2006年毕业设计手册2006年毕业设计手册船用水润滑橡胶轴承机械工程学院模具设计专业学生姓名：熊思美主管：职称教授完成时间：2006 2006年毕业设计手册1.1水的发展润滑状态轴承 1.2水润滑轴承材料1.3水润滑橡胶轴承 1.3.1工作原理和特性1.3.2发展及存在的问题1.3.3润滑机理研究简介1.4水润滑橡胶轴承研究前景1.5水润滑橡胶的设计原理轴承 1.5.1橡胶层的厚度1.5.2 轴承设计比压1.5.3 轴承线速度10 1.5.4润滑水量和供水压力10 1.5.5 轴承间隙112.1轴套122.1.1的离心铸造轴套122.1.2的材料轴套成形设计122.1.3整体铜套142.2的内外表面处理橡胶模具设计142.2.1水润滑橡胶轴承模具设计原则142.2.2产品零件14 [k70的工艺分析]2.3模具结构的确定152.2.4收缩率的确定182.2.5模腔尺寸的计算192.2.6模具尺寸的确定20 [k70]2.7压铸模腔20的设计[k70]2.8浇口系统222.2.9的设计中模232.2.10上模23 [k70的设计]2.11下模的设计232.2.12模芯设计232.2.13模具材料选择242.2.14模具精度252.3精加工夹具设计262.3.1设计原理262.3.2工作原理262.3.3夹具心轴的设计262.3.4球形垫圈曼铂，锥形垫圈和螺母的设计352006毕业设计手册2.3.5膨胀套的设计352.3.6弹簧的设计列出了用于水润滑的金属，塑料，陶瓷和橡胶材料的特性轴承。随着水润滑的发展轴承，在许多情况下，塑料，陶瓷和橡胶材料可以替代金属轴承。

轴承的高速，重载和低成本对轴承的材料和润滑提出了更高的要求。深入分析水润滑橡胶的发展现状和存在的问题轴承，并对存在的问题进行一些理论分析。简要介绍了水润滑橡胶轴承及其润滑机理和工作特性，提出了水润滑橡胶轴承的设计原理和设计中需要注意的重要技术问题。提供了水润滑橡胶轴承的一些设计理论和设计公式。分析了水润滑橡胶轴承的工作特性和成型工艺，并进行了产品的模具结构设计和精加工夹具设计。压铸模具采用分轴模腔等结构，使模具结构简单合理；该夹具采用心轴胀套式，加工方便，解决了生产中的问题，取得了良好的经济效益。水润滑橡胶轴承;模子; 2006年芯轴摘要介绍了一些特性，包括金属，塑料，陶橡胶的材料不同的水润滑轴承，水润滑轴承，在许多情况下代替金属轴承。对高速，重载，低成本，严格要求的轴承材料的发展现状存在的问题，目前对水润滑橡胶轴承进行了完整的分析。对这些问题进行了一些数值计算和理论分析。介绍了润滑机理的橡胶轴承，国外许多文献都提出了水润滑橡胶轴承的设计标准，并对一些关键技术问题进行了讨论。分析了工作行为完成后的成型结构的特点，同时对工艺进行了水润滑成型，并对成型后的成型进行了设计。压铸模具由2006年毕业设计手册中的轴分离型腔镶嵌芯组成，使模具结构简单，夹具采用溶胀模壳，使切削加工更方便。难题得到了良好的经济利益。关键词水润滑橡胶轴承；模子;乔木简介轴承是在机械中广泛使用的支撑部件，在轴承中使用最广泛的是各种各样的滑动轴承。

根据相关统计数据[1]，目前全球约三分之一的能源消耗是由于不同形式的摩擦引起的，其中滑动轴承消耗的能量约占十分之一。因此，现代旋转机械要求轴承具有良好的承载能力，高可靠性和长寿命。使用诸如水或海水之类的低粘度液体进行润滑也需要高的承载能力和耐磨性。解决此问题的方法有两种：一种是提供外部高压液体源，即使用静水压力轴承；另一种是使用静液压。另一种是使用流体动压力轴承。使用流体动力润滑的大多数摩擦副都是高粘度液体的收敛楔。工程实践迫切需要使用低粘度液体作为润滑液来开发高负荷轴承。例如，在冶金，采矿和水力等恶劣工作条件行业中使用的机械和设备通常需要运输液体（尤其是水，海水）。如低粘度液体）进行润滑。与油润滑相比，这具有独特的优势。它不需要特殊的轴承腔室，用于防止输送流体和油混合的密封装置，甚至不需要在强制润滑条件下的润滑供给装置，从而大大简化了润滑系统的结构。近年来，随着人们逐渐意识到保护环境，节约能源对人类可持续发展的重大意义，对开发新型节能无公害产品的呼声越来越高。在这方面，水润滑轴承具有巨大的发展潜力。水润滑轴承使用水作为润滑和工作介质，减少了传统的油作为润滑介质轴承对2006年毕业设计手册的环境污染，可以节省大量油；而且水没有污染并且来源广泛，可以在许多场合用来代替石油。它是一种具有广阔发展前景的润滑介质。因此，水润滑轴承已成为世界上所有国家关注的目标。

根据我国船舶检验部门的调查报告：用油润滑尾轴轴承的中型船舶每年从尾轴轴承泄漏3 2吨润滑油。长江上有成千上万的大小船。润滑油将是惊人的。有了如此令人震惊的数据，几年后，只有润滑油的泄漏才会造成严重的水污染。通过对水润滑轴承的系统研究，对轴承系统的润滑结构进行了优化，从而改善了润滑性能和承载能力，并大大减少或减少了摩擦，磨损，振动，噪声和非润滑性。功能消耗的摩擦副。为我国造船业，水轮机，水泵等行业的技术改造和升级创造必要的配套设备条件。 1.1水润滑的发展现状轴承 1886年，英国水力学家雷诺推导了著名的流体动力润滑方程（即雷诺方程），并提出了流体动力润滑理论。润滑的研究与开发越来越丰富，润滑的理论也越来越完善。但是，水润滑轴承，尤其是橡胶轴承的研究和应用，是根据梅德曼的低粘度流体动压理论轴承开发的。自1940年代后期以来，苏联一直在以水为润滑液对静水力轴承和水动力轴承的特性和材料进行深入研究。英国，德国，日本和许多其他国家在50、和1960年代也做了很多关于水润滑的工作轴承。英国的Hayward-Taylor公司在未加油泵的结构中使用了水润滑的滑动轴承。轴材料为马氏体不锈钢或碳钢表面镀铬。

轴承材料是填充石棉的酚酐树脂，效果更好。德国的Vickers和Michell公司在深井泵和潜水泵中使用水润滑的橡胶轴承，即，将橡胶材料用作轴承。加拿大的Thomson-Golden有限公司在船尾轴的支撑件上使用了水润滑系统，并在不锈钢轴承上复合了一层聚合物材料作为轴承壳。日本在离心泵和船用离心泵中广泛使用水润滑轴承；在用于大型内燃机油轮的辅助锅炉给水泵中，使用了自给自足的水润滑轴承，轴承材料为渗碳合金。东芝还开发了汽轮发电机和水力发电机上的泵水润滑轴承。 1950年代中期，中国开始在船用离心泵和轴流泵中使用水润滑轴承，并在1960年代初开始对该领域进行理论探索和实验研究。例如，第二机械部第一设计院设计的核泵水润滑轴承；江都三站大型立式轴流泵轴承使用的酚酐塑料水润滑；潜水电泵轴承上使用的水润滑塑料推力。在70、 80、中，在1990年代很少有报道，特别是用橡胶作为轴承材料的水润滑轴承。目前，国内水润滑轴承的应用还比较少。例如，泵中使用的水润滑橡胶轴承主要是通过引进德国的技术制造的，并通过模型测试，比较和评估测试来总结经验参数。国内制造商也很少。其中，沉阳滑动轴承研究所，西安交通大学润滑理论和轴承研究所在这方面做了一些有益的探索。

2006年毕业设计手册1.2水润滑轴承材料在轴承减摩材料中，常用的轴承衬里材料主要如下：l）白色金属（也称为棒状合金） ）：包括锡基和铅基白色合金。2)铜基合金：包括铅铜合金，铅青铜，锡青铜，磷青铜，铝青铜等。3)铝基合金：包括铝锡合金，铝硅合金等。4)锌基合金：包括镉基合金，铸铁，银等。5)橡胶，石墨，木材，宝石，陶瓷等。6)工程塑料：尼龙，酚酐树脂，环氧树脂和聚四氟乙烯（FFFE）及其混合物。7)粉末烧结轴承材料：铜基，铁基合金等。8)薄箔等。由于水是一种低粘度液体，因此水在50小时的绝对粘度约为1/65。机油的粘度。润滑液膜的承载能力与粘度成正比，与膜厚的平方成反比。因此，在相同的其他条件下，为了获得相同的承载力，水膜的厚度仅为油膜厚度的1/8。这表明水润滑轴承具有相对较低的承载能力，并且可能在非流体摩擦条件下工作，这很可能导致轴承衬套和轴颈匹配材料之间的接触；因此，水润滑轴承材料的性能是决定其性能和使用寿命的主要因素。在上述轴承衬里材料的八种类型中，在中国已经使用或仍用于制造水润滑轴承的材料有铁梨木，布电木，橡胶，塑料，陶瓷，石墨产品，金属，合金。和金属。几种塑料。

最合适的水润滑无疑是上述几种非金属轴承材料，它们也是使用最广泛的材料。以下是几种常用的水润滑轴承材料进行比较，请参见表1。从表中可以看出，当使用无固体颗粒的干净冷水润滑时，塑料轴承和陶瓷轴承都具有良好的运行性能性能和高承载能力。特别是最近开发的精细陶瓷和金属塑料，其性能和使用参数反映了水润滑的当前水平和发展方向轴承。但是，塑料轴承的热膨胀和吸水会导致轴承的间隙发生变化。陶瓷的高脆性和低抗冲击性以及对水中固体颗粒的高敏感性限制了它们的应用。橡胶轴承克服了上述主要缺点。它对沙子不敏感，并具有缓冲和振动抑制等优点，这使得在更苛刻的工作条件下显示出水润滑橡胶轴承的优越性成为可能。因此，水润滑橡胶轴承在国内一些行业，尤其​​是船用泵，泥浆泵，污水泵等行业具有广阔的应用前景。 2006年毕业设计手册1.3水润滑橡胶轴承 1.3.1工作原理和特征橡胶用于水轮机，水泵，船舶推进器轴和涡轮钻的衬套轴承。在大量水润滑下工作。带橡胶轴承的轴承可以承受漂浮在水中的固体颗粒的磨损。如果这些颗粒落在金属轴和橡胶轴承之间，则轴将它们压入弹性橡胶轴承材料中，然后沿旋转方向将它们滚动到最近的水槽中，并被水冲走。

图片显示了作者通过实验研究的八种纵向沟槽水润滑橡胶轴承的常见结构。由于金属轴不允许固体颗粒随其移动，而是使它们整体滚动，因此其磨损并不大。同时，轴颈表面非常光滑，有助于减少橡胶的磨损轴承。由于轴承具有橡胶弹性，因此它对轴的挠曲和振动不敏感，可以在脏水中使用，但不允许在没有水的情况下使用，因为一旦发生干摩擦，轴就会变硬。卡住的橡胶轴承将被燃烧。总而言之橡胶轴承优点，水润滑橡胶轴承具有以下优点：（1）的摩擦系数小。数据表明，橡胶轴承在水润滑条件下的摩擦系数小，与普通润滑条件相当。加工金属轴承。]油中​​的摩擦系数相似（约0.005-0。01)，请参见表2。（2）耐磨且耐用。由于材料的良好匹配，摩擦系数功率消耗小曼铂，因此轴颈表面的磨损很小；特殊的表面橡胶材料柔软而富有弹性，并且具有良好的耐受性；通过轴颈的旋转将嵌入的杂质引入到水通道中，并通过水洗将其清除。因此，橡胶轴承的表面摩擦力非常高。较小，使得2006年毕业设计手册轴承的使用寿命更长。（3）缓冲，抑振，低噪音。这是橡胶的无与伦比的优点。其他水润滑轴承。 BER材料具有良好的弹性，内部阻尼大，可有效防止或减慢振动，噪音和冲击。此外，橡胶的变形还可以缓解轴的应力，并具有自动调整位置的能力。

（4）对安装和冲击不敏感，成本低，重量轻，可以机械加工；运行成本低，可以简化机械结构等。缺点是导热性差，耐油性，起始扭矩大，但从总体上看，水润滑橡胶轴承仍然是最合适的水下轴承之一，它不仅节省了宝贵的有色金属和润滑材料，而且消除了对复杂的润滑剂供应系统，简化了机器结构并改善了性能因此，它具有广泛的应用1.3.2开发和存在的问题。可以说，水润滑橡胶轴承的开发过程中的每一步。它与水润滑的发展并没有分开轴承它出现在1940年代后期，在50、 1960年代进行了更多的工作，而在70、 80、 1990年代进行了较少的研究。国内协会有一些成熟的水库ted rubber 轴承的经验，开发了一些新产品并取得了一定的成果。但是，与国外相比，差距仍然很大，仍然有许多问题需要解决（1）尽管水润滑橡胶轴承拥有制造和生产经验，但是有很多家用水润滑橡胶轴承的设计和制造仍处于经验阶段，许多经验数据仍使用50、 1960年代的国外数据，并且许多不再适用于当前的家用水润滑橡胶轴承。 轴承材料和应用的现状。[2）理论上，中国尚无关于水润滑橡胶的系统报道，轴承国外也没有深入研究，特别是水的润滑机理。润滑橡胶轴承，是否可以形成流体动力润滑，是否可以形成流体动力润滑，对流体动力润滑的轴承，速度和载荷条件尚无明确的研究。

1.3.3润滑机理的研究简介研究表明，对于纵向槽普通水润滑橡胶轴承，润滑方法主要是低速边界润滑，而低速时的流体动力润滑。高速轻载。在高速和重载下存在部分弹性流体动力效应。在水润滑下，最低摩擦系数为0.005〜0.01。速度和负荷对普通橡胶滑动轴承的摩擦系数的影响在低速区域和轻负荷区域更为明显。摩擦系数随速度的增加而减小，随载荷的增加而增大；在高速区域和重负荷区域更加稳定。随着速度和负载的增加而减少。 轴承间隙对摩擦系数也有很大的影响，有一个最佳的间隙值，此时的摩擦系数最小。对于直径υ60〜70mm，最佳间隙范围为0.12〜0.14mm。温度对普通水润滑橡胶轴承的摩擦系数的影响更为敏感，并且摩擦系数随温度的升高而增加。为了确保轴承的正常运行，必须进行足够的水润滑，并且2006毕业设计手册轴承的内部温升不允许超过70。尽管如此，一系列研究结果仍然表明：使用水润滑轴承进行滑动将大大减少摩擦功率损失和润滑液膜的最高温度。通过实际测量，水润滑轴承中的功率损耗约为油润滑轴承的1/6，润滑膜中的最高温度仅为油润滑轴承的约1/2。 1.4水润滑橡胶轴承研究前景从水润滑橡胶轴承的研究和发展来看，水润滑橡胶轴承作为一个年轻的课题，仍然有很多问题需要研究。它的深入研究，从理论上讲，进一步完善滑动轴承的边界润滑和流体润滑理论，填补轴承工业中非金属材料的系统理论，扩大应用范围，具有普遍意义。其他行业的轴承和材料。意思。

在应用方面，它将改变长期使用铁木和电木作为滑动材料轴承的历史，而这种材料在我国乃至世界的漫长海岸线上都会大量使用，并改变了在恶劣环境下工作的机械。机器的结构，例如泵，风扇等，简化了机械结构的设计，制造，安装和维护，增加了使用寿命和生产效率，节省了宝贵的有色金属材料及其经济和社会效益将非常可观。相信在不久的将来，水润滑橡胶轴承的研究和应用将得到很大的发展。 1.5水润滑橡胶的设计原理轴承 1.5.1橡胶层的厚度橡胶轴承的厚度是橡胶轴承设计中的重要参数，具体取决于轴直径，轴平衡，轴旋转的频率以及槽的横截面和负载。然而，在实践中，橡胶层的最小厚度主要考虑正常运行期间悬浮在水中的沙粒的大小轴承，其次，该结构的大小，包括在表面之间建立流体动压力的过程。橡胶轴承和旋转轴颈的表面。润滑所需的最小楔角，即限制轴颈沉入橡胶材料的程度，也与载荷有关。通常，橡胶层优选为薄的。理论上，橡胶层的最小厚度为1.5〜2.5mm，但由于制造工艺的困难，建议橡胶层的最小厚度为6mm。另外，橡胶衬套和金属衬套之间必须具有良好的粘合强度。橡胶和黄铜的粘合是最安全，最可靠的，并且操作简单，因此应首选黄铜衬套。

钢衬套有时需要在钢衬套的内表面进行特殊处理，以确保橡胶和金属之间的粘合强度不小于4 5MPa。 1.5.2 轴承设计比压力因为橡胶是高弹性体，所以比压力太大会导致工作表面过度变形并降低承载能力，因此橡胶轴承的设计比压力]通常按以下公式计算：p = WdL（N / mm2)其中：W- 轴承载荷（N）； d-轴颈直径（mm）； L- 轴承长度（mm）。压力不超过0.4MPa，最适合0.1〜0.15MPa，根据国外经验，轴承的长宽比通常需要L / d