高等教育出版社第16章機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版滾動軸承

高等教育出版社第16章機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版滾動軸承匯報人：AA2024-01-12滾動軸承基本概念與分類滾動軸承選用原則與方法滾動軸承載荷分析與計算滾動軸承壽命預(yù)測與可靠性評估滾動軸承安裝、調(diào)試與維護(hù)保養(yǎng)滾動軸承故障診斷與排除技巧總結(jié)回顧與展望未來發(fā)展趨勢01滾動軸承基本概念與分類滾動軸承是一種將運轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。滾動軸承定義滾動軸承的主要作用是支撐旋轉(zhuǎn)軸或其它運動體，引導(dǎo)轉(zhuǎn)動或移動運動并承受由軸或軸上零件傳遞而來的載荷。滾動軸承作用滾動軸承定義及作用通常與軸緊配合，并與軸一起旋轉(zhuǎn)。內(nèi)圈通常與軸承座或機器的其它部件配合，起支撐作用。外圈在內(nèi)外圈之間滾動，其形狀、大小和數(shù)量決定了軸承的承載能力和特性。滾動體將滾動體均勻隔開，避免相互碰撞，并引導(dǎo)滾動體在正確的滾道上滾動。保持架滾動軸承結(jié)構(gòu)組成深溝球軸承適用于承受徑向和較小的軸向載荷，摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高。調(diào)心球軸承具有自動調(diào)心性能，可以補償同軸度誤差和軸的撓曲變形。圓柱滾子軸承適用于承受較大的徑向載荷和一定的軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速較高。調(diào)心滾子軸承具有自動調(diào)心性能，適用于承受重載荷和沖擊載荷，極限轉(zhuǎn)速較低。角接觸球軸承適用于承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，可以同時承受兩個方向的軸向載荷。圓錐滾子軸承適用于承受以徑向載荷為主的徑向和軸向聯(lián)合載荷，極限轉(zhuǎn)速較高。滾動軸承類型與特點02滾動軸承選用原則與方法根據(jù)軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)妮S承類型和尺寸。載荷大小和性質(zhì)考慮軸承的工作轉(zhuǎn)速，選擇適合的軸承類型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)速高低對于需要調(diào)心的軸承，應(yīng)選擇具有良好調(diào)心性能的軸承類型。調(diào)心性能根據(jù)機械系統(tǒng)的剛性要求，選擇剛度合適的軸承類型和結(jié)構(gòu)。剛性要求選用原則根據(jù)軸承所受載荷、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，通過計算確定所需的軸承類型和尺寸。計算法類比法試驗法參考類似機械中軸承的選用情況，進(jìn)行類比選擇。在試驗臺上模擬實際工作條件，對軸承進(jìn)行試驗選擇。030201選用方法在選擇軸承時，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠蜗?，以保證軸承的正常運轉(zhuǎn)和壽命。軸承游隙軸承與軸和座孔的配合應(yīng)選擇合適的公差等級和配合類型，以保證軸承的精度和穩(wěn)定性。配合與公差根據(jù)軸承的工作條件和要求，選擇適當(dāng)?shù)臐櫥绞胶兔芊饨Y(jié)構(gòu)，以保證軸承的正常潤滑和防止污染物侵入。潤滑與密封在選擇軸承時，應(yīng)考慮其安裝和拆卸的方便性，以便于維護(hù)和更換。安裝與拆卸注意事項03滾動軸承載荷分析與計算徑向載荷軸向載荷傾覆力矩溫度變化載荷類型及影響因素作用于軸承內(nèi)圈的軸向力，通常由軸向傳動的力、預(yù)緊力等引起。作用于軸承的傾覆力矩，通常由軸的彎曲、外部施加的力矩等引起。軸承工作時，由于摩擦熱和外部環(huán)境溫度的變化，會導(dǎo)致軸承內(nèi)部溫度的變化，從而影響軸承的載荷分布和性能。作用于軸承內(nèi)圈的徑向力，通常由軸的重量、外部施加的徑向力等引起。根據(jù)軸承的工作條件和要求，選擇合適的軸承類型和尺寸。確定軸承類型和尺寸計算基本額定載荷確定當(dāng)量動載荷校核軸承壽命根據(jù)軸承的尺寸和參數(shù)，計算軸承的基本額定動載荷和基本額定靜載荷。根據(jù)軸承的實際工作條件，將徑向載荷、軸向載荷和傾覆力矩等轉(zhuǎn)化為當(dāng)量動載荷。根據(jù)當(dāng)量動載荷和基本額定動載荷，計算軸承的壽命，并進(jìn)行校核。載荷計算方法與步驟某機床主軸采用深溝球軸承，已知主軸轉(zhuǎn)速、徑向載荷和軸向載荷，需要計算軸承的當(dāng)量動載荷和壽命。實例一某汽車輪轂采用圓錐滾子軸承，已知車輪的徑向載荷和軸向載荷，需要計算軸承的當(dāng)量動載荷和壽命，并校核其是否滿足要求。實例二某風(fēng)力發(fā)電機主軸采用調(diào)心滾子軸承，已知主軸轉(zhuǎn)速、徑向載荷和軸向載荷，需要計算軸承的當(dāng)量動載荷和壽命，并考慮溫度變化對軸承性能的影響。實例三實例分析04滾動軸承壽命預(yù)測與可靠性評估03基于支持向量機的壽命預(yù)測方法支持向量機適用于小樣本、高維數(shù)和非線性問題，可用于滾動軸承的壽命預(yù)測。01基于威布爾分布的壽命預(yù)測模型該模型適用于滾動軸承的壽命預(yù)測，能夠描述軸承在不同應(yīng)力水平下的壽命分布情況。02基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壽命預(yù)測方法利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強大的非線性映射能力，通過對歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)對滾動軸承剩余壽命的預(yù)測。壽命預(yù)測模型及方法可靠性評估指標(biāo)及方法可靠度指在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，滾動軸承能夠完成規(guī)定功能的概率。失效概率指在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，滾動軸承不能完成規(guī)定功能的概率。平均無故障工作時間指滾動軸承在規(guī)定的條件下，平均能夠連續(xù)工作多長時間而不出現(xiàn)故障?；谛阅芡嘶瘮?shù)據(jù)的可靠性評估方法通過對滾動軸承性能退化數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)對軸承可靠性的評估?？刂戚S承制造質(zhì)量加強軸承制造過程中的質(zhì)量控制，確保軸承的各項性能指標(biāo)符合要求。加強軸承維護(hù)和保養(yǎng)定期對軸承進(jìn)行檢查、清洗和潤滑，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題，延長軸承使用壽命。合理選擇軸承類型和尺寸根據(jù)實際應(yīng)用需求，選擇適合的軸承類型和尺寸，避免過大或過小的軸承對設(shè)備造成不良影響。優(yōu)化軸承設(shè)計改進(jìn)軸承結(jié)構(gòu)、材料和制造工藝，提高軸承的承載能力和抗疲勞性能。提高壽命和可靠性措施05滾動軸承安裝、調(diào)試與維護(hù)保養(yǎng)

安裝前準(zhǔn)備工作檢查軸承確認(rèn)軸承型號、尺寸和精度等級是否符合設(shè)計要求，檢查軸承內(nèi)外圈、滾動體和保持架是否有損傷或缺陷。清潔工作清除軸承及軸承座內(nèi)的油污和雜質(zhì)，確保安裝環(huán)境清潔。準(zhǔn)備工具準(zhǔn)備好安裝所需的專用工具，如軸承加熱器、軸承安裝套筒、力矩扳手等。加熱軸承對于過盈配合的軸承，需采用合適的加熱方法（如油浴加熱）將軸承加熱至適當(dāng)溫度，以便于安裝。安裝順序按照正確的順序?qū)⑤S承安裝在軸上或軸承座內(nèi)，注意軸承的方向和位置?？刂瓢惭b力在安裝過程中，要控制好安裝力的大小和方向，避免對軸承造成損傷。安裝過程注意事項空載試運轉(zhuǎn)在設(shè)備安裝完成后，進(jìn)行空載試運轉(zhuǎn)，檢查軸承的旋轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)、有無異常聲響和振動。加載試運轉(zhuǎn)在空載試運轉(zhuǎn)正常后，逐步加載至設(shè)計負(fù)荷進(jìn)行試運轉(zhuǎn)，觀察軸承的溫升、振動和噪聲等性能指標(biāo)是否正常。調(diào)整間隙根據(jù)試運轉(zhuǎn)結(jié)果，對軸承的游隙進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以保證軸承在正常工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性。調(diào)試方法及步驟根據(jù)軸承的工作條件和設(shè)計要求，定期加注適量的潤滑劑，保持軸承的良好潤滑狀態(tài)。定期潤滑定期對軸承進(jìn)行檢查，包括外觀檢查、溫升檢查、振動和噪聲檢查等，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。定期檢查在軸承達(dá)到使用壽命或出現(xiàn)故障時，應(yīng)及時進(jìn)行清洗和更換，以保證設(shè)備的正常運行。清洗與更換維護(hù)保養(yǎng)策略建議06滾動軸承故障診斷與排除技巧疲勞剝落滾動軸承在運轉(zhuǎn)過程中，因摩擦導(dǎo)致金屬表面磨損，降低軸承精度和壽命。磨損壓痕銹蝕由于滾動軸承長時間承受交變載荷作用，導(dǎo)致金屬表面疲勞產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而引發(fā)剝落現(xiàn)象。軸承金屬表面與周圍環(huán)境中的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致軸承表面生銹。由于異物侵入或安裝不當(dāng)?shù)仍?，在軸承滾道或滾動體表面產(chǎn)生的局部凹陷。常見故障類型及原因通過檢測軸承運轉(zhuǎn)過程中的振動信號，分析振動頻率和幅值等特征，判斷軸承故障類型和嚴(yán)重程度。振動分析法對軸承潤滑油進(jìn)行定期取樣分析，通過檢測油液中的磨損顆粒、水分、污染物等成分，判斷軸承磨損情況和故障類型。油液分析法利用噪聲檢測儀收集軸承運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的聲音信號，分析噪聲的頻率和幅值等特征，診斷軸承故障。噪聲檢測法通過監(jiān)測軸承運轉(zhuǎn)過程中的溫度變化，分析溫度異常升高的原因，判斷軸承是否存在故障。溫度監(jiān)測法故障診斷方法介紹針對疲勞剝落故障，應(yīng)優(yōu)化軸承結(jié)構(gòu)和材料，提高軸承的承載能力和抗疲勞性能。對于磨損故障，可采取定期更換潤滑油、保持軸承清潔、避免過載等措施來減緩磨損速度。針對壓痕故障，應(yīng)檢查軸承安裝是否正確、清除異物并更換受損部件。對于銹蝕故障，應(yīng)加強軸承的密封和防護(hù)措施，定期清洗和涂抹防銹劑。01020304故障排除技巧分享07總結(jié)回顧與展望未來發(fā)展趨勢滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)和分類詳細(xì)闡述了滾動軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架等組成部分，以及其按照承受載荷方向、滾動體形狀和排列方式進(jìn)行的分類。滾動軸承的工作原理和性能特點深入探討了滾動軸承通過滾動摩擦代替滑動摩擦來減小摩擦阻力的工作原理，以及具有高剛度、高效率、長壽命等性能特點。滾動軸承的選用和計算系統(tǒng)介紹了滾動軸承的選用原則、計算方法和校核步驟，包括載荷分析、壽命計算、額定動載荷和額定靜載荷的確定等。關(guān)鍵知識點總結(jié)回顧隨著高端裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，滾動軸承作為關(guān)鍵基礎(chǔ)件，其高精度、高可靠性、長壽命等特性將在航空航天、軌道交通、能源等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。高端裝備制造領(lǐng)域的應(yīng)用拓展結(jié)合工業(yè)4.0和智能制造等發(fā)展趨勢，探討滾動軸承設(shè)計與制造過程中智能化和數(shù)字化技術(shù)的融合應(yīng)用，如CAD/CAE/CAM