畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-16T、跨度16.5m橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

III類）起升、變幅機(jī)構(gòu)的支撐零件，防爬裝置，取物裝置和制動器零件鍛、軋件鑄件1.451.451.601.801.451.451.601.801.301.301.401.60運(yùn)行、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的零件鍛、軋件鑄件1.301.301.401.601.301.301.401.60————注：在特殊載荷（安裝、運(yùn)輸、沖擊載荷）情況下的安全系數(shù)一律取為：對綴、軋件，對鑄件。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：（3-42）許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：（3-43）因此，，靜強(qiáng)度驗(yàn)算通過。浮動軸徑：，?。▍⒁娤聢D）第四章小車車架的設(shè)計(jì)4.1小車架結(jié)構(gòu)及型式選擇小車架的型式有鑄造的，鉚接的和焊接的三種。因焊劑技術(shù)的發(fā)展與成熟，現(xiàn)在焊接的小車架已成為最普遍選用的型式。本設(shè)計(jì)中小車架選用焊接的型式。焊接的小車架由型鋼（槽鋼、工字鋼、角鋼）和鋼板焊接而成。其重量較輕，且剛度較好。小車架的主要受力構(gòu)件有：兩根順著小車軌道的縱梁，兩根與之相垂直的橫梁?？v梁支承在車輪的軸承上；橫梁與縱梁焊在一起形成一剛性整體。小車架的主要構(gòu)件圖如圖3.1：圖4.1小車架的主要構(gòu)件在縱梁與橫梁上邊焊有鋼板，構(gòu)成小車架的臺面。為了安裝方便，臺面上安裝電動機(jī)、減速器、制動器和軸承座的地方焊有墊板，且這些墊板的加工面布置在同一平面上。在小車臺面板下邊，焊有一些加勁板，以增強(qiáng)安裝部件的局部剛度。如圖4.2，在小車架縱梁兩端，有彎曲的下蓋板1；在它上邊焊有墊板2，此墊板是用來安裝車輪的角形軸承箱的。墊板的四面都要加工；側(cè)面的寬度要與角形軸承箱的凹槽相配合。圖4.2安裝車輪的墊板在布置好運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)在小車架上的位置后，確定小車的軌距：，輪距：，小車架的具體尺寸見圖紙。至此，根據(jù)所選擇和設(shè)計(jì)的各部件的重量以及起升機(jī)構(gòu)的重量，小車機(jī)構(gòu)的總重實(shí)際約為，與原始數(shù)據(jù)的相比，本設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)有足夠的裕量，故不需重新校核。4.2箱形梁的校核4.2.1橫梁的強(qiáng)度計(jì)算橫梁的截面圖如圖4.3：圖4.3橫梁截面圖小車所受的載荷視為均布載荷，假定小車的實(shí)際自重是橫梁承受的全部載荷，作出橫梁的載荷計(jì)算簡圖a、剪力圖b和彎矩圖c，如圖4.4：圖4.4a橫梁載荷計(jì)算簡b剪力圖c彎矩圖由圖可知B截面為危險(xiǎn)截面，在此處梁受有最大彎矩：(4-1)式中：—橫梁的長度（），，見圖紙—小車實(shí)際所受的載荷，由前面可知其值所以橫梁的彎曲正應(yīng)力：(4-2)式中：—梁的凈截面模數(shù)由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》[2]可知其近似值，式中各符號意義見圖4.3所以所以橫梁的材料是Q235，其彎曲許用應(yīng)力為：所以，彎曲應(yīng)力校核通過。橫梁所受的剪力：(4-3)橫梁在剪力作用下引起的腹板中最大剪應(yīng)力：(4-4)式中：—橫梁受到的剪力（N）—截面半面積對水平重心的靜矩(4-5)—端部截面對水平重心軸線的慣性矩（）(4-6)—主梁一塊腹板的厚度所以對于材料Q235，許用剪應(yīng)力：所以，剪應(yīng)力校核通過。4.2.2縱梁的扭轉(zhuǎn)計(jì)算縱梁所受的純扭轉(zhuǎn)剪力流在整個截面上環(huán)形封閉，單獨(dú)平衡外扭矩；而約束扭轉(zhuǎn)剪力流在截面上是自相平衡的。剪應(yīng)力的分布如圖4.5：圖4.5剪應(yīng)力分布簡圖截面上產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力：(4-7)式中：—作用在所計(jì)算截面的扭矩，—截面輪廓中線所圍成的面積的兩倍—截面中最小的壁厚所以前面已算出所以，縱梁剪應(yīng)力校核通過。因?yàn)樵趯M梁和縱梁的校核中，載荷是已經(jīng)放大了的值，所以小車箱形梁的校核完全可以通過。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是對大學(xué)中所學(xué)知識的回顧，是對以往所學(xué)知識的綜合運(yùn)用，鍛煉了我們的獨(dú)立思考能力、獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力、畫圖能力，更是從課本中的理論知識到生產(chǎn)實(shí)際的轉(zhuǎn)變。粉條面團(tuán)混合機(jī)主要創(chuàng)新特點(diǎn)在于攪拌葉片的安裝方法，殼體兩端焊接蓋板，目的是為了在葉片損壞或軸斷裂時方便拆裝，減少工作量，有利于節(jié)省成本，有一定的經(jīng)濟(jì)性。在這之前，雖然經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)學(xué)到了很多知識，但是還沒有機(jī)會來運(yùn)用和掌握這些東西。通過這次實(shí)踐，我對機(jī)械設(shè)計(jì)過程都有了全面的了解，設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖方面的能力都得到了全面的訓(xùn)練和提高，也使我對機(jī)械產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，更堅(jiān)定了我從事機(jī)械行業(yè)的信心。設(shè)計(jì)初期，我去圖書館的網(wǎng)站內(nèi)下載了許多相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對果蔬打漿主軸破碎機(jī)有所了解，然后開始準(zhǔn)備我的開題報(bào)告、任務(wù)書和文獻(xiàn)綜述。在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，我也遇到了很多困難，經(jīng)過多次的數(shù)據(jù)修改才把總體方案給確定下來，開始畫圖等工作。設(shè)計(jì)期間得到了我的指導(dǎo)老師的幫助，我覺得從與老師的溝通過程中，我能學(xué)到很多東西，老師可以從另外一個角度來啟發(fā)我，給了我很多幫助、鼓勵和指導(dǎo)。通過這段時間的設(shè)計(jì)，我已基本按照設(shè)計(jì)要求完成粉條面團(tuán)混合機(jī)的設(shè)計(jì)，但是由于本人知識水平有限，又沒有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中定存在不足之處，敬請老師同學(xué)批評指正，提出寶貴意見，以便及時糾正。當(dāng)然，我知道整個畢業(yè)設(shè)計(jì)還沒有結(jié)束，因?yàn)檫€需要答辯，還要有答辯老師的提問與意見，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能最終畫上句號。因此，我還需要繼續(xù)努力，認(rèn)真準(zhǔn)備答辯，仔細(xì)檢查我的論文，更好的完善，為我的大學(xué)畫上一個圓滿的句號。參考文獻(xiàn)[1]吳麗萍.我國起重機(jī)新技術(shù)的進(jìn)展與國外發(fā)展動向[J].山西機(jī)械,2002,(4):51-52.[2]田金金,陳志平,張巨勇等主編.橋式起重機(jī)安全檢測法綜述及展望[J].機(jī)電工程，2009,3(26):1-5.[3]王小明，盧志強(qiáng)主編.國內(nèi)外大型起重機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2009,2(22):6-8.[4]李偉,李瑞華主編.起重機(jī)智能控制的發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J].煤礦機(jī)械,2006,8(27)3-4.[5]傅東明主編.起重機(jī)械[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.[6]《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》編寫組主編.國家標(biāo)準(zhǔn)GB3811—83《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》[M].北京：國家標(biāo)準(zhǔn)局出版社，1983.[7]張質(zhì)文等主編.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2001.[8]成大先主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第三版[M].第1～5卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1994.[9]劉曰奇.橋式起重機(jī)箱型主梁結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化研宄[D].黑龍江:東北林業(yè)大學(xué),2012.[10]Y.Torrisi.Cranegrabspoleposition[M].AustralianMining.1998.[11]EnriqueCastillo,RobertonMinguez,CarmenCastillo.ReliabilityEngineeringandSystemSafety,2008,93(12);1788-1800.[12]金星池.國內(nèi)起重機(jī)設(shè)計(jì)展望[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012,16:96.[13]焦洪宇,周奇才,吳青龍等主編.橋式起重機(jī)箱型主梁周期性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J].礦山機(jī)械，2014,23(50):134-139.[14]王衛(wèi)輝，孟小胴，強(qiáng)寶民等主編.橋式起重機(jī)安全評估指標(biāo)體系研究和系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2013,9(9):156-159.[15]楊瑞剛，徐格寧，范小寧等主編.橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)可靠性失效準(zhǔn)則與剩余壽命評估準(zhǔn)則[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2009,10(19):95-100.[16]張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國鐵道出版社，1998[17]朱學(xué)敏.起重機(jī)械[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[18]黃燕.起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)制造工藝[M].北京：中國鐵道出版社，1996[19]王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2003[20]Sorsl.fatiguedesignofmachinecomponents.oxford:pergramonpress.1971.致謝四年大學(xué)生活即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教育的一個重要的關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，能順利地完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)離不開各位老師和同學(xué)的幫助。首先應(yīng)該感謝我的指導(dǎo)老師，在我們畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，他工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度讓我十分敬佩。此外，他對待學(xué)生和藹可親，不厭其煩的為學(xué)生解決設(shè)計(jì)中遇到的困難，指導(dǎo)我們?nèi)绾卫砬逅悸罚樌倪M(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的整個過程中，給予我精心的指導(dǎo)與幫助，為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)付出了辛勤的勞動，傾注了大量時間和精力。沒有老師的幫助就沒有今天的設(shè)計(jì)成果，在此向他表示誠摯的敬意和衷心的感謝。通過這次設(shè)計(jì)使我意識到遇到問題首先應(yīng)該獨(dú)立思考問題并解決問題，同時在此過程中還讓我明白了一些做人的道理。在此表示真誠的感謝，同時也感謝在設(shè)計(jì)過程中幫助過我的老師和同學(xué)。最后，感謝我的同窗好友，四年來我們朝夕相處，共同進(jìn)步，感謝你們在大學(xué)四年里給予我的所有關(guān)心和幫助。附錄：如何延長軸承壽命摘要：自然界苛刻的工作條件會導(dǎo)致軸承的失效，但是如果遵循一些簡單的規(guī)則，軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)會是能夠被提高的。在軸承的使用過程當(dāng)中，過分的忽視會導(dǎo)致軸承的過熱現(xiàn)象，也可能使軸承不能夠再被使用，甚至完全的破壞。但是一個被損壞的軸承，會留下它為什么被損壞的線索。通過一些細(xì)致的偵察工作，我們可以采取行動來避免軸承的再次失效。關(guān)鍵詞：軸承失效壽命導(dǎo)致軸承失效的原因很多，但常見的是不正確的使用、污染、潤滑劑使用不當(dāng)、裝卸或搬運(yùn)時的損傷及安裝誤差等。診斷失效的原因并不困難，因?yàn)楦鶕?jù)軸承上留下的痕跡可以確定軸承失效的原因。然而，當(dāng)事后的調(diào)查分析提供出寶貴的信息時，最好首先通過正確地選定軸承來完全避免失效的發(fā)生。為了做到這一點(diǎn)，再考察一下制造廠商的尺寸定位指南和所選軸承的使用特點(diǎn)是非常重要的。1軸承失效的原因在球軸承的失效中約有40%是由灰塵、臟物、碎屑的污染以及腐蝕造成的。污染通常是由不正確的使用和不良的使用環(huán)境造成的，它還會引起扭矩和噪聲的問題。由環(huán)境和污染所產(chǎn)生的軸承失效是可以預(yù)防的，而且通過簡單的肉眼觀察是可以確定產(chǎn)生這類失效的原因。通過失效后的分析可以得知對已經(jīng)失效的或?qū)⒁У妮S承應(yīng)該在哪些方面進(jìn)行查看。弄清諸如剝蝕和疲勞破壞一類失效的機(jī)理，有助于消除問題的根源。只要使用和安裝合理，軸承的剝蝕是容易避免的。剝蝕的特征是在軸承圈滾道上留有由沖擊載荷或不正確的安裝產(chǎn)生的壓痕。剝蝕通常是在載荷超過材料屈服極限時發(fā)生的。如果安裝不正確從而使某一載荷橫穿軸承圈也會產(chǎn)生剝蝕。軸承圈上的壓坑還會產(chǎn)生噪聲、振動和附加扭矩。類似的一種缺陷是當(dāng)軸承不旋轉(zhuǎn)時由于滾珠在軸承圈間振動而產(chǎn)生的橢圓形壓痕。這種破壞稱為低荷振蝕。這種破壞在運(yùn)輸中的設(shè)備和不工作時仍振動的設(shè)備中都會產(chǎn)生。此外，低荷振蝕產(chǎn)生的碎屑的作用就象磨粒一樣，會進(jìn)一步損害軸承。與剝蝕不同，低荷振蝕的特征通常是由于微振磨損腐蝕在潤滑劑中會產(chǎn)生淡紅色。消除振動源并保持良好的軸承潤滑可以防止低荷振蝕。給設(shè)備加隔離墊或?qū)Φ鬃M(jìn)行隔離可以減輕環(huán)境的振動。另外在軸承上加一個較小的預(yù)載荷不僅有助于滾珠和軸承圈保持緊密的接觸，并且對防止在設(shè)備運(yùn)輸中產(chǎn)生的低荷振蝕也有幫助。造成軸承卡住的原因是缺少內(nèi)隙、潤滑不當(dāng)和載荷過大。在卡住之前，過大的摩擦和熱量使軸承鋼軟化。過熱的軸承通常會改變顏色，一般會變成藍(lán)黑色或淡黃色。摩擦還會使保持架受力，這會破壞支承架，并加速軸承的失效。材料過早出現(xiàn)疲勞破壞是由重載后過大的預(yù)載引起的。如果這些條件不可避免，就應(yīng)仔細(xì)計(jì)算軸承壽命，以制定一個維護(hù)計(jì)劃。另一個解決辦法是更換材料。若標(biāo)準(zhǔn)的軸承材料不能保證足夠的軸承壽命，就應(yīng)當(dāng)采用特殊的材料。另外，如果這個問題是由于載荷過大造成的，就應(yīng)該采用抗載能力更強(qiáng)或其他結(jié)構(gòu)的軸承。蠕動不象過早疲勞那樣普遍。軸承的蠕動是由于軸和內(nèi)圈之間的間隙過大造成的。蠕動的害處很大，它不僅損害軸承，也破壞其他零件。蠕動的明顯特征是劃痕、擦痕或軸與內(nèi)圈的顏色變化。為了防止蠕動，應(yīng)該先用肉眼檢查一下軸承箱件和軸的配件。蠕動與安裝不正有關(guān)。如果軸承圈不正或翹起，滾珠將沿著一個非圓周軌道運(yùn)動。這個問題是由于安裝不正確或公差不正確或軸承安裝現(xiàn)場的垂直度不夠造成的。如果偏斜超過0.25°，軸承就會過早地失效。檢查潤滑劑的污染比檢查裝配不正或蠕動要困難得多。污染的特征是使軸承過早的出現(xiàn)磨損。潤滑劑中的固體雜質(zhì)就象磨粒一樣。如果滾珠和保持架之間潤滑不良也會磨損并削弱保持架。在這種情況下，潤滑對于完全加工形式的保持架來說是至關(guān)重要的。相比之下，帶狀或冠狀保持架能較容易地使?jié)櫥瑒┑竭_(dá)全部表面。銹是濕氣污染的一種形式，它的出現(xiàn)常常表明材料選擇不當(dāng)。如果某一材料經(jīng)檢驗(yàn)適合工作要求，那么防止生銹的最簡單的方法是給軸承包裝起來，直到安裝使用時才打開包裝。2避免失效的方法解決軸承失效問題的最好辦法就是避免失效發(fā)生。這可以在選用過程中通過考慮關(guān)鍵性能特征來實(shí)現(xiàn)。這些特征包括噪聲、起動和運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩、剛性、非重復(fù)性振擺以及徑向和軸向間隙。扭矩要求是由潤滑劑、保持架、軸承圈質(zhì)量（彎曲部分的圓度和表面加工質(zhì)量）以及是否使用密封或遮護(hù)裝置來決定。潤滑劑的粘度必須認(rèn)真加以選擇，因?yàn)椴贿m宜的潤滑劑會產(chǎn)生過大的扭矩，這在小型軸承中尤其如此。另外，不同的潤滑劑的噪聲特性也不一樣。舉例來說，潤滑脂產(chǎn)生的噪聲比潤滑油大一些。因此，要根據(jù)不同的用途來選用潤滑劑。在軸承轉(zhuǎn)動過程中，如果內(nèi)圈和外圈之間存在一個隨機(jī)的偏心距，就會產(chǎn)生與凸輪運(yùn)動非常相似的非重復(fù)性振擺（NRR）。保持架的尺寸誤差和軸承圈與滾珠的偏心都會引起NRR。和重復(fù)性振擺不同的是，NRR是沒有辦法進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?。在工業(yè)中一般是根據(jù)具體的應(yīng)用來選擇不同類型和精度等級的軸承。例如，當(dāng)要求振擺最小時，軸承的非重復(fù)性振擺不能超過0.3微米。同樣，機(jī)床主軸只能容許最小的振擺，以保證切削精度。因此在機(jī)床的應(yīng)用中應(yīng)該使用非重復(fù)性振擺較小的軸承。在許多工業(yè)產(chǎn)品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮護(hù)裝置來保護(hù)軸承，使其免受灰塵或臟物的侵蝕。但是，由于軸承內(nèi)外圈的運(yùn)動，使軸承的密封不可能達(dá)到完美的程度，因此潤滑油的泄漏和污染始終是一個未能解決的問題。一旦軸承受到污染，潤滑劑就要變質(zhì)，運(yùn)行噪聲也隨之變大。如果軸承過熱，它將會卡住。當(dāng)污染物處于滾珠和軸承圈之間時，其作用和金屬表面之間的磨粒一樣，會使軸承磨損。采用密封和遮護(hù)裝置來擋開臟物是控制污染的一種方法。噪聲是反映軸承質(zhì)量的一個指標(biāo)。軸承的性能可以用不同的噪聲等級來表示。噪聲的分析是用安德遜計(jì)進(jìn)行的，該儀器在軸承生產(chǎn)中可用來控制質(zhì)量，也可對失效的軸承進(jìn)行分析。將一傳感器連接在軸承外圈上，而內(nèi)圈在心軸以1800r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。測量噪聲的單位為anderon。即用um/rad表示的軸承位移。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，觀察者可以根據(jù)聲音辨別出微小的缺陷。例如，灰塵產(chǎn)生的是不規(guī)則的劈啪聲；滾珠劃痕產(chǎn)生一種連續(xù)的爆破聲，確定這種劃痕最困難；內(nèi)圈損傷通常產(chǎn)生連續(xù)的高頻噪聲，而外圈損傷則產(chǎn)生一種間歇的聲音。軸承缺陷可以通過其頻率特性進(jìn)一步加以鑒定。通常軸承缺陷被分為低、中、高三個波段。缺陷還可以根據(jù)軸承每轉(zhuǎn)動一周出現(xiàn)的不規(guī)則變化的次數(shù)加以鑒定。低頻噪聲是長波段不規(guī)則變化的結(jié)果。軸承每轉(zhuǎn)一周這種不規(guī)則變化可出現(xiàn)1.6~10次，它們是由各種干涉（例如軸承圈滾道上的凹坑）引起的?？刹煊X的凹坑是一種制造缺陷，它是在制造過程中由于多爪卡盤夾的太緊而形成的。中頻噪聲的特征是軸承每旋轉(zhuǎn)一周不規(guī)則變化出現(xiàn)10~60次。這種缺陷是由在軸承圈和滾珠的磨削加工中出現(xiàn)的振動引起的。軸承每旋轉(zhuǎn)一周高頻不規(guī)則變化出現(xiàn)60~300次，它表明軸承上存在著密集的振痕或大面積的粗糙不平。利用軸承的噪聲特性對軸承進(jìn)行分類，用戶除了可以確定大多數(shù)廠商所使用的ABEC標(biāo)準(zhǔn)外，還可確定軸承的噪聲等級。ABEC標(biāo)準(zhǔn)只定義了諸如孔、外徑、振擺等尺寸公差。隨著ABEC級別的增加（從3增到9），公差逐漸變小。但ABEC等級并不能反映其他軸承特性，如軸承圈質(zhì)量、粗糙度、噪聲等。因此，噪聲等級的劃分有助于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)。EXTENDINGBEARINGLIFEAbstract：Natureworkshardtodestroybearings,buttheirchancesofsurvivalcanbeimprovedbyfollowingafewsimpleguidelines.Extremeneglectinabearingleadstooverheatingandpossiblyseizureor,atworst,anexplosion.Butevenafailedbearingleavescluesastowhatwentwrong.Afteralittledetectivework,actioncanbetakentoavoidarepeatperformance.Keywords:bearingsfailureslifeBearingsfailforanumberofreasons，butthemostcommonaremisapplication，contamination，improperlubricant，shippingorhandlingdamage，andmisalignment.Theproblemisoftennotdifficulttodiagnosebecauseafailedbearingusuallyleavestelltalesignsaboutwhatwentwrong．However，whileapostmortemyieldsgoodinformation，itisbettertoavoidtheprocessaltogetherbyspecifyingthebearingcorrectlyinThefirstplace．Todothis，itisusefultoreviewthemanufacturerssizingguidelinesandoperatingcharacteristicsfortheselectedbearing.Equallycriticalisastudyofrequirementsfornoise,torque,andrunout,aswellaspossibleexposuretocontaminants,hostileliquids,andtemperatureextremes.Thiscanprovidefurthercluesastowhetherabearingisrightforajob.1WhybearingsfailAbout40%ofballbearingfailuresarecausedbycontaminationfromdust,dirt,shavings,andcorrosion.Contaminationalsocausestorqueandnoiseproblems,andisoftentheresultofimproperhandlingortheapplicationenvironment．Fortunately,abearingfailurecausedbyenvironmentorhandlingcontaminationispreventable，andasimplevisualexaminationcaneasilyidentifythecause．Conductingapostmortemil1ustrateswhattolookforonafailedorfailingbearing．Then，understandingthemechanismbehindthefailure,suchasbrinellingorfatigue,helpseliminatethesourceoftheproblem.Brinellingisonetypeofbearingfailureeasilyavoidedbyproperhandingandassembly.Itischaracterizedbyindentationsinthebearingracewaycausedbyshockloading－suchaswhenabearingisdropped-orincorrectassembly.Brinellingusuallyoccurswhenloadsexceedthematerialyieldpoint(350,000psiinSAE52100chromesteel)．Itmayalsobecausedbyimproperassembly,Whichplacesaloadacrosstheraces．Racewaydentsalsoproducenoise，vibration，andincreasedtorque.Asimilardefectisapatternofellipticaldentscausedbyballsvibratingbetweenracewayswhilethebearingisnotturning．Thisproblemiscalledfalsebrinelling.Itoccursonequipmentintransitorthatvibrateswhennotinoperation.Inaddition,debriscreatedbyfalsebrinellingactslikeanabrasive,furthercontaminatingthebearing.Unlikebrinelling,falsebinellingisoftenindicatedbyareddishcolorfromfrettingcorrosioninthelubricant.Falsebrinellingispreventedbyeliminatingvibrationsourcesandkeepingthebearingwelllubricated.Isolationpadsontheequipmentoraseparatefoundationmayberequiredtoreduceenvironmentalvibration.Alsoalightpreloadonthebearinghelpskeeptheballsandracewayintightcontact.Preloadingalsohelpspreventfalsebrinellingduringtransit.Seizurescanbecausedbyalackofinternalclearance,improperlubrication,orexcessiveloading.Beforeseizing,excessive,frictionandheatsoftensthebearingsteel.Overheatedbearingsoftenchangecolor，usuallytoblue-blackorstrawcolored．Frictionalsocausesstressintheretainer，whichcanbreakandhastenbearingfailure．Prematurematerialfatigueiscausedbyahighloadorexcessivepreload．Whentheseconditionsareunavoidable，bearinglifeshouldbecarefullycalculatedsothatamaintenanceschemecanbeworkedout．Anothersolutionforfightingprematurefatigueischangingmaterial．Whenstandardbearingmaterials，suchas440CorSAE52100，donotguaranteesufficientlife，specialtymaterialscanberecommended.Inaddition，whentheproblemistracedbacktoexcessiveloading，ahighercapacitybearingordifferentconfigurationmaybeused．Creepislesscommonthanprematurefatigue．Inbearings．itiscausedbyexcessiveclearancebetweenboreandshaftthatallowstheboretorotateontheshaft．Creepcanbeexpensivebecauseitcausesdamagetoothercomponentsinadditiontothebearing．0thermorelikelycreepindicatorsarescratches，scuffmarks，ordiscolorationtoshaftandbore．Topreventcreepdamage，thebearinghousingandshaftfittingsshouldbevisuallychecked．Misalignmentisrelatedtocreepinthatitismountingrelated．Ifracesaremisalignedorcocked．Theballstrackinanoncircumferencialpath．Theproblemisincorrectmountingortolerancing，orinsufficientsquarenessofthebearingmountingsite．Misalignmentofmorethan1/4·cancauseanearlyfailure．Contaminatedlubricantisoftenmoredifficulttodetectthanmisalignmentorcreep．Contaminationshowsasprematurewear．Solidcontaminantsbecomeanabrasiveinthelubricant．Inaddition。insufficientlubricationbetweenballandretainerwearsandweakenstheretainer．Inthissituation，lubricationiscriticaliftheretainerisafullymachinedtype．Ribbonorcrownretainers，incontrast，allowlubricantstomoreeasilyreachallsurfaces．Rustisaformofmoisturecontaminationandoftenindicatesthewrongmaterialfortheapplication．Ifthematerialchecksoutforthejob，theeasiestwaytopreventrustistokeepbearingsintheirpackaging，untiljustbeforeinstallation．2AvoidingfailuresThebestwaytohandlebearingfailuresistoavoidthem．Thiscanbedoneintheselectionprocessbyrecognizingcriticalperformancecharacteristics．Theseincludenoise，startingandrunningtorque，stiffness，nonrepetitiverunout，andradialandaxialplay．Insomeapplications,theseitemsaresocriticalthatspecifyinganABEClevelaloneisnotsufficient．Torquerequirementsaredeterminedbythelubricant，retainer，racewayquality(roundnesscrosscurvatureandsurfacefinish)，andwhethersealsorshieldsareused．Lubricantviscositymustbeselectedcarefullybecauseinappropriatelubricant，especiallyinminiaturebearings，causesexcessivetorque．Also，differentlubricantshavevaryingnoisecharacteristicsthatshouldbematchedtotheapplication.Forexample，greasesproducemorenoisethanoil．Nonrepetitiverunout(NRR)occursduringrotationasarandomeccentricitybetweentheinnerandouterraces，muchlikeacamaction．NRRcanbecausedbyretainertoleranceoreccentricitiesoftheracewaysandballs．Unlikerepetitiverunout,nocompensationcanbemadeforNRR.NRRisreflectedinthecostofthebearing．Itiscommonintheindustrytoprovidedifferentbearingtypesandgradesforspecificapplications．Forexample，abearingwithanNRRoflessthan0.3umisusedwhenminimalrunoutisneeded，suchasindisk—drivespindlemotors．Similarly，machine—toolspindlestolerateonlyminimaldeflectionstomaintainprecisioncuts．Consequently,bearingsaremanufacturedwithlowNRRjustformachine-toolapplications．Contaminationisunavoidableinmanyindustrialproducts，andshieldsandsealsarecommonlyusedtoprotectbearingsfromdustanddirt．However，aperfectbearingsealisnotpossiblebecauseofthemovementbetweeninnerandouterraces．Consequently，lubricationmigrationandcontaminationarealwaysproblems．Onceabearingiscontaminated,itslubricantdeterioratesandoperationbecomesnoisier．Ifitoverheats，thebearingcanseize．Attheveryleast，contaminationcauseswearasitworksbetweenballsandtheraceway，becomingimbeddedintheracesandactingasanabrasivebetweenmetalsurfaces．Fendingoffdirtwithsealsandshieldsillustratessomemethodsforcontrollingcontamination．Noiseisasanindicatorofbearingquality．Variousnoisegradeshavebeendevelopedtoclassifybearingperformancecapabilities．NoiseanalysisisdonewithanAnderonmeter,whichisusedforqualitycontrolinbearingproductionandalsowhenfailedbearingsarereturnedforanalysis.Atransducerisattachedtotheouterringandtheinnerraceisturnedat1,800rpmonanairspindle.Noiseismeasuredinandirons,whichrepresentballdisplacementin