《ch滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)》課件

《ch滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)》本課程介紹滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)的理論和實(shí)踐。從基本概念到設(shè)計(jì)步驟，涵蓋軸承材料選擇、潤(rùn)滑方式、尺寸計(jì)算等關(guān)鍵內(nèi)容。課程目標(biāo)掌握滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)原理理解滑動(dòng)軸承的工作原理和摩擦特性。掌握潤(rùn)滑油膜理論和壓力分布計(jì)算方法。學(xué)會(huì)滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)方法熟悉軸承尺寸設(shè)計(jì)、材料選擇和潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)。了解軸承安裝、調(diào)試和維護(hù)的注意事項(xiàng)?；瑒?dòng)軸承簡(jiǎn)介滑動(dòng)軸承是一種機(jī)械零件，主要用于支撐旋轉(zhuǎn)軸或其他運(yùn)動(dòng)部件，并允許其相對(duì)運(yùn)動(dòng)。滑動(dòng)軸承通常由兩個(gè)相互摩擦的表面組成：一個(gè)固定表面和一個(gè)運(yùn)動(dòng)表面，它們之間通過(guò)潤(rùn)滑油或其他潤(rùn)滑劑隔開(kāi)?；瑒?dòng)軸承在許多機(jī)械設(shè)備中都有廣泛的應(yīng)用，例如汽車、飛機(jī)、船舶、電機(jī)等?；瑒?dòng)軸承分類11.徑向滑動(dòng)軸承主要承受徑向載荷，廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備。22.軸向滑動(dòng)軸承主要承受軸向載荷，用于固定軸向位置，防止軸向移動(dòng)。33.復(fù)合滑動(dòng)軸承可以同時(shí)承受徑向和軸向載荷，結(jié)合了兩種類型軸承的優(yōu)點(diǎn)。44.特殊滑動(dòng)軸承如自潤(rùn)滑軸承、氣體滑動(dòng)軸承等，適應(yīng)特殊工況需求?；瑒?dòng)軸承的摩擦特性摩擦系數(shù)滑動(dòng)軸承摩擦系數(shù)相對(duì)較低，一般為0.01-0.05。摩擦類型滑動(dòng)軸承以邊界摩擦和混合摩擦為主，液壓摩擦僅在高速、高負(fù)荷工況下出現(xiàn)。摩擦力摩擦力大小與負(fù)荷、材料、潤(rùn)滑油粘度、速度等因素有關(guān)。摩擦熱摩擦產(chǎn)生的熱量會(huì)影響潤(rùn)滑油粘度、油膜厚度、軸承溫升等。潤(rùn)滑油膜理論1雷諾方程雷諾方程描述了潤(rùn)滑油膜壓力分布與軸承幾何形狀、油液黏度、速度和載荷之間的關(guān)系。2油膜厚度潤(rùn)滑油膜厚度取決于軸承設(shè)計(jì)參數(shù)、油液性質(zhì)和運(yùn)行條件。3油膜壓力油膜壓力主要由軸承間隙、油液黏度和軸承速度決定。潤(rùn)滑油膜壓力分布潤(rùn)滑油膜壓力分布是指油膜在軸承運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的壓力分布情況，通常呈“拋物線”狀。壓力分布影響軸承的承載能力、摩擦系數(shù)、油膜厚度等重要參數(shù)。油膜載荷計(jì)算油膜載荷是指潤(rùn)滑油膜承受的外部載荷。它取決于軸承尺寸、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油粘度和油膜厚度等因素。100公斤典型的軸承載荷1000轉(zhuǎn)速每分鐘轉(zhuǎn)速50微米油膜厚度1000粘度潤(rùn)滑油粘度軸承溫升分析因素影響潤(rùn)滑油粘度粘度越高，溫升越大軸承轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速越高，溫升越大軸承載荷載荷越大，溫升越大冷卻條件冷卻效果越好，溫升越低溫升過(guò)高會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油劣化，軸承壽命降低，甚至造成軸承燒毀。軸承損耗計(jì)算軸承損耗是指軸承在運(yùn)行過(guò)程中因摩擦產(chǎn)生的能量損失。軸承損耗主要包括摩擦損耗和油液攪拌損耗。摩擦損耗是由軸承滾動(dòng)體與軌道之間的摩擦、軸承與軸之間的摩擦以及潤(rùn)滑油內(nèi)部摩擦引起的。油液攪拌損耗是由潤(rùn)滑油在軸承內(nèi)流動(dòng)和旋轉(zhuǎn)引起的。一般來(lái)說(shuō)，摩擦損耗占總損耗的60%，而油液攪拌損耗占總損耗的40%。軸承孔隙壓力分布軸承孔隙壓力分布是指軸承內(nèi)部油膜壓力隨位置的變化規(guī)律。油膜壓力分布是影響軸承性能的重要因素，直接影響軸承的承載能力、摩擦系數(shù)、潤(rùn)滑油消耗等?？紫秹毫Ψ植纪ǔＳ蓾?rùn)滑油膜理論計(jì)算得到，并可以通過(guò)有限元分析或其他數(shù)值方法進(jìn)行仿真分析。軸承靜態(tài)剛度定義軸承在靜止?fàn)顟B(tài)下抵抗外力變形的能力影響因素軸承類型、尺寸、材料、潤(rùn)滑油性質(zhì)等測(cè)量方法通過(guò)施加已知載荷并測(cè)量軸承的變形來(lái)確定重要性用于軸承選型和設(shè)計(jì)，確保軸承能夠承受預(yù)期的載荷軸承動(dòng)態(tài)特性軸承的動(dòng)態(tài)特性是指軸承在受到外部激勵(lì)時(shí)的響應(yīng)特性，例如振動(dòng)、噪聲等。這些特性會(huì)影響軸承的使用壽命和可靠性，因此在軸承設(shè)計(jì)中需要對(duì)其進(jìn)行充分考慮。軸承的動(dòng)態(tài)特性主要包括以下幾個(gè)方面：剛度阻尼質(zhì)量頻率響應(yīng)這些特性可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試或有限元分析來(lái)確定。在軸承設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)實(shí)際工況選擇合適的軸承，并對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析和優(yōu)化。軸承振動(dòng)分析軸承振動(dòng)是軸承運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，是反映軸承運(yùn)行狀態(tài)的重要指標(biāo)。軸承振動(dòng)分析可以幫助我們識(shí)別軸承故障，例如滾動(dòng)體磨損、保持架損壞、潤(rùn)滑不足等等。通過(guò)分析軸承振動(dòng)信號(hào)，我們可以提取特征參數(shù)，如振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅值、振動(dòng)波形等等。這些特征參數(shù)可以幫助我們判斷軸承的健康狀態(tài)，并采取相應(yīng)的維護(hù)措施。軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)油泵提供持續(xù)的潤(rùn)滑油供給，確保軸承始終保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。油管輸送潤(rùn)滑油到軸承，設(shè)計(jì)合理，確保油路暢通。油過(guò)濾器過(guò)濾潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)，防止污染軸承。油冷卻器控制潤(rùn)滑油溫度，保持最佳的潤(rùn)滑狀態(tài)。軸承安裝與調(diào)試軸承安裝是一個(gè)精確的過(guò)程，需要仔細(xì)處理以確保最佳性能并延長(zhǎng)使用壽命。安裝不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致過(guò)早磨損、故障或甚至損壞。1準(zhǔn)備工作清潔軸承，并檢查是否有損壞。2潤(rùn)滑選擇合適的潤(rùn)滑劑，并以正確的方式進(jìn)行潤(rùn)滑。3安裝使用專用工具和方法，小心地將軸承安裝到軸上。4對(duì)中確保軸承與軸對(duì)中，以防止不必要的負(fù)荷和磨損。調(diào)試包括檢查軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，調(diào)整潤(rùn)滑和溫度，確保其正常工作。常見(jiàn)軸承故障分析磨損潤(rùn)滑油不足、過(guò)載、雜質(zhì)等導(dǎo)致的軸承表面磨損，造成間隙增大、精度下降疲勞反復(fù)載荷作用導(dǎo)致的軸承表面疲勞剝落，形成裂紋，最終導(dǎo)致軸承失效過(guò)熱潤(rùn)滑不足、過(guò)載、軸承安裝不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致的軸承過(guò)熱，可能造成潤(rùn)滑油變質(zhì)、軸承變形腐蝕潮濕環(huán)境或腐蝕性介質(zhì)導(dǎo)致的軸承表面腐蝕，影響軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)軸承設(shè)計(jì)案例1本案例以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸承為例，介紹了滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)過(guò)程。首先，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和工作條件，確定軸承尺寸、材料和潤(rùn)滑方式。其次，利用潤(rùn)滑油膜理論計(jì)算軸承載荷、溫升和損耗，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后，對(duì)軸承進(jìn)行有限元分析，驗(yàn)證其強(qiáng)度和剛度。軸承設(shè)計(jì)案例2旋轉(zhuǎn)軸承應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，承受徑向載荷和軸向載荷。滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)通過(guò)優(yōu)化軸承尺寸和潤(rùn)滑油膜，提高軸承承載能力和壽命。軸承材料選擇合適的軸承材料，提高軸承耐磨性和抗腐蝕性。軸承潤(rùn)滑根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇潤(rùn)滑油，保證軸承正常運(yùn)行。軸承設(shè)計(jì)案例3這是一個(gè)展示軸承設(shè)計(jì)應(yīng)用于大型機(jī)械設(shè)備的案例。該案例分析了設(shè)備運(yùn)行中的軸承負(fù)荷、速度和溫度等因素，并設(shè)計(jì)了合適的軸承類型和尺寸，以確保設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。該案例還闡述了軸承的潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括潤(rùn)滑油的選擇、潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑量等。通過(guò)合理的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)，有效地降低了軸承的磨損和溫升，延長(zhǎng)了軸承的使用壽命。軸承設(shè)計(jì)案例4這是一個(gè)關(guān)于大型風(fēng)力渦輪機(jī)主軸承設(shè)計(jì)的案例。該案例重點(diǎn)介紹了如何在高負(fù)荷、高速和惡劣環(huán)境下設(shè)計(jì)軸承，以確保其可靠性和耐久性。設(shè)計(jì)方案包括采用特殊的材料和潤(rùn)滑系統(tǒng)，并進(jìn)行有限元分析，以優(yōu)化軸承結(jié)構(gòu)和性能。軸承設(shè)計(jì)軟件介紹功能強(qiáng)大這些軟件通常包含廣泛的功能，例如靜力分析、動(dòng)力學(xué)仿真和疲勞壽命預(yù)測(cè)。用戶友好許多軟件提供直觀的圖形用戶界面，使工程師能夠輕松地創(chuàng)建軸承模型、定義參數(shù)和分析結(jié)果。優(yōu)化設(shè)計(jì)一些軟件包含優(yōu)化功能，可幫助工程師找到滿足特定性能要求的最優(yōu)軸承設(shè)計(jì)。軸承選型技巧載荷軸承承受的載荷類型和大小是選擇軸承的重要考慮因素之一。轉(zhuǎn)速軸承的轉(zhuǎn)速會(huì)影響軸承的摩擦熱量和壽命。精度軸承的精度等級(jí)會(huì)影響軸承的運(yùn)行精度和噪音水平。尺寸軸承的尺寸必須與安裝空間匹配，并考慮安裝方式。軸承設(shè)計(jì)規(guī)范要求材料選擇軸承材料應(yīng)滿足耐磨、耐疲勞、耐腐蝕等要求。常用的軸承材料包括鋼、銅、塑料等。尺寸精度軸承尺寸精度應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以確保軸承的安裝精度和運(yùn)行精度。表面粗糙度軸承表面粗糙度應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以減少摩擦和磨損，提高軸承的壽命。熱處理軸承材料需要進(jìn)行熱處理，提高其硬度和強(qiáng)度，改善其機(jī)械性能。軸承制造工藝軸承制造工藝是一項(xiàng)復(fù)雜且精密的技術(shù)，涉及眾多關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從原材料的選擇和加工到最后的檢測(cè)和包裝，每一個(gè)步驟都至關(guān)重要。1原材料加工鋼材選擇和熱處理2零件加工車削、磨削、研磨3裝配與檢測(cè)潤(rùn)滑、密封、檢驗(yàn)4表面處理鍍層、噴涂現(xiàn)代化的軸承制造工藝采用先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床、精密測(cè)量?jī)x器和自動(dòng)化生產(chǎn)線，確保產(chǎn)品的高質(zhì)量和穩(wěn)定性。軸承檢測(cè)與維護(hù)11.定期檢查定期檢查軸承外觀、溫度、振動(dòng)和噪聲，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。22.清潔保養(yǎng)定期清潔軸承，去除灰塵和污垢，更換潤(rùn)滑油脂或油液。33.故障診斷運(yùn)用專業(yè)的檢測(cè)儀器，診斷軸承運(yùn)行狀態(tài)，分析故障原因，并及時(shí)采取措施。44.維修更換對(duì)于嚴(yán)重磨損或損壞的軸承，需要及時(shí)進(jìn)行維修或更換，確保設(shè)備正常運(yùn)行。軸承設(shè)計(jì)演示軟件界面演示演示常用軸承設(shè)計(jì)軟件界面，講解基本功能和操作流程。設(shè)計(jì)過(guò)程演示通過(guò)實(shí)際案例演示軸承設(shè)計(jì)過(guò)程，包括參數(shù)輸入、計(jì)算分析和結(jié)果輸出。模型展示展示不同類型軸承的3D模型，幫助理解軸承結(jié)構(gòu)和工作原理。測(cè)試過(guò)程演示介紹軸承性能測(cè)試方法，展示測(cè)試結(jié)果和分析結(jié)論。學(xué)習(xí)總結(jié)了解滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)原理掌握滑動(dòng)軸承的分類、摩擦特性、潤(rùn)滑理論等基礎(chǔ)知識(shí)掌握軸承設(shè)計(jì)計(jì)算方法了解油膜壓力分布、載荷計(jì)算、溫升分析、損耗計(jì)算等方法熟悉軸承設(shè)計(jì)軟件學(xué)習(xí)使用專業(yè)的軸承設(shè)計(jì)軟件，提高設(shè)計(jì)效率和