電機(jī)需進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，采用可控硅直流調(diào)速系統(tǒng)；進(jìn)行熱保護(hù)。主電機(jī)靜壓泵電機(jī)加載和頂起電機(jī)潤(rùn)滑泵電機(jī)回油泵電機(jī)圖4-1主回路系統(tǒng)本系統(tǒng)用熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5分別對(duì)M1、M2、M3、M4、M5進(jìn)行過載保護(hù)，用FU1、FU2、FU3、FU4、FU5對(duì)五個(gè)電機(jī)進(jìn)行熱保護(hù)，由電源QS引入電流，由接觸器開關(guān)KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分別控制電機(jī)的開閉（見圖4-1）。4.2主機(jī)M1的控制回路設(shè)計(jì)開機(jī)時(shí)，主電機(jī)必須在M2、M3啟動(dòng)后才能啟動(dòng)；停機(jī)時(shí)，主機(jī)必須在加載卸荷后才能停機(jī)1SB-1、2SB-2分別控制主電機(jī)的起停。接觸器KM1與控制按鈕組成了起?？刂凭€路。中間繼電器常閉觸頭K4對(duì)主機(jī)的停機(jī)進(jìn)行互鎖，只有停止加載K4失電，主電機(jī)才能關(guān)閉。常開的接觸器觸頭K1、K2對(duì)已知的啟動(dòng)進(jìn)行互鎖，只有潤(rùn)滑泵電機(jī)、靜壓泵電機(jī)以及平衡缸共有本電機(jī)啟動(dòng)以后，主機(jī)才能啟動(dòng)（見圖4-2）。操作過程：當(dāng)靜壓泵工作，軸承供油和潤(rùn)滑供油后，按下1SB-2，KM1線圈得電，接觸器常開觸頭閉合，M1啟動(dòng)：當(dāng)加載卸荷后，按下1SB-1，接觸KM1線圈失電，常開觸頭KM1打開，M1停機(jī)。圖4-2主機(jī)M1的控制回路系統(tǒng)4.3靜壓軸承供油泵電機(jī)M2控制電路只有主電機(jī)M1停止時(shí)，才能關(guān)閉靜壓泵電機(jī)M2；靜壓軸承應(yīng)能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制，使人們可以試驗(yàn)前進(jìn)行檢查。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止分別由常開常閉按鈕開關(guān)2SB-1、2SB-2控制接觸器KM2與控制按鈕組成自鎖的起?？刂凭€路。1SB-3來控制電磁閥得電，1SB-3得電由中間繼電器K1將信號(hào)傳遞到電磁閥開關(guān)1DT。中間繼電器KM1也和控制按鈕組成控制線路。1SB-4對(duì)靜壓軸承供油進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。接觸器KM1的常開觸頭對(duì)KM2停止進(jìn)行互鎖（見圖4-3）。操作過程：按下按鈕2SB-2電路接通。接觸器KM2得電，常開觸頭KM2閉合，對(duì)電動(dòng)機(jī)開啟進(jìn)行互鎖，M2啟動(dòng)，油泵起動(dòng)。按下1SB-3中間繼電器K1的常開觸頭閉合，一方面對(duì)K1進(jìn)行互鎖，另一方面使1DT得電，電磁閥接觸，向靜壓軸承供油。按下1SB-4對(duì)1DT進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制，1DT得電，松開1SB-4，1DT失電，當(dāng)主電機(jī)停轉(zhuǎn)后，按下2SB-1，KM2失電，電動(dòng)機(jī)M2失電停止。圖4-3靜壓軸承供油泵電機(jī)M2控制回路系統(tǒng)4.4加載和頂起油泵電動(dòng)機(jī)M3的電器控制控制線路當(dāng)主軸達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)，才能開始加載；頂起泵只能在其他泵停止工作后才能進(jìn)入工作；加載和頂起油缸應(yīng)能分別進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。圖4-4加載和頂起供油泵電機(jī)M3控制回路系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)M3的起停由按鈕開關(guān)5SB-1、5SB-2控制。接觸器KM3與控制按鈕組成自鎖的起?？刂凭€路。按鈕開關(guān)4SB-3控制電磁閥的換位，中間繼電器K4將信號(hào)傳遞給4DT，K4也與控制按鈕組成自鎖控制線路。4SB-4對(duì)加載進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。接觸器KM2、KM4的常閉觸頭對(duì)頂起進(jìn)行互鎖控制。停止頂起也有行程開關(guān)ST3控制，6SB-1控制頂起線路的開閉，由中間繼電器K5來傳遞信號(hào)。6SB-2對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制（見圖4-4）。操作說明：按下5SB-2，接觸器KM3常開觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)主軸達(dá)到一定的位置時(shí)，壓下行程開關(guān)ST3，K5失電，K5的常開觸點(diǎn)斷開，5DT失電，頂起線路斷開，按下5SB-1，電機(jī)M3停機(jī)。4SB-4、6SB-2分別對(duì)加載和頂起進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。4.5潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)M4的控制線路只有當(dāng)主電機(jī)停轉(zhuǎn)之后，才能關(guān)閉潤(rùn)滑泵電機(jī)M4；潤(rùn)滑泵供油應(yīng)能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制；向平衡缸供油時(shí)，應(yīng)停止加載。電動(dòng)機(jī)起停按鈕開關(guān)3SB-1、3SB-2來控制接觸器KM4與控制按鈕組成自鎖控制線路。控制按鈕2SB-3控制電磁閥得電，有中間繼電器KM4的常開開關(guān)對(duì)缸進(jìn)行互鎖。KM1的常閉觸頭也對(duì)潤(rùn)滑泵電機(jī)的停止進(jìn)行互鎖（見圖4-5）。操作過程：按下3SB-2，接觸器KM4得電，KM4常開觸頭閉合，M4得電，按下2SB-3，中間繼電器K2得電，將信號(hào)傳遞給3DT，3DT得電，向平衡缸供油。當(dāng)主電機(jī)停止時(shí)，才能按下3SB-1，使?jié)櫥姍C(jī)停止。圖4-5潤(rùn)滑泵電機(jī)M4控制回路系統(tǒng)4.6回油泵電機(jī)M5的控制線路回油泵應(yīng)可手動(dòng)或自動(dòng)控制；當(dāng)主油箱油面達(dá)到最低時(shí)，油泵起動(dòng)，油面升高時(shí)，油泵停止。行程開關(guān)ST1、ST2來控制油泵的自動(dòng)起停，按鈕開關(guān)4SB-1、4SB-2來控制油泵的手泵起停，KM5與行程開關(guān)和按鈕開關(guān)組成自鎖起?？刂苹芈罚ㄒ妶D4-6）。操作說明：按下4SB-2、KM5得電，KM5常開觸點(diǎn)閉合，回油泵電機(jī)啟動(dòng)。按下4SB-1，KM5失電，停止供油。當(dāng)油面處于最低位置時(shí)，ST2被壓下，KM5得電，電機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)油面處于最高位置時(shí)，行程開關(guān)ST1被壓下，供油停止。圖4-6回油泵電機(jī)M5控制回路系統(tǒng)4.7主電機(jī)的選擇本實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)試在不同載荷，不同轉(zhuǎn)速下油膜的厚度、油膜壓力等參數(shù)，需要對(duì)主電機(jī)提供的轉(zhuǎn)速進(jìn)行變速，以滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的要求。主電機(jī)可選用三相交流異步電動(dòng)機(jī)或直流異步電動(dòng)機(jī)，交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作運(yùn)行可靠，價(jià)格低廉，對(duì)于調(diào)速性能設(shè)備，系統(tǒng)復(fù)雜，投資大，它的調(diào)速性能很好。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)調(diào)速性能要求較高，所以選擇直流電動(dòng)機(jī)。主電機(jī)需要為扇形擺動(dòng)瓦和靜壓推力軸承提供一定的功率。根據(jù)前面的計(jì)算，電動(dòng)機(jī)的功率=擺動(dòng)瓦的功率+靜壓軸承的功耗=9.63+11.2=20.83KW選擇Z3T系列小型直流電動(dòng)機(jī)，為適應(yīng)可控硅電源的需要選擇440V的直流電動(dòng)機(jī)。三相可控硅整流電路的閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)速系統(tǒng)。4.8冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇本試驗(yàn)臺(tái)選用浸油式，外循環(huán)冷卻方式，為減小主機(jī)尺寸，把冷卻器設(shè)置在主機(jī)之外。主油箱和回油箱之間，所有的潤(rùn)滑油從回油管回油箱，再由回油箱回到冷卻器，以達(dá)到冷卻降溫的目的。從回油管回到油箱的油溫，一般不超過,在高壓下工作的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，為避免過分漏油，其允許油溫為。本試驗(yàn)臺(tái)選用多管式冷卻器：采用強(qiáng)制對(duì)流的方式散熱效率較高、結(jié)構(gòu)緊湊。選用GLL3-4散熱器。其傳動(dòng)系數(shù)可達(dá)。本章小結(jié)本章主要是電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。包括主回路、主機(jī)M1的控制回路、靜壓軸承供油泵電機(jī)M2控制電路、加載和頂起電機(jī)等的控制回路設(shè)計(jì)。第5章系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用本章主要介紹最后的試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試工具設(shè)計(jì)，各傳感器之間的相互配合測(cè)試結(jié)果要求精度高，改良密度大要求最終的數(shù)據(jù)處理得以自動(dòng)化控制。5.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件在之前我們所有的實(shí)驗(yàn)參數(shù)以及數(shù)據(jù)都是在保持特定情況下進(jìn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算，通過代入公式等算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，而對(duì)于接下來的一系列的測(cè)試設(shè)計(jì)都要保證各個(gè)方面都相對(duì)于接近完善，例如：油膜壓力、軸瓦溫度以及主軸的轉(zhuǎn)速等等，另外不可忽略的步驟還有測(cè)試實(shí)驗(yàn)所用的試驗(yàn)臺(tái)所受的靜壓力