滑动轴承试验台设计全解.docx

目录摘要：-1-Abstract:-2-1 绪论-3-1.1 选题的背景和意义-3-1.2 滑动轴承试验台的研究现状-4-1.3 设计的主要内容及要求-6-1.3.1 被测轴承的尺寸-6-1.3.2 测试条件-6-1.3.3 测试对象-6-2 滑动轴承的作用机理及相关参数估算-7-2.1 滑动轴承动压形成的基本原理-7-2.2 滑动轴承试验台相关参数的估算-8-2.2.1 燃油泵滑动轴承的相关参数估算-8-2.2.2 试验台摩擦转矩的估算-9-3 滑动轴承试验台的设计-10-3.1 试验台总体布局及设计-10-3.1.1 驱动系统-11-3.1.2 润滑系统-11-3.1.3 加载系统-12-3.1.4 测量系统-12-3.2 试验台主体台架及相关零件的设计-12-3.2.1 支撑轴承座的设计-13-3.2.2 主轴的设计-14-3.2.3 联轴器的设计-17-3.2.4 油封设计：-17-3.3 驱动系统设计-18-3.3.1 变频电机的选择-18-3.3.2 变频器的选择-20-3.3.3 增速齿轮箱的设计-20-3.3.4 联轴器的选择-22-3.4 润滑系统设计-23-3.4.1 燃油泵中滑动轴承的润滑机理-23-3.4.2 润滑系统原理-24-3.4.3 润滑系统液压泵的设计和选型-26-3.4.4 液压泵驱动电机的选择-27-3.4.5 比例溢流阀的选择-27-3.4.6 比例流量阀的选择-28-3.5 加载系统设计-29-3.5.1 加载方案的选择-29-3.5.2 液压加载系统的原理-30-3.5.3 液压系统主要元件的设计-32-3.5.4 加载系统机构的设计-36-3.6 测量系统设计-37-3.6.1 油膜压力分布的测量-37-3.6.2 油膜温度分布的测量-40-3.6.3 轴心轨迹测量-41-3.6.4 摩擦力矩测量-42-3.6.5 集流器的设计-42-总结-44-致谢-45-[参考文献]-46-2燃油泵滑动轴承试验台设计摘要：滑动轴承试验台通过模拟滑动轴承的工作情况，测试滑动轴承的各项性能参数，为分析影响滑动轴承润滑性能的因素，改善滑动轴承的润滑条件，优化轴承设计和延长轴承寿命等有重要作用。

滑动轴承试验台大体上可分为机械部分、控制部分和信号采集及处理部分其中控制部分和信号采集及处理部分在很多情况下是可以通用的，机械部分由于被测轴承的外形、功能和工作环境不同，往往对滑动轴承试验台的要求也不一样，因此很多滑动轴承的测试，需要设计专门的轴承试验台本文以燃油泵中的滑动轴承为测试对象，通过对滑动轴承润滑机理的认识，根据对被测轴承工作环境的分析和相关参数的计算，对滑动轴承试验台的机械系统进行较为完整的设计滑动轴承的机械系统包括试验台主体台架、驱动系统、加载系统、润滑系统和测量系统，本文将以先总体后部分的结构，对滑动轴承试验台的设计进行详细介绍根据设计的一般过程，本文先对滑动轴承的润滑机理做一般性的介绍，并根据燃油泵的基本工作原理、工作环境和被测轴承的尺寸，对滑动轴承的相关参数进行估算，然后再根据算得的参数进行滑动轴承试验台设计在设计时，先对试验台进行总体设计和布局，再分成各个独立的系统分别设计，设计内容包括提出设计方案、阐释功能实现的原理、进行设计计算、对重要零部件选型、查阅各零部件的尺寸和安装形式，并对关键零部件进行疲劳强度校核，最后根据设计内容和查阅的各零部件的尺寸及安装形式，画出设计图。

完成设计工作后，对本设计进行分析和评估，并作设计总结关键词：设计、滑动轴承试验台、燃油泵 3 -Abstract:Tosimulatetheworkingconditionsofslidingbearingsinthetestingbeds,parameterscanbetestedwhichareimportanttoanalyzethefactorsthatinfluencetheslidingproperties,improvetheslidingconditions,optimizingthedesignofbearingsandextendthedurations.Thetestingbedsincludethreepartsingeneral:mechanics,controlling&signalreceivingandprocessingparts.Thebedsforcontrollingandsignalreceiving&processingpartsareinterchangeableinmanycases.Butformechanicsparts,theyareusuallyuniqueduetodivergentshapes,functionsandworkingenvironments.Astheconsequence,forsomeslidingbearings,exclusivetestingbedsarerequiredtobedesigned.Thisprojectaimstotestslidingbearingsinfuelpumps,tocompletethedesignofmechanicspartsinslidingbearingtestingbedsthroughtheknow-howandanalyzingorcomputingtherelevantparameters.Themechanicspartsincludingthemainbodies,drivingsystems,loadingsystems,lubricatingsystemsandmeasuringsystems.Thedesignofthemwillbeintroducedexplicitlybyorder.Thispaperwillexplainthegeneraltheoryoflubricatingupongeneraldesignprogress,thentoestimatetheparametersinbearingbyworkingprinciples,workingenvironmentsandsizes,finallytodesignwiththefactorsmentionedabove.Duringthestageofdesigning,firstly,todesignthewholepartsingeneral.Thentotheseparateproportionsrespectivelywhichincludesproposalofdesign,explanationofprinciples,procedureofdesign,choosingkeycomponents,checkingparametersofcomponents,installationandintensityexamination.Atlast,finishthedrawinguponcheckingsizesandinstallingmethods.Afterfinishingthewholedesign,appriseofthisworkwillbefollowed.Keywords:design;test-bed;hydrodynamicbearing;fuelpump.1绪论1.1 选题的背景和意义自从人类进入到工业社会以后，轴承就一直受到专家和学者们得高度重视。

现在，轴承已广泛应用于各种机械设备中伴随着工业的飞速发展，轴承的形式和种类越来越多，性能也越来越好，但是现在工业对轴承的要求也越来越高滑动轴承作为轴承中重要的一种，由于其本身具有一些独特的优点，使它在工作转速特高、特大冲击与振动、径向空间尺寸受到限制等场合占有十分重要的地位由于滑动轴承往往是在大负荷、高转速的工况下运转的，其性能和工作可靠性将直接影响到机械设备的性能和可靠性因而，如何提高滑动轴承的性能和使用寿命一直是人们所关注的问题，国内外的轴承企业和学者对此进行了大量的研究为了对滑动轴承进行系统的理论与实验研究，对滑动轴承进行试验并测量轴承运行时的参数是必不可少的通过滑动轴承试验，对其数据进行分析和研究，可为滑动轴承的优化设计提供重要的理论依据建国以来，经过一代人的艰苦奋斗，我国的航空工业飞速发展，尤其是近十年来的发展尤为瞩目但在取得成绩的同时，更要看到差距，我国的工业基础仍然十分薄弱，绝大部分技术与国外有较大差距，很多关键技术还没有实现零的突破航空发动机技术被称为工业上的明珠，代表着一个国家工业水平的最高标准，发动机上的每一个零件不仅关系到整个飞机的性能，还影响着飞机的安全性，因此每个零件都必须要求有很高的可靠性。

航空发动机燃油泵上的滑动轴承支撑着一对泵油齿轮，齿轮转速非常快，受到的载荷非常大，润滑条件比较恶劣，如果一旦在工作过程中滑动轴承发生严重磨损甚至是由于润滑不足而导致轴承卡死，将会造成发动机供油不足甚至是停止供油，进而导致飞机动力不足，严重时可能会发生安全事故因此必须对燃油泵滑动轴承进行反复试验，分析其性能和工作可靠性，为滑动轴承的优化设计和提高工作可靠性提供理论依据本课题以航空发动机燃油泵上的滑动轴承为测试对象，设计一台可测试油膜压力分布、温度分布、轴心轨迹和摩擦转矩的滑动轴承试验台随着航空工业大发展，对航空发动机燃油泵滑动轴承性能的研究受到广大专家和学者的重视，但是由于工作环境比较特殊，一般的滑动轴承试验台无法满足其测试要求在此背景下，本文将根据航空发动机燃油泵工作的实际情况，设计出能满足其测试要求的滑动轴承试验台的机械部分该滑动轴承试验台最大转速为15000r/min,最大载荷15000N,能在不同的润滑条件下测量出滑动轴承的油膜压力分布、温度分布、轴心轨迹等参数，为航空发动机燃油泵滑动轴承性能的研究和改进提供依据，具有重要的现实意义1.2 滑动轴承试验台的研究现状随着现代工业技术的发展，尤其是计算机技术、控制技术、测量技术和微电子技术的迅速发展，各种试验系统也向着智能化、高精度方向发展。

传统的滑动轴承试验系统中普遍采用机械加载，仪表测量，需要人工读取数据，具有人为误差大，数据处理工作量大的缺点现在的新型滑动轴承试验台一般用液压加载，集成控制系统，采用计算机辅助试验(CAT)技术，具有友好的人机界面，能从试验中直接提取信息并进行数据处理的它不仅能完成试验数据的采集工作，还能进行试验数据的分析处理并在PC机上实时显示摩擦系数与滑动轴承特性系数曲线、油膜压力分布曲线、油膜承载能力曲线此类滑动轴承试验台种类很多，功能也有所不同，如图1.1所示的为湖南嘉锐科教仪有限公司生成的滑动轴承试验台图1.1新型滑动轴承试验台滑动轴承试验台用于机械计课程中的液体动压轴承实验时，主要利用它来观察滑动轴承的结构，测量其径向和轴向油膜压力分布和摩擦特性曲线哈尔滨第七O三研究所的胡朝阳、常山设计了一台大型滑动轴承试验台，其结构如图1.2所示试验台采用了径向试验轴承和推力试验轴承组合形式，为卧式结构在试验时只需更换试验组件和试验的主轴，就可以进行不同项目的试验即当试验推力轴承时，使用推力试验轴承组件与带推力盘的试验主轴；当试验径向轴承时，改用径向试验轴承组件和径向试验主轴两种试验共用一个驱动电机、增速齿轮箱、联轴器和润滑供油系统。

试验台主要由本体部分、液压传动与供油系统、数据检测。