涡轮钻具四支点轴承跑合试验台设计.ppt

涡轮钻具四支点轴承跑合试验台设计 班级：机械设计10806班 学生：袁 军 学号：200803850 指导教师：张强副教授 简介 串联组合的四支点推力球轴承组是为了承受巨大的轴向力而专门设计的涡轮钻具用新型推力轴承组。为了提高其承载能力，一般由10副或者20副轴承组成一组使用。特点是径向尺寸小、轴向承载能力大和结构简单，并能承受双向载荷。其承载方式是串联组装并联分配轴向载荷。 四支点轴承作为涡轮钻具中常用的新型推力轴承，其寿命期限直接影响涡轮钻具的连续使用。由于制造和结构尺寸的偏差使得多级四支点轴承组中存在载荷分布不均匀现象，这将严重影响其使用寿命。因此，为了防止单级轴承产生过大的载荷，使用前一般要进行一定时间的跑合，经过跑合的轴承安装到涡轮钻具中后即可直接进入稳定工作状态。 课题要求 设计课题：涡轮钻具四支点轴承跑合试验台设计 设计要求： 1、针对涡轮钻具四支点轴承设计跑合轴承试验台 2、试验台转速：500 r/min 3、最大加载力：80kN 试验台目标： 以涡轮钻具专用轴承组为研究对象，设计一种加载跑合装置，该装置的轴向加载力可在一定范围内调节。 设计总览 设计总图 1 驱动电机 2 减速皮带传动组 3双向推力轴承 4 支撑横梁平板 5 四支点轴承组 6 液压缸 7 轴承组套筒 8 主轴 9 轴（2） 10 导向柱 11 轴承密封端盖12 试验台底座 重要参数的估算 在设计涡轮钻具四支点轴承跑合试验台时，为了使驱动系统在四支点轴承组承受最大载荷时仍能正常工作，必须保证驱动系统提供的转矩大于工作机的最大摩擦转矩。因此必须先对试验台工作部分的最大摩擦转矩进行估算。 已知条件： 四支点轴承：摩擦系数： ，载荷： ，轴承组内径d= 90mm, 轴承组外径D= 160mm， 轴颈直径 （1）轴承组的摩擦转矩估算： 摩擦力： 摩擦转矩： （3）试验台主题的总摩擦力矩为： 试验台主台架设计 1轴（2）； 2密封端盖； 3 主轴 ； 4内套筒（1） 5内套筒（2）； 6油嘴； 7预紧环 ； 8横梁平板（支撑加载）； 9推力轴承； 10外套筒； 11四支点轴承组； 12试验平台； 试验台主台架为立式结构，主要起支撑试验台各部分和对各零部件定位的 作用 。本设计将对主台架上的关键零件主轴、轴2、端盖进行设计。 驱动系统设计 本试验台的转速为500r/min 本驱动采取用三相异步电机、皮带轮减速来实现轴承跑合试验台的驱动。 1支撑支座；2异步电机；3减速皮带轮；4大径皮带轮；5轴承预紧环 选择电机 三相异步电动机 三相异步电动机主要由定子和 转子构成，其工作原理是基于定子 旋转磁场和转子电流的相互作用。 选取额定转速为1400r/min,额定功率为1.5kW的Y90L-4电机。根据T=9550*P/n公式计算可得，电机在达到的额定转速为1400r/min，转矩T=10.23N.m 。 设计的减速皮带轮传动的减速比为2.8:1 ，驱动系统输出的转速为500r/min, 则电机的转矩至少应大于5.4N.m,而所选电机的额定转矩T=10.23N.m满足设计要求。减速皮带轮传动的设计与校核另见毕业设计论文第25页。 驱动系统设计 加载系统设计 1横梁平板；2液压缸进油口；3活塞杆；4液压缸； 5液压缸出油口；6轴承座；7主轴；8四支点轴承组。 本设计采用液压加载，液压加载的特点如下所示： （1）加载力大，便于实现无级调整，调节范围 比较大； （2）相同功率时，液压装置的体积小、重量 轻、惯性小、结构紧凑； （3）工作平稳，反应快、冲击小，能频繁启动 和换向； （4）控制、调节比较简单，操纵比较方便、省 力，易于实现自动化，与电气控制配合使 用能实现复杂的顺序动作和远程控制。 液压系统设计 液压