M7130平面磨床主軸系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)

1、xxxxx畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目： m7130平面磨床主軸系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： xxxxx 姓 名： xxxxx 指導(dǎo)教師： xxxxx 完成日期： 2012.5.30 xxxxx畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書論文（設(shè)計(jì)）題目： m7130平面磨床主軸系統(tǒng)改造設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： xxxxx 姓名： xxxxx 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 系主任： 一、 主要內(nèi)容及基本要求本課題完成對(duì)m7130平面磨床主軸系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)，主要完成靜壓軸承主要技術(shù)參數(shù)確定。需編寫相應(yīng)的設(shè)計(jì)說明書，并用二維軟件繪制總裝配圖以及非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖。 二、重點(diǎn)研究的問題利用靜壓軸承在保證轉(zhuǎn)速

2、和一些重要結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改裝m7130磨床的主軸系統(tǒng)，另外，在對(duì)靜壓軸承的有關(guān)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定合理的軸承結(jié)構(gòu)形式和尺寸，節(jié)流器，工作參數(shù)，潤(rùn)滑油的粘度以及供油系統(tǒng)。同時(shí)必須滿足下面要求： 1.要求靜壓軸承具有良好的油膜剛度。 2.盡量減少系統(tǒng)的功率損失及溫升。三、進(jìn)度安排序號(hào)各階段完成的內(nèi)容完成時(shí)間1收集資料，查詢相關(guān)文獻(xiàn)2012年2月中旬2掌握磨床工作原理和技術(shù)要求，進(jìn)行方案構(gòu)思和設(shè)計(jì)2012年3月中旬3完成主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算2012年4月上旬4繪制裝配圖和零件圖草圖2012年4月下旬5完成裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)2012年5月上旬6寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及英文文獻(xiàn)翻譯2012年5月下旬7交畢業(yè)設(shè)計(jì)

3、說明書，準(zhǔn)備答辯2012年5月下旬8答辯2012年5月31號(hào)四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 孫桓，陳作模 主編. 機(jī)械原理（第七版）m .北京：高等教育出版社，20012 張直明等.滑動(dòng)軸承的動(dòng)力潤(rùn)滑理論m .北京: 高等教育出版社，19863 孫恭壽，馮明.液體動(dòng)靜壓混合軸承設(shè)計(jì)m .北京：世界圖書出版公司，19934 龐志成、陳世家.液體靜壓動(dòng)靜壓軸承m .：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1991.5 張冠坤、鐘洪.液體動(dòng)靜壓軸承原理m .北京：科技普及出版社，19966 華紹杰.液體靜壓技術(shù)原理及設(shè)計(jì)m：鄭州工學(xué)院，19847 王同全、王蘭 小節(jié)流液體動(dòng)靜壓軸承混合軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算與制造.濟(jì)南數(shù)

4、控有限公司，2005.8 葉元烈. 機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)m ：河南科學(xué)技術(shù)出版社， 1997.9 張冠坤、鐘洪.流體動(dòng)靜壓軸承m .北京：科學(xué)普及出版社，1988. 10 丁振乾. 流體靜壓軸承m .：上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1986.11 張冠坤、鐘洪.流體靜壓動(dòng)靜壓軸承設(shè)計(jì)使用手冊(cè). 北京電子工業(yè)大學(xué)出版社，2007.12 龐志成， 陳世家. 液體靜壓動(dòng)靜壓軸承m.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 1991,12. 13 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，1996. xxxxx畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表學(xué)號(hào) xxxxx 姓名 劉 佩 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： m

5、7130平面磨床主軸系統(tǒng)改造設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字

6、是否通順，有無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無創(chuàng)新之處。綜合評(píng) 價(jià)該生選題符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；立論正確，論述充分，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)合理；設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理科學(xué)；圖表圖紙完備、整潔、正確，引文規(guī)范；體現(xiàn)該生具有一定的查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力和有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，以及一定的設(shè)計(jì)研究能力。評(píng)閱人： 2012年5月28 日 目錄摘要1第1章 概述31.1 引言31.2 課題背景及目的41.3 國內(nèi)外研究狀況41.4 研究方法41.5 論文的構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容4第2章 主要問題及解決方案52.1 m7130平面磨床的主要結(jié)

7、構(gòu)52.2 平面磨床原理62.3 原機(jī)床改造的主要任務(wù)72.3 主軸系統(tǒng)改造的結(jié)構(gòu)分析及確定82.4 靜壓軸承92.5 動(dòng)靜壓軸承102.6 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的選擇、分析112.6.1 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求112.6.2 供油系統(tǒng)122.6.3 供油系統(tǒng)類型的選擇與分析12第3章 靜壓軸承的有關(guān)參數(shù)選擇及計(jì)算163.1 靜壓軸承結(jié)構(gòu)173.2 選擇靜壓軸承參數(shù)173.3 計(jì)算節(jié)流小孔直徑d0和軸承間隙h0193.4.驗(yàn)算油膜剛度213.5 徑向軸承流量223.6 徑向靜壓軸承各設(shè)計(jì)參數(shù)取值如下23第四章 靜壓軸承的有關(guān)參數(shù)選擇及計(jì)算244.1. 止推軸承結(jié)構(gòu)244.2 止推軸承的基本參數(shù)244.3

8、 止推軸承節(jié)流比的確定254.4 止推軸承流量264.5 止推軸承的剛度264.6 止推軸承的設(shè)計(jì)參數(shù)27第五章 供油泵及供油泵電機(jī)的選擇285.1. 總流量q285.2.供油泵的選擇285.3. 油泵電機(jī)的選擇28第六章.液壓元件選型說明296.1儲(chǔ)能器296.2濾油器的過濾精度29第七章 軸承功率消耗計(jì)算307.1徑向軸承發(fā)熱（功率消耗)307.2 止推軸承的內(nèi)摩擦317.3 軸承的總摩擦功率32第八章 靜壓軸承的裝配特點(diǎn)與軸承節(jié)流比的調(diào)整338.1靜壓軸承的裝配特點(diǎn)338.2軸承節(jié)能比的調(diào)整方法33參 考 文 獻(xiàn)34致 謝35摘要隨著磨削技術(shù)的發(fā)展，磨床在加工機(jī)床中也占有相當(dāng)大的比例。磨

9、削技術(shù)及磨床在機(jī)械制造業(yè)中占有極其重要的位置。磨削技術(shù)發(fā)展很快，在機(jī)械加工中起著非常重要的作用。由于原機(jī)床m7130在生產(chǎn)中使用了三十余年，主軸前、后封由盤等零件均有一定程度的磨損，易產(chǎn)生振動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)床性能。產(chǎn)生磨削粗糙度達(dá)不到產(chǎn)品技術(shù)要求，且磨損平面有較大、明顯的振紋。因而對(duì)機(jī)床主軸系統(tǒng)進(jìn)行改造是很有價(jià)值的。本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)m7130平面磨床進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行主軸優(yōu)化改造設(shè)計(jì)。主要包括平面磨床主軸系統(tǒng)靜壓軸承改裝、靜壓軸承的有關(guān)參數(shù)選擇及計(jì)算兩大內(nèi)容，主要研究?jī)?nèi)容是靜壓軸承的性能分析以及在平面磨床主軸系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：平面磨床 靜壓軸承 主軸系統(tǒng) abstractwith the

10、development of grinding technology, grinding machines in the machine tool also accounts for a sizeable proportion. grinding technology and grinding machines in the machinery manufacturing industry occupies an extremely important position. grinding technology has developed rapidly, plays a very impor

11、tant role in machining. as the original machine m7130 used in production for over 30 years, spindle before and after the closure disk and other parts have a certain degree of wear and tear, easy to produce vibration, seriously affect the machine performance. produce grinding roughness of less than t

12、he product technical requirements, and the wear flat greater, the obvious chatter. thus the machine tool spindle system transformation is of great value. the design, data analysis, and the spindle to optimize the transformation design m7130 surface grinder. include surface grinding machine spindle s

13、ystem hydrostatic bearing modification, the relevant parameters of the hydrostatic bearing selection and calculation of the two, the main contents of the hydrostatic bearing performance analysis, and surface grinding machine spindle system.keywords: surface grinder hydrostatic bearing spindle system

14、第1章 概述1.1 引言機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件支撐的好壞，在相當(dāng)大的程度上決定著機(jī)床的性能和質(zhì)量。就其中的軸承而言，可分為兩類：一是滾動(dòng)軸承；二是滑動(dòng)軸承1。液體滑動(dòng)軸承便是滑動(dòng)軸承中的一種。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，一般軸承已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工藝精度和高效益的要求。近幾年來，在液體靜壓軸承和液體動(dòng)壓軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的動(dòng)靜壓軸承在適應(yīng)上述要求方面正嶄露頭角。滑動(dòng)軸承可以分為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承（簡(jiǎn)稱動(dòng)壓軸承）、流體靜壓潤(rùn)滑軸承（簡(jiǎn)稱靜壓軸承）和動(dòng)靜壓軸承2。這三種軸承的主要特點(diǎn)及特性簡(jiǎn)述如下：（1）液體純動(dòng)壓軸承及其特點(diǎn)動(dòng)壓軸承是依靠被潤(rùn)滑的一對(duì)固體摩擦面間相對(duì)運(yùn)動(dòng)使介于固體間的潤(rùn)滑流體內(nèi)產(chǎn)生壓力（這種

15、現(xiàn)象稱為動(dòng)壓效應(yīng)）以承受外載荷，從而免除固體間的相互摩擦而起到潤(rùn)滑作用3。動(dòng)壓軸承的承載能力較大，剛度較高，且有吸振能力。但是由于動(dòng)壓油膜的形成與兩摩擦面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不足時(shí)（如啟動(dòng)、制動(dòng)、載荷大轉(zhuǎn)速低時(shí)）便不再處于完全液體摩擦狀態(tài)，造成主軸和軸承較大的摩擦和磨損。 （2）液體靜壓軸承及其特點(diǎn)靜壓軸承是利用高壓油泵在軸和軸承之間注入高壓油，依靠油壓使軸浮起，想成完全液體潤(rùn)滑油膜4。靜壓軸承具有摩擦阻力小,使用壽命長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速范圍廣，吸振性能好，回轉(zhuǎn)精度高等優(yōu)點(diǎn)。但由于油泵供油壓力的限制，靜壓軸承具有相對(duì)承載力較低，剛度較小等缺點(diǎn)。（3）液體動(dòng)靜壓軸承及其特點(diǎn)動(dòng)靜壓軸承是在靜壓

16、軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型軸承。它是既綜合了液體動(dòng)壓軸承和靜壓軸承的優(yōu)點(diǎn)又克服了二者缺點(diǎn)的高技術(shù)產(chǎn)品，是液體動(dòng)壓軸承和靜壓軸承的完美結(jié)合。它利用孔式環(huán)面節(jié)流和淺腔節(jié)流串聯(lián)使壓力油進(jìn)入油腔中產(chǎn)生足夠大的靜壓承載力，將主軸懸浮在高壓油膜中間，從而克服了液體動(dòng)壓軸承啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的干摩擦，提高了主軸和軸承的使用壽命及精度保持性5。主軸啟動(dòng)后，依靠淺腔階梯效應(yīng)形成了巨大的動(dòng)壓承載力，它和靜壓承載力迭加大大提高了主軸剛度。高壓油膜的均化作用和良好的抗震性，保證主軸具有極高的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性6。1.2 課題背景及目的在我國機(jī)械行業(yè)中五六十年代生產(chǎn)的機(jī)床占有很大的比例，因而，利用技術(shù)改裝，修理舊機(jī)床可以

17、較好的恢復(fù)和提高機(jī)床的精度。對(duì)加速我國的機(jī)械行業(yè)技術(shù)及設(shè)備的現(xiàn)代化有著較為重要的意義。本次設(shè)計(jì)的目的主要是利用靜壓軸承在保證轉(zhuǎn)速和一些重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，改裝m7120磨床主軸系統(tǒng)。另外，在對(duì)靜壓軸承的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)求解靜壓軸承過程中的一些具體問題進(jìn)行力所能及的研究和探討。1.3 國內(nèi)外研究狀況 靜壓軸承的原理早在19世紀(jì)就被發(fā)現(xiàn)，但直至20世紀(jì)50年代才在發(fā)達(dá)國家興盛起來，我國從50年代后期開始液體靜壓軸承的應(yīng)用研究工作，60年代初開始在金屬切削機(jī)床上推廣應(yīng)用，同時(shí)發(fā)展靜壓導(dǎo)軌，靜壓螺母絲桿副，和靜壓花鍵技術(shù)，并在機(jī)床上應(yīng)用這些靜壓技術(shù)。1.4 研究方法m7130型機(jī)床是一種液壓

18、操作，電器控制，手動(dòng)操作的平面磨床。工作臺(tái)的潤(rùn)滑為小孔節(jié)流卸荷形式。砂輪主軸加粗，電機(jī)功率加大。砂輪架油池溫升小，磨削率高。本次設(shè)計(jì)主要是在此機(jī)床的基礎(chǔ)上對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行靜壓軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此來提高磨床的加工精度。1.5 論文的構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)m7130平面磨床進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行主軸優(yōu)化改造設(shè)計(jì)。主要包括平面磨床主軸系統(tǒng)靜壓軸承改裝、靜壓軸承的有關(guān)參數(shù)選擇及計(jì)算兩大內(nèi)容，主要研究?jī)?nèi)容是靜壓軸承的性能分析以及在平面磨床主軸系統(tǒng)中的應(yīng)用。 第2章 主要問題及解決方案2.1 m7130平面磨床的主要結(jié)構(gòu)m7130 是臥軸圓臺(tái)平面磨床:適用于磨削圓形薄片工件,并可利用工作臺(tái)傾斜磨出厚薄不

19、等的環(huán)形工件。臥軸矩臺(tái)平面磨床，國家標(biāo)為m71系列平面磨床，即帶有臥式磨頭主軸，矩形工作臺(tái)的平面磨床。主要功能是用砂輪的周邊磨削工件的平面，也可以用砂輪的端面磨削工件的槽和凸緣的側(cè)面，磨削精度和光潔度都較高。適宜于磨削各種精密零件和工模具，可供機(jī)械加工車間、機(jī)修車間和工具車間作精密加工使用。中國傳統(tǒng)的臥軸矩臺(tái)平面磨床是從原蘇聯(lián)引進(jìn)并消化改進(jìn)的m71系列，特點(diǎn)是磨床主軸側(cè)掛，主軸采用軸瓦支承，適合粗加工重切削。近年來歐美國家更流行是十字鞍座結(jié)構(gòu)的臥軸矩臺(tái)平面磨床，主軸采用精密精珠軸承支承，更適合于精密磨削。m7130具有以下特點(diǎn)：（1）機(jī)床布局采用立柱右置，磨頭、拖板與立柱的結(jié)構(gòu)有新的突破，整機(jī)

20、剛性更好。 （2）磨頭采用國際通行的滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)形式。 （3）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用滾珠絲杠副，進(jìn)給靈敏度高。 （4）工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)由葉片泵驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。油池配有冷卻裝置，溫升低，熱變形小。 （5）磨頭垂直運(yùn)動(dòng)有快速升降裝置，操作方便，橫向運(yùn)動(dòng)由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可無級(jí)調(diào)速。 （6）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給部分留有伺服電機(jī)安裝位置，根據(jù)需要可配置數(shù)控系統(tǒng)成為數(shù)控機(jī)床。m7130臥軸矩臺(tái)平面磨床主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤、砂輪箱、立柱、操作手柄等構(gòu)成，外形結(jié)構(gòu)如圖2.1所示圖2.1 臥軸平面磨床外形結(jié)構(gòu)圖1-立柱；2-滑面；3-砂輪箱；4-電磁吸盤；5-工作臺(tái)；5-床身2.2 平面磨床

21、原理工作臺(tái)上裝有電磁吸盤，用以吸持工件。工作臺(tái)在床身導(dǎo)軌上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)（縱向運(yùn)動(dòng)）。固親，由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計(jì)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部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請(qǐng)聯(lián)系我的叩扣:2215891151，數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計(jì)及另有的高端團(tuán)隊(duì)絕對(duì)可滿足您的需要. 此處刪除xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx約5000字,需完整說明書聯(lián)系q2215891151。2.6.3 供油系統(tǒng)類型的選擇與分析a、動(dòng)靜壓軸承的供油方式種類 1）恒

22、壓供油 2）恒流量供油考慮實(shí)際情況和經(jīng)濟(jì)情況，采用恒壓供油系統(tǒng)供油。供油系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖2.6：圖2.6 供油系統(tǒng)b、供油系統(tǒng)主要組件的選擇：1. 油箱及管道：1） 油箱及整個(gè)液壓回路必須密封良好；2） 液壓回路須防止空氣進(jìn)入，并須消除儲(chǔ)藏空氣的地方；3） 節(jié)流器后面的管通應(yīng)有足夠的剛度，不宜采用塑料、橡膠等剛度較差的油管；4） 油管必須十分清潔，最好經(jīng)酸流清除氧化皮等雜物；5） 油箱內(nèi)壁應(yīng)涂以具有良好耐油性的涂料，并應(yīng)便于換油和清洗；油箱要有足夠的容量。2 油泵靜壓軸承供油系統(tǒng)的油泵要求轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，噪聲和壓力波動(dòng)小，效率高，壽命長(zhǎng)。各種齒輪泵、葉片泵及螺桿泵均能滿足使用要求14。在供油系統(tǒng)具有良好

23、的過濾措施時(shí)，以葉片泵最為理想。一般油泵的額定輸出壓力：pa=(1.21.5)ps，一般油泵的額定輸出流量qp=（1.52)l/min。油泵額定輸出壓力與流量系數(shù)不宜取得太大。以減少不必要的功率消耗及溫升。3 濾油器濾油器是供油系統(tǒng)中的重要元件，它直接影響軸承的正常工作，引起節(jié)流器阻塞，主軸及軸承的磨損甚至損壞等，因此對(duì)靜壓軸承供油系統(tǒng)中的濾油器有更高的要求，一般經(jīng)過過濾器后，潤(rùn)滑油中雜質(zhì)的顆粒尺寸小于軸承最小油膜厚度的一半。c、供油系統(tǒng)的過濾器的選擇：1） 進(jìn)油濾油器一般采用精度0.10.2的網(wǎng)式濾油器。以防止油泵的堵塞。2) 粗濾油器：通常采用線隙式濾油器。以防止精濾油器堵塞但又不引起過大

24、的壓力損失，其過濾精度為0.02左右3）精濾油器用來保證軸承及節(jié)流器的正常工作，一般采用紙質(zhì)濾油器，其過濾精度為0.0050.01mm，也可采用線隙式濾油器，但在其外層包12層綢布，也有良好的過濾作用。d、壓力繼電器及壓力表壓力繼電器應(yīng)使油泵建立一定壓力后才允許啟動(dòng)主軸，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中油泵壓力下降到一定程度時(shí)自行停車，以保護(hù)軸承不致?lián)p壞。壓力繼電器通常設(shè)置在節(jié)流器前的管道上，如有特殊需要亦可在每個(gè)油腔裝置一個(gè)壓力繼電器，但必須嚴(yán)格防止漏油，消除貯藏空氣的地方容積應(yīng)盡量小。壓力表用以指示供油壓力或油腔壓力，與壓力繼電器相同，壓力表裝置在節(jié)流器前的管道上，應(yīng)盡量少裝指示油腔壓力的壓力表的。e、潤(rùn)滑油

25、靜壓軸承系統(tǒng)使用的潤(rùn)滑油，除應(yīng)具有良好的抗氧化性、抗氣泡性外，特別要求潤(rùn)滑油清潔、無雜質(zhì)15。基本上現(xiàn)有各類牌號(hào)的高速機(jī)油、主軸油和防銹機(jī)械油均能滿足使用要求。f、密封靜壓主軸軸承系統(tǒng)要求有良好的密封措施，以防外界異物入侵及內(nèi)部潤(rùn)滑油泄出，密封元件的選擇原則與強(qiáng)迫潤(rùn)滑動(dòng)壓軸承類同，一般情況下使用接觸式密封元件16。常用骨架式密封圈。對(duì)于臥軸結(jié)構(gòu)，當(dāng)油面低于主軸的情況，可用各種非接觸密封形式，常用味螺旋槽密封，其中以兩段旋向相反的螺旋槽分別起到防塵及防滲的形式最廣。根據(jù)以上原則，采用螺旋槽密封的端蓋。端蓋與套筒接觸外無移動(dòng)要求，可使用密封圈進(jìn)行密封。g、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置采用原平面磨床m7130的

26、原有裝置，為了使主軸系統(tǒng)能與驅(qū)動(dòng)裝置相配合，主軸上部分均采用原有結(jié)構(gòu)，這樣便于保證裝配要求。主軸箱體及主軸附件的設(shè)計(jì)主軸采用套筒式是為了便于裝配和互換。采用套筒式比直接把主軸及軸承安裝在機(jī)床上時(shí)經(jīng)濟(jì)得多17。h、主軸附件設(shè)計(jì)包括調(diào)節(jié)墊圈、前后端蓋等元件的設(shè)計(jì)。對(duì)于這些元件的設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量使其對(duì)成、均質(zhì)、并經(jīng)嚴(yán)格的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)。第3章 靜壓軸承的有關(guān)參數(shù)選擇及計(jì)算已知條件：主軸轉(zhuǎn)速：n1440r/min泵供油壓力：ps=1.5mpa圖3.1 主軸系統(tǒng)裝配圖說明：本次設(shè)計(jì)采用板式小孔節(jié)流的形式，節(jié)流小孔直徑為0.5mm，這種節(jié)流具制造簡(jiǎn)單，反應(yīng)靈敏，不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)。另外，即使同一種節(jié)流形式，軸承結(jié)構(gòu)不

27、一樣時(shí)，其性能差別較大。平面磨床m7130主軸主要承受徑向載荷，軸向載荷很小，所以靜壓軸承可采用小節(jié)流徑向靜壓軸承5和7，位于主軸的前面部位，兩個(gè)以徑向軸承軸向油面作為節(jié)流器的軸向推力軸承3和8，分別布置在前軸承的前端面和后端面的后端面?？紤]到轉(zhuǎn)子懸伸所造成的撓度并不大，可以去掉電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子后端的支承，這樣有利于減小主軸支承的同軸度誤差。在改裝中，主軸直徑從原來70mm增加到75mm,前后軸承跨距從原來的680mm縮短至280mm，砂輪懸伸長(zhǎng)度從原來的160mm縮短至130mm。從而有利于減少主軸撓度，提高主軸剛度。顯然，主軸支撐經(jīng)改裝后，有利于克服機(jī)床原結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)。3.1 靜壓軸承結(jié)構(gòu) 圖3

28、.2 前軸承結(jié)構(gòu)示意圖3.2 選擇靜壓軸承參數(shù)1）軸承內(nèi)徑d根據(jù)主軸尺寸，即可確定軸承內(nèi)徑： d=75mmr=37.5mm2）軸承的寬度：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，軸承寬度應(yīng)滿足條件： b/d=0.81.5取 ： b前=80mm長(zhǎng)徑比： b：d=80：75=1.07在b/d=0.81.5內(nèi)，滿足要求。3）節(jié)流比：對(duì)于小孔節(jié)流靜壓軸承來說，軸承節(jié)流比最佳值為截流比=1.71，但在實(shí)際調(diào)整過程中，由于節(jié)流比隨溫度的變化而變化，無法保證最佳狀態(tài)，因此只要油溫在20°c50°c。范圍時(shí)，能保證節(jié)流比相應(yīng)地在=1.5-3范圍內(nèi)變化，就可以認(rèn)為節(jié)流比達(dá)到最佳狀態(tài)。 取=1.714）軸承的間隙h0：50

29、d100，且軸轉(zhuǎn)速較高n=1440r/m根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取： h0=（0.000250.0004）d?。?h0=0.025mm5）軸承軸向封油面的寬度c1周向封油邊寬度b1c1= b10.1d=0.1×75=7.5mm油腔的軸向?qū)挾萳=b-2 c1=65mm6） 動(dòng)力黏度n 軸承用油選為n3粘度等級(jí)的主軸油，又運(yùn)動(dòng)粘度為v=2.9-3.5 mm2 /s 動(dòng)力黏度50=2.8x10-2=pa·s，50=836kg/ m37)周向回油槽尺寸 d=75mm 回油槽寬b2 =4mm 回油深槽深z2=0.8mm8）軸承油腔的周向包角21 21 =600-700 選21=6509）油腔深度tt

30、=(30-60) h0 油腔深度t=2mm10)軸承材料選用錫青銅3.3 計(jì)算節(jié)流小孔直徑d0和軸承間隙h01. 油腔壓力pr2. 油腔的封油邊流出的流量qr3. 流過節(jié)流小孔的流量qf流過節(jié)流小孔的流量qf可由下式給出：4. 靜壓腔的封油邊流出的流量qr與流過節(jié)流小孔的流量qf相等qf=qr，則把己知參數(shù)值代入，可得 計(jì)算一組值，如表3-1所示。表3-1 值h00.00250.00280.00300.0032 0.0040.0045d00.0230.0280.0310.0340.0480.057取d0=0.05cm=0.5mm，h0=0.004cm=0.04mm;當(dāng)d0=0.05cm，h0=

31、0.004cm=0.04 mm時(shí)，靜壓油腔壓力的計(jì)算過程如下: 解此二次方程得: 滿足節(jié)流比最佳狀態(tài)3.4.驗(yàn)算油膜剛度（1）油腔的有效承載面積式中油腔包角的一半；油腔中線到周向回油槽的邊的夾角，見圖3-2。本計(jì)算中（2）小孔節(jié)流的油膜剛度小孔節(jié)流的油膜剛度可由下式給出：=344197n/cm344n/m滿足設(shè)計(jì)要求。3.5 徑向軸承流量（1）通過一個(gè)小孔節(jié)流器的流量=0.325l/min（2）4個(gè)徑向油腔的流量（3）2個(gè)徑向軸承的流量3.6 徑向靜壓軸承各設(shè)計(jì)參數(shù)取值如下軸承直徑 d=75mm=7.5cm，半徑 r=37.5mm=3.75cm；軸承寬度 b/d=0.81.5 b前=80mm=

32、8cm；軸向封油邊 c1= b10.1d=0.1×75=7.5mm=0.75cm；周向封油邊 b1=7.5mm=0.75cm；靜壓腔的軸向?qū)挾?l=6.5cm油腔包角 21=65º；油腔深度 t=2mm=0.2cm；回油槽 寬x深=4mmx0.8mm=0.4cmx0.08cm；軸承半徑間隙 h0=0.004cm=0.04 mm；小孔節(jié)流的最佳節(jié)流比 =1.70；節(jié)流小孔直徑 d0=0.05cm; 小孔流量系數(shù) a=0.7采用n3粘度等級(jí)號(hào)主軸油參數(shù) 50=2.8x10-2=pa·s，50=0.836kg/l供油壓力 ps=1.5mpa。油腔壓力 pr=0.88 m

33、pa第四章 靜壓軸承的有關(guān)參數(shù)選擇及計(jì)算4.1. 止推軸承結(jié)構(gòu)圖4.1 止推軸承結(jié)構(gòu)示意圖4.2 止推軸承的基本參數(shù)止推軸承的基本參數(shù)，如圖4.1所示。r1到r2和r3到r4是靜壓止推軸承的內(nèi)外封油邊，r2到r3是靜壓止推軸承的油腔圖中各參數(shù)的取值如下：r1=3.25cmr2=3.9cmr3=4.6cmr4=5.25cm間隙h0z=0.003cm小孔節(jié)流器直徑d0z=0.05cm4.3 止推軸承節(jié)流比的確定從止推軸承油腔流出的流量可由下式給出：式中止推軸承間隙，； 止推軸承油腔壓力。流經(jīng)節(jié)流小孔的流量可由下式給出： 式中a小孔流量系數(shù)a=0.7 小孔直徑=0.05cm 潤(rùn)滑油密度=0.836/

34、l。 =即 解此二次方程，得 此壓力合適。節(jié)流比4.4 止推軸承流量一個(gè)止推軸承流量可由下式給出: 4個(gè)軸向油腔的流量=4=1.32l/min兩個(gè)止推軸承的流量可由下式給出: 4.5 止推軸承的剛度 式中；。 370439n/cm370n/m剛度足夠。4.6 止推軸承的設(shè)計(jì)參數(shù)r1=3.25cmr2=3.9cmr3=4.6cmr4=5.25cm間隙h0z=0.003cm小孔節(jié)流器直徑d0z=0.05cm。第五章 供油泵及供油泵電機(jī)的選擇5.1. 總流量q q=2.6l/min+2.64l/min=5.24l/min 軸承總流量,考慮有一定的溢流量，油泵供油流量不少于6l/min。5.2.供油泵

35、的選擇選用6.3ml/r 葉片泵，其主要性能指標(biāo):額定流量 10 l/min，8.7 l/min壓力1.5mpa時(shí)；額定供油壓力6.3mpa；允許最高轉(zhuǎn)速1450r/min。5.3. 油泵電機(jī)的選擇（1）油泵供油壓力本設(shè)計(jì)選用供油壓力為1.5mpa，為保證有一定可調(diào)量，油泵供油壓力選為2.5 mpa。（2）油泵供油流量本設(shè)計(jì)所須流量為6 l/min，考慮到本設(shè)計(jì)采用n3等級(jí)主軸油，油的黏度為3 mm2/s、選用葉片泵，型號(hào)為yb1一6.3單級(jí)葉片式液壓泵。（3）油泵電機(jī)功率油泵電機(jī)主要參數(shù)如下功率 1.1 kw；轉(zhuǎn)速 1450r/min；安裝形式v1 (采用b5形式)型號(hào)y9084。第六章.液

36、壓元件選型說明6.1 儲(chǔ)能器在突然斷電的情況下，靜壓浮升需要的最低供油壓力不能低于0.8 mpa。希望保持在5 s內(nèi)供油壓力不低于0.8 mpa。軸承總需求流量為： 5s內(nèi)需求潤(rùn)滑油體積為設(shè)儲(chǔ)能器的容積為v，充氣壓力為0.6 mpa，再充入壓力為1.5 mpa、體積為v1.5的壓力油，再放到0.8 mpa時(shí)能流出的壓力油體積為v0.8，則有： 選1 l容積的儲(chǔ)能器。實(shí)際上儲(chǔ)能器在放油過程中，壓力從1.5 mpa 連續(xù)下降到0.8 mpa的同時(shí)，軸承的流量也從4.28l/min不斷下降，這是連續(xù)變化的過程。因此，實(shí)際的儲(chǔ)能器的供油時(shí)間要大于5s。6.2 濾油器的過濾精度一般認(rèn)為過濾精度為最小軸承

37、工作間隙的1/3。本設(shè)計(jì)中最小軸承工作間隙為0.018mm（不允許再?。┤∵^濾精度5m。其他元件選型說明略。第七章 軸承功率消耗計(jì)算7.1 徑向軸承發(fā)熱（功率消耗)主軸單元設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速1440r/min；軸承線速度 徑向軸承功率消耗，由油的內(nèi)摩擦引起。可分為3部分:s1油腔部分；s2軸向封油邊部分；s3周向封油邊部分。 油腔部分；封油邊部分；油腔部分；軸向封油邊部分；周向封油邊部分。則： 單個(gè)徑向軸承的內(nèi)摩擦阻力可由下式給出 前后兩個(gè)徑向軸承完全相同，徑向軸承的內(nèi)摩擦阻力可由下式給出 徑向軸承的摩擦功率可由下式給出 7.2 止推軸承的內(nèi)摩擦止推軸承的內(nèi)摩擦阻力可分為外止推面、油腔部分、內(nèi)止推面

38、共3部分組成。因?yàn)橹雇戚S承的線速度是隨著直徑的增加而增大的。 （9-1）式中，。 =2n第一部分的摩擦功率可由下式求出： 同理 7.3 軸承的總摩擦功率 泵功率 0.25kw；總發(fā)熱功率 n=0.655+0.25=0.9kw=1.2hp。選用2hp制冷壓縮機(jī)，從計(jì)算過程可發(fā)現(xiàn)，發(fā)熱功率與軸承半徑的立方成正比，與軸承線速度成正比。第八章 靜壓軸承的裝配特點(diǎn)與軸承節(jié)流比的調(diào)整8.1靜壓軸承的裝配特點(diǎn)軸承外徑和殼體之間必須采用過盈配合，過盈量一 般要達(dá)到0.005-0.01左右，避免配合面上因有間隙而引起油路互通，影響軸承的承載能力。主軸與徑向軸承之 間的徑向間隙以及軸向推力軸承的軸向間隙，通過磨配

39、 來達(dá)到要求值。另外，裝配中要保證各油孔位置正確，以 免影響潤(rùn)滑油的流動(dòng)。裝配前要對(duì)全部裝配件用汽油清洗干凈。裝配后. 應(yīng)先將干凈的經(jīng)過綢布過濾的煤油注人油箱，然后開動(dòng)液壓泵，便煤油在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)仙，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面清洗。在沖洗過程中，要使液壓泵開停數(shù)次，并及 時(shí)對(duì)粗、精濾油網(wǎng)進(jìn)行拆洗，直到系統(tǒng)中的全部雜質(zhì)排凈為止。必須按設(shè)計(jì)要求選用潤(rùn)滑油。必須認(rèn)真檢查供油裝 置中的壓力繼電器和蓄能器能否正常工作。8.2軸承節(jié)能比的調(diào)整方法對(duì)于小孔節(jié)流靜壓軸承來說，由實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算都 可證實(shí)軸承節(jié)流比的最佳值為=1.71。但是在實(shí)際調(diào)整 過程中，由于節(jié)流比會(huì)隨油溫的變化而變化，無法保持最 佳值狀態(tài)。因此，只要油溫在20 º-50 º變化時(shí)，保 證節(jié)流比相應(yīng)地在序=1.5-3，即可以為節(jié)流比巳經(jīng)調(diào)整到最佳狀態(tài)。當(dāng)調(diào)整節(jié)流比時(shí)，主要是通