第12章 軸承設(shè)計基礎(chǔ)

第12章軸承設(shè)計基礎(chǔ)日期:目錄CATALOGUE02.軸承分類與特性04.材料與制造工藝05.選型計算方法01.軸承概述03.軸承結(jié)構(gòu)組成06.安裝與維護(hù)規(guī)范軸承概述01基本定義與作用軸承定義軸承是一種機(jī)器元件，用于支撐旋轉(zhuǎn)軸，并減小軸與軸承座之間的摩擦。01軸承的主要作用是減少摩擦、降低磨損、提高旋轉(zhuǎn)精度和降低能耗。02軸承種類包括滾動軸承和滑動軸承兩大類，每種類型都有其特定的應(yīng)用場景和優(yōu)缺點。03軸承作用軸承應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)機(jī)械軸承廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)機(jī)械中，如電機(jī)、發(fā)電機(jī)、減速機(jī)、泵等。01汽車工業(yè)汽車是軸承的重要應(yīng)用領(lǐng)域，包括發(fā)動機(jī)、變速器、輪轂軸承等。02航空航天軸承在航空航天領(lǐng)域具有重要地位，用于支撐發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)等關(guān)鍵部件。03其他領(lǐng)域軸承還廣泛應(yīng)用于鐵路、船舶、冶金、化工、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。04軸承發(fā)展簡史古代人們使用天然材料（如木頭、銅、石等）制作軸承，雖然精度和性能有限，但滿足了當(dāng)時的需求。古代軸承隨著工業(yè)革命的興起，軸承制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展，材料、設(shè)計和制造工藝不斷改進(jìn)。隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，軸承將向更高精度、更高性能、更小體積和更智能化方向發(fā)展。工業(yè)革命時期現(xiàn)代軸承技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，采用了高強(qiáng)度、高耐磨、高精度的材料和制造技術(shù)，為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展提供了有力支撐?，F(xiàn)代軸承技術(shù)01020403未來發(fā)展趨勢軸承分類與特性02滑動軸承主要由軸承座、軸瓦和潤滑系統(tǒng)組成，通過軸瓦與軸頸之間的滑動摩擦來支撐和轉(zhuǎn)動軸?；瑒虞S承原理滑動軸承的構(gòu)造滑動軸承的潤滑非常重要，通過潤滑油或潤滑脂來減少摩擦和磨損，同時還能起到冷卻和防銹的作用。潤滑作用滑動軸承的承載能力較高，但轉(zhuǎn)速受到限制，因為過高的轉(zhuǎn)速會導(dǎo)致摩擦和磨損加劇。承載能力和轉(zhuǎn)速限制滾動軸承類型滾動軸承類型深溝球軸承圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承角接觸球軸承主要用于承受徑向載荷，也可以承受一定的軸向載荷，是滾動軸承中最常見的一種類型。能夠承受較大的徑向載荷，并能適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速，但不能承受軸向載荷。能夠同時承受徑向和軸向載荷，適用于需要承受聯(lián)合載荷的場合。類似于圓錐滾子軸承，但接觸角更大，因此可以承受更大的軸向載荷。能夠適應(yīng)軸的不對中度和軸的撓曲，減少軸承的附加應(yīng)力，提高軸承的使用壽命。主要用于承受軸向載荷，包括推力球軸承和推力滾子軸承兩種類型。使用陶瓷材料制成的軸承具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕和耐磨性能，適用于高速、高溫和惡劣環(huán)境。類似于人體關(guān)節(jié)，能夠允許軸在一定角度范圍內(nèi)擺動，適用于需要靈活轉(zhuǎn)動的機(jī)械系統(tǒng)。特殊功能軸承調(diào)心軸承推力軸承陶瓷軸承關(guān)節(jié)軸承軸承結(jié)構(gòu)組成03滑動軸承典型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，承載能力大，但磨損后需調(diào)整間隙。整體式滑動軸承便于安裝和拆卸，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，承載能力較低。剖分式滑動軸承承受軸向載荷，適用于軸向位移較大的場合。推力滑動軸承承受徑向載荷，適用于徑向力較大的場合。徑向滑動軸承滾動軸承組件解析內(nèi)圈與軸緊配合，隨軸轉(zhuǎn)動，主要承受滾動體的滾動作用。01外圈與軸承座孔配合，起支撐作用，主要承受滾動體的滾動作用。02滾動體介于內(nèi)圈和外圈之間，承受并傳遞載荷，常用形式為球、滾子、針等。03保持架將滾動體均勻隔開，防止相互接觸和磨損，提高軸承的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。04密封裝置設(shè)計要點接觸式密封利用密封件與軸或軸承座孔之間的接觸來阻止泄漏，如油封、O形圈等。01非接觸式密封利用間隙、磁場或流體動力等原理來阻止泄漏，如迷宮密封、氣封等。02軸承兩端密封防止外部雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)部，同時防止?jié)櫥瑒┬孤?3軸承內(nèi)部潤滑通過潤滑孔或潤滑槽向軸承內(nèi)部供給潤滑劑，降低摩擦和磨損。04材料與制造工藝04軸承材料性能要求軸承材料需具備優(yōu)異的耐磨性能，以確保在長期使用中不易磨損。高耐磨性高強(qiáng)度耐腐蝕性韌性軸承材料應(yīng)具有高強(qiáng)度，以承受重載和沖擊。軸承材料應(yīng)具有良好的耐腐蝕性，以防止在惡劣環(huán)境中受損。軸承材料需具備一定的韌性，以便在受到?jīng)_擊時不易斷裂。精密加工工藝流程切削加工通過切削、磨削等工藝將軸承零件加工到精確的尺寸和形狀。熱處理通過熱處理工藝改善材料的力學(xué)性能和耐磨性。表面處理采取噴砂、拋光等表面處理技術(shù)，提高軸承表面的粗糙度和精度。質(zhì)量檢測對軸承零件進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，確保其符合設(shè)計要求。加熱溫度制定嚴(yán)格的加熱溫度規(guī)范，確保軸承零件在熱處理過程中不變形、不裂紋。保溫時間根據(jù)軸承材料的特性和熱處理要求，確定合理的保溫時間。冷卻方式采用合適的冷卻方式，如油淬、水淬等，以獲得所需的組織和性能。熱處理后的檢測對熱處理后的軸承零件進(jìn)行硬度、組織等性能的檢測，確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)。熱處理技術(shù)規(guī)范選型計算方法05工況參數(shù)分析工況參數(shù)分析轉(zhuǎn)速環(huán)境因素載荷預(yù)期壽命根據(jù)設(shè)備的工作轉(zhuǎn)速，確定軸承的極限轉(zhuǎn)速和合適的轉(zhuǎn)速范圍。計算軸承所承受的徑向和軸向載荷，以及是否承受聯(lián)合載荷?？紤]工作溫度、潤滑劑種類、污染等級等環(huán)境因素對軸承選型的影響。根據(jù)設(shè)備的使用壽命和維修周期，確定軸承的預(yù)期壽命?；谄趬勖碚摚鶕?jù)軸承的載荷、轉(zhuǎn)速和材料，計算軸承的滾動體疲勞壽命?？紤]滑動摩擦的影響，根據(jù)軸承的承載能力、摩擦系數(shù)和磨損情況，計算軸承的滑動壽命。根據(jù)軸承的材料、熱處理、表面粗糙度等因素，對計算出的壽命進(jìn)行修正?；诔休d壽命計算結(jié)果，評估軸承的可靠性，并提出改進(jìn)建議。承載壽命計算滾動軸承壽命滑動軸承壽命壽命修正系數(shù)可靠性評估配合公差匹配軸與軸承座公差根據(jù)軸承的安裝方式和配合要求，確定軸與軸承座的公差范圍。配合面粗糙度根據(jù)軸承的配合要求，確定軸與軸承座、軸承內(nèi)部配合面的表面粗糙度。軸承內(nèi)部公差考慮軸承的滾動體與滾道之間的配合，確定軸承內(nèi)部的公差。配合間隙根據(jù)軸承的公差和粗糙度，計算軸承的配合間隙，確保軸承在配合時能夠自由轉(zhuǎn)動而不產(chǎn)生過緊或過松的現(xiàn)象。安裝與維護(hù)規(guī)范06裝配工藝標(biāo)準(zhǔn)確保軸承座和軸承的清潔，無油污、毛刺和損傷。軸承安裝前準(zhǔn)備使用合適的加熱方法，如油浴加熱或電感應(yīng)加熱，避免軸承過熱。根據(jù)軸承類型和使用條件，調(diào)整軸承間隙和預(yù)緊力。軸承加熱安裝自然冷卻后，將軸承安裝到軸上或軸承座中，避免直接敲擊。軸承冷卻與安裝01020403軸承調(diào)整與預(yù)緊潤滑系統(tǒng)管理潤滑劑選擇潤滑周期潤滑方式潤滑系統(tǒng)維護(hù)根據(jù)軸承類型、轉(zhuǎn)速和工作溫度，選擇合適的潤滑劑。選擇適當(dāng)?shù)臐櫥绞?，如油潤滑或脂潤滑，并確保潤滑劑的清潔和適量。根據(jù)軸承的使用條件和潤滑劑的性能，制定合理的潤滑周期。定期檢查潤滑系統(tǒng)，確保潤滑劑的有效供給和軸承的清潔。故障診斷策略振動與噪音分