高等教育出版社第16章机械设计基础第五版滚动轴承

高等教育出版社第16章机械设计基础第五版滚动轴承汇报人：AA2024-01-12滚动轴承基本概念与分类滚动轴承选用原则与方法滚动轴承载荷分析与计算滚动轴承寿命预测与可靠性评估滚动轴承安装、调试与维护保养滚动轴承故障诊断与排除技巧总结回顾与展望未来发展趋势01滚动轴承基本概念与分类滚动轴承是一种将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承定义滚动轴承的主要作用是支撑旋转轴或其它运动体，引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷。滚动轴承作用滚动轴承定义及作用通常与轴紧配合，并与轴一起旋转。内圈通常与轴承座或机器的其它部件配合，起支撑作用。外圈在内外圈之间滚动，其形状、大小和数量决定了轴承的承载能力和特性。滚动体将滚动体均匀隔开，避免相互碰撞，并引导滚动体在正确的滚道上滚动。保持架滚动轴承结构组成深沟球轴承适用于承受径向和较小的轴向载荷，摩擦系数小，极限转速高。调心球轴承具有自动调心性能，可以补偿同轴度误差和轴的挠曲变形。圆柱滚子轴承适用于承受较大的径向载荷和一定的轴向载荷，极限转速较高。调心滚子轴承具有自动调心性能，适用于承受重载荷和冲击载荷，极限转速较低。角接触球轴承适用于承受径向和轴向联合载荷，可以同时承受两个方向的轴向载荷。圆锥滚子轴承适用于承受以径向载荷为主的径向和轴向联合载荷，极限转速较高。滚动轴承类型与特点02滚动轴承选用原则与方法根据轴承所受载荷的大小、方向和性质，选择适当的轴承类型和尺寸。载荷大小和性质考虑轴承的工作转速，选择适合的轴承类型和内部结构。转速高低对于需要调心的轴承，应选择具有良好调心性能的轴承类型。调心性能根据机械系统的刚性要求，选择刚度合适的轴承类型和结构。刚性要求选用原则根据轴承所受载荷、转速等参数，通过计算确定所需的轴承类型和尺寸。计算法类比法试验法参考类似机械中轴承的选用情况，进行类比选择。在试验台上模拟实际工作条件，对轴承进行试验选择。030201选用方法在选择轴承时，应考虑适当的游隙，以保证轴承的正常运转和寿命。轴承游隙轴承与轴和座孔的配合应选择合适的公差等级和配合类型，以保证轴承的精度和稳定性。配合与公差根据轴承的工作条件和要求，选择适当的润滑方式和密封结构，以保证轴承的正常润滑和防止污染物侵入。润滑与密封在选择轴承时，应考虑其安装和拆卸的方便性，以便于维护和更换。安装与拆卸注意事项03滚动轴承载荷分析与计算径向载荷轴向载荷倾覆力矩温度变化载荷类型及影响因素作用于轴承内圈的轴向力，通常由轴向传动的力、预紧力等引起。作用于轴承的倾覆力矩，通常由轴的弯曲、外部施加的力矩等引起。轴承工作时，由于摩擦热和外部环境温度的变化，会导致轴承内部温度的变化，从而影响轴承的载荷分布和性能。作用于轴承内圈的径向力，通常由轴的重量、外部施加的径向力等引起。根据轴承的工作条件和要求，选择合适的轴承类型和尺寸。确定轴承类型和尺寸计算基本额定载荷确定当量动载荷校核轴承寿命根据轴承的尺寸和参数，计算轴承的基本额定动载荷和基本额定静载荷。根据轴承的实际工作条件，将径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩等转化为当量动载荷。根据当量动载荷和基本额定动载荷，计算轴承的寿命，并进行校核。载荷计算方法与步骤某机床主轴采用深沟球轴承，已知主轴转速、径向载荷和轴向载荷，需要计算轴承的当量动载荷和寿命。实例一某汽车轮毂采用圆锥滚子轴承，已知车轮的径向载荷和轴向载荷，需要计算轴承的当量动载荷和寿命，并校核其是否满足要求。实例二某风力发电机主轴采用调心滚子轴承，已知主轴转速、径向载荷和轴向载荷，需要计算轴承的当量动载荷和寿命，并考虑温度变化对轴承性能的影响。实例三实例分析04滚动轴承寿命预测与可靠性评估03基于支持向量机的寿命预测方法支持向量机适用于小样本、高维数和非线性问题，可用于滚动轴承的寿命预测。01基于威布尔分布的寿命预测模型该模型适用于滚动轴承的寿命预测，能够描述轴承在不同应力水平下的寿命分布情况。02基于神经网络的寿命预测方法利用神经网络强大的非线性映射能力，通过对历史数据的学习，实现对滚动轴承剩余寿命的预测。寿命预测模型及方法可靠性评估指标及方法可靠度指在规定条件下和规定时间内，滚动轴承能够完成规定功能的概率。失效概率指在规定条件下和规定时间内，滚动轴承不能完成规定功能的概率。平均无故障工作时间指滚动轴承在规定的条件下，平均能够连续工作多长时间而不出现故障。基于性能退化数据的可靠性评估方法通过对滚动轴承性能退化数据的分析，实现对轴承可靠性的评估。控制轴承制造质量加强轴承制造过程中的质量控制，确保轴承的各项性能指标符合要求。加强轴承维护和保养定期对轴承进行检查、清洗和润滑，及时发现并处理潜在问题，延长轴承使用寿命。合理选择轴承类型和尺寸根据实际应用需求，选择适合的轴承类型和尺寸，避免过大或过小的轴承对设备造成不良影响。优化轴承设计改进轴承结构、材料和制造工艺，提高轴承的承载能力和抗疲劳性能。提高寿命和可靠性措施05滚动轴承安装、调试与维护保养

安装前准备工作检查轴承确认轴承型号、尺寸和精度等级是否符合设计要求，检查轴承内外圈、滚动体和保持架是否有损伤或缺陷。清洁工作清除轴承及轴承座内的油污和杂质，确保安装环境清洁。准备工具准备好安装所需的专用工具，如轴承加热器、轴承安装套筒、力矩扳手等。加热轴承对于过盈配合的轴承，需采用合适的加热方法（如油浴加热）将轴承加热至适当温度，以便于安装。安装顺序按照正确的顺序将轴承安装在轴上或轴承座内，注意轴承的方向和位置。控制安装力在安装过程中，要控制好安装力的大小和方向，避免对轴承造成损伤。安装过程注意事项空载试运转在设备安装完成后，进行空载试运转，检查轴承的旋转是否平稳、有无异常声响和振动。加载试运转在空载试运转正常后，逐步加载至设计负荷进行试运转，观察轴承的温升、振动和噪声等性能指标是否正常。调整间隙根据试运转结果，对轴承的游隙进行适当的调整，以保证轴承在正常工作条件下的稳定性和可靠性。调试方法及步骤根据轴承的工作条件和设计要求，定期加注适量的润滑剂，保持轴承的良好润滑状态。定期润滑定期对轴承进行检查，包括外观检查、温升检查、振动和噪声检查等，及时发现并处理潜在问题。定期检查在轴承达到使用寿命或出现故障时，应及时进行清洗和更换，以保证设备的正常运行。清洗与更换维护保养策略建议06滚动轴承故障诊断与排除技巧疲劳剥落滚动轴承在运转过程中，因摩擦导致金属表面磨损，降低轴承精度和寿命。磨损压痕锈蚀由于滚动轴承长时间承受交变载荷作用，导致金属表面疲劳产生裂纹，进而引发剥落现象。轴承金属表面与周围环境中的介质发生化学或电化学反应，导致轴承表面生锈。由于异物侵入或安装不当等原因，在轴承滚道或滚动体表面产生的局部凹陷。常见故障类型及原因通过检测轴承运转过程中的振动信号，分析振动频率和幅值等特征，判断轴承故障类型和严重程度。振动分析法对轴承润滑油进行定期取样分析，通过检测油液中的磨损颗粒、水分、污染物等成分，判断轴承磨损情况和故障类型。油液分析法利用噪声检测仪收集轴承运转时产生的声音信号，分析噪声的频率和幅值等特征，诊断轴承故障。噪声检测法通过监测轴承运转过程中的温度变化，分析温度异常升高的原因，判断轴承是否存在故障。温度监测法故障诊断方法介绍针对疲劳剥落故障，应优化轴承结构和材料，提高轴承的承载能力和抗疲劳性能。对于磨损故障，可采取定期更换润滑油、保持轴承清洁、避免过载等措施来减缓磨损速度。针对压痕故障，应检查轴承安装是否正确、清除异物并更换受损部件。对于锈蚀故障，应加强轴承的密封和防护措施，定期清洗和涂抹防锈剂。01020304故障排除技巧分享07总结回顾与展望未来发展趋势滚动轴承的基本结构和分类详细阐述了滚动轴承的内圈、外圈、滚动体和保持架等组成部分，以及其按照承受载荷方向、滚动体形状和排列方式进行的分类。滚动轴承的工作原理和性能特点深入探讨了滚动轴承通过滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦阻力的工作原理，以及具有高刚度、高效率、长寿命等性能特点。滚动轴承的选用和计算系统介绍了滚动轴承的选用原则、计算方法和校核步骤，包括载荷分析、寿命计算、额定动载荷和额定静载荷的确定等。关键知识点总结回顾随着高端装备制造业的快速发展，滚动轴承作为关键基础件，其高精度、高可靠性、长寿命等特性将在航空航天、轨道交通、能源等领域得到更广泛的应用。高端装备制造领域的应用拓展结合工业4.0和智能制造等发展趋势，探讨滚动轴承设计与制造过程中智能化和数字化技术的融合应用，如CAD/CAE/CAM