《軸承的功用和類型》課件

軸承的功用和類型軸承是機(jī)械設(shè)備中不可或缺的重要零件,它們通過減少摩擦,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。不同類型的軸承擁有不同的功能與應(yīng)用場(chǎng)景,以滿足各種復(fù)雜的工況要求。軸承的定義和作用軸承的定義軸承是機(jī)械中用于支撐旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)的零件,用于減小運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦,降低能耗損失。軸承的主要作用承受軸向力和徑向力、降低摩擦損失、保持零件的相對(duì)位置以及引導(dǎo)和限制轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。軸承的重要性軸承是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分,直接影響設(shè)備的性能、壽命和可靠性。軸承的分類概述按結(jié)構(gòu)分類軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。滾動(dòng)軸承使用滾動(dòng)體如球、滾子等在軌道上滾動(dòng)，具有低摩擦阻力?；瑒?dòng)軸承則采用液體或氣體潤(rùn)滑，產(chǎn)生微小間隙以減少摩擦。按工作環(huán)境分類軸承還可根據(jù)工作環(huán)境分為工業(yè)軸承、航空軸承、電機(jī)軸承等。每種類型的軸承都有其特定的設(shè)計(jì)和性能要求。按負(fù)荷分類軸承還可分為承受徑向負(fù)荷的徑向軸承和承受軸向負(fù)荷的軸向軸承。不同的負(fù)荷方向需要選擇合適的軸承形式。按精度分類根據(jù)精度等級(jí)，軸承可分為一般精密、高精密和超精密等類型。精密軸承適用于要求高精度的專業(yè)設(shè)備。滾動(dòng)軸承連續(xù)滾動(dòng)滾動(dòng)軸承由滾動(dòng)體在雙軌道之間循環(huán)滾動(dòng)而運(yùn)轉(zhuǎn)。輪子的滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小得多。低摩擦滾動(dòng)軸承具有非常低的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦,因此能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速和較小的功耗。高承載能力滾動(dòng)軸承能承受大的徑向力和軸向力,承載能力遠(yuǎn)高于滑動(dòng)軸承。高精度制造精度高,可提供精確定位,廣泛應(yīng)用于要求高精度的場(chǎng)合。滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架等幾個(gè)基本零件組成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。承載能力強(qiáng)滾動(dòng)軸承采用滾動(dòng)體傳遞力,承載能力大,可以承受重載,廣泛應(yīng)用于重載機(jī)械中。摩擦系數(shù)小滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)摩擦系數(shù)只有0.001-0.003,遠(yuǎn)小于滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)0.05-0.15。滾動(dòng)軸承的主要類型球軸承使用滾動(dòng)元件為球的軸承,具有低噪音、高速轉(zhuǎn)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備。滾子軸承使用滾子作為滾動(dòng)元件,可承受較大徑向載荷,適用于高速旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。針軸承采用細(xì)長(zhǎng)的針形滾動(dòng)體,具有小尺寸、重量輕、高載荷能力的特點(diǎn)。圓柱滾子軸承滾動(dòng)體為圓柱形,可承受較大徑向載荷,適用于機(jī)車車軸、柴油機(jī)曲軸等。球軸承順滑性能優(yōu)秀球軸承與滾子軸承相比，具有更好的順滑性能和更低的滾動(dòng)摩擦。耐高載能力強(qiáng)球軸承能承受較大的徑向或軸向負(fù)荷,廣泛應(yīng)用在高載工況。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊球軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,便于安裝和集成到設(shè)備中。滾子軸承1滾子結(jié)構(gòu)滾子軸承由內(nèi)外圈和滾子組成,滾子可以是圓柱形、圓錐形或溝槽形,提供滾動(dòng)摩擦的設(shè)計(jì)。2承載能力強(qiáng)相比球軸承,滾子軸承承載能力更強(qiáng),適用于承受較大徑向或軸向負(fù)荷的場(chǎng)合。3轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)滾子軸承在高速條件下運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低,適用于高轉(zhuǎn)速應(yīng)用。4可靠耐用滾子軸承使用壽命長(zhǎng),承載能力強(qiáng),在惡劣環(huán)境下也能可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。針軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)針軸承由內(nèi)外圈、保持架和針滾體組成，具有細(xì)長(zhǎng)圓柱形滾動(dòng)體。能承受大徑向載荷和軸向載荷。高載荷能力由于針滾體受力面積大，能承受高徑向荷載和軸向荷載。廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)床等領(lǐng)域。緊湊型設(shè)計(jì)針軸承結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，能夠滿足設(shè)備空間受限的應(yīng)用需求?；瑒?dòng)軸承定義滑動(dòng)軸承是一種利用流體潤(rùn)滑原理來支撐軸的軸承。軸與軸承之間無任何實(shí)際接觸,而是通過流體潤(rùn)滑層來分隔,從而實(shí)現(xiàn)低摩擦和長(zhǎng)壽命。特點(diǎn)滑動(dòng)軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、載荷承受能力強(qiáng)、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。但需要精心設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)以確保穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。常見類型滑動(dòng)軸承主要包括平面軸承、軸瓦軸承、液體軸承和氣體軸承等。每種類型都有其適用的工況和優(yōu)缺點(diǎn)?；瑒?dòng)軸承的特點(diǎn)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承由軸和軸套兩個(gè)基本部件組成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造和維修方便。潤(rùn)滑性能好利用液體潤(rùn)滑劑產(chǎn)生的流體膜,能有效分隔工作面,減少摩擦和磨損。承載能力強(qiáng)滑動(dòng)軸承能承受大的徑向載荷和軸向載荷,適用于高負(fù)荷工況?；瑒?dòng)軸承的主要類型1平面軸承平面軸承由兩個(gè)相互接觸的平面組成,可承受徑向及軸向載荷,對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)精度要求較低。2軸瓦軸承軸瓦軸承由軸承座和軸瓦構(gòu)成,軸瓦與軸體相互滑動(dòng),可承受徑向及軸向載荷。3液體軸承液體軸承在軸和軸承間隙內(nèi)形成液膜,可以完全隔離兩個(gè)表面,具有低摩擦和高載荷能力。4氣體軸承氣體軸承利用壓縮空氣或惰性氣體形成的氣膜支撐軸體,摩擦極低,適用于高速旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合。平面軸承簡(jiǎn)介平面軸承是一種最簡(jiǎn)單的滑動(dòng)軸承形式,它由兩個(gè)平面表面相互接觸并在一定的接觸面積上滑動(dòng)。通常由軸和軸承殼體之間形成的平面構(gòu)成。特點(diǎn)平面軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,成本低廉。但承載能力有限,易產(chǎn)生高摩擦熱,因此多用于低速、低荷載的場(chǎng)合。應(yīng)用平面軸承廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電氣等各個(gè)領(lǐng)域的輕負(fù)荷轉(zhuǎn)動(dòng)副中,如電機(jī)軸承、電器機(jī)械軸承等。軸瓦軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸瓦軸承由軸瓦殼體和軸瓦襯套組成,能夠分離安裝和拆卸維修。軸瓦結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但能承受較大的徑向負(fù)荷。潤(rùn)滑方式軸瓦軸承通常采用油膜潤(rùn)滑,能夠在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)形成穩(wěn)定的油膜,降低摩擦和磨損。廣泛應(yīng)用軸瓦軸承廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備,如發(fā)電機(jī)、泵、壓縮機(jī)等,是一種可靠、性價(jià)比高的軸承選擇。液體軸承支撐能力強(qiáng)液體軸承能夠承受更大的負(fù)荷和沖擊,并提供平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這使其適用于高轉(zhuǎn)速和高負(fù)荷的應(yīng)用場(chǎng)景。摩擦低且無需潤(rùn)滑由于液體的潤(rùn)滑特性,液體軸承具有極低的摩擦,從而無需外部潤(rùn)滑。這提高了運(yùn)轉(zhuǎn)效率和使用壽命。噪音小且振動(dòng)少液體軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn),不會(huì)產(chǎn)生高噪音和劇烈振動(dòng),從而增加設(shè)備的可靠性和舒適性。氣體軸承無摩擦力氣體軸承利用氣體薄膜支撐軸體,可以實(shí)現(xiàn)零摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),從而減少能量損耗和機(jī)械磨損。高速運(yùn)轉(zhuǎn)由于無摩擦特性,氣體軸承可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),比傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承可達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速。高精度控制氣體軸承的剛性高,可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的位置精度,適用于高精度設(shè)備如光學(xué)儀器、測(cè)量設(shè)備等。潔凈環(huán)境氣體軸承無需潤(rùn)滑油脂,可以在潔凈室或真空環(huán)境下使用,避免污染。磁懸浮軸承原理磁懸浮軸承利用強(qiáng)大的電磁力將軸體懸浮在空氣中，完全消除了摩擦和潤(rùn)滑的需求。這種軸承可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)、長(zhǎng)壽命及低噪音等優(yōu)勢(shì)。特點(diǎn)磁懸浮軸承無需接觸件，消除了機(jī)械摩擦,因此能夠?qū)崿F(xiàn)無油潤(rùn)滑、高轉(zhuǎn)速和低噪音運(yùn)行。同時(shí)其還可以精確控制軸承的位置和振動(dòng)。應(yīng)用磁懸浮軸承廣泛應(yīng)用于高速列車、電機(jī)、壓縮機(jī)等領(lǐng)域,能大幅提高設(shè)備的性能和使用壽命。軸承的選型1確定載荷條件根據(jù)軸承所承受的徑向力、軸向力等載荷因素，選擇合適的軸承類型和尺寸。2考慮工作環(huán)境判斷軸承所處的溫度、濕度、腐蝕性等工作環(huán)境因素，選用耐用性強(qiáng)的軸承。3評(píng)估使用條件評(píng)估軸承的轉(zhuǎn)速、精度要求、維護(hù)周期等使用條件，選擇性能符合要求的軸承。軸承負(fù)荷分類靜態(tài)負(fù)荷軸承在靜止?fàn)顟B(tài)下承受的載荷,主要由重力和外部作用力產(chǎn)生。動(dòng)態(tài)負(fù)荷軸承在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下承受的載荷,受到慣性力、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)因素的影響。組合負(fù)荷軸承既承受靜態(tài)負(fù)荷,又承受動(dòng)態(tài)負(fù)荷的復(fù)合性載荷情況。臨界負(fù)荷軸承在臨界工作條件下承受的極限載荷,接近或超過其承載能力。軸承精度等級(jí)1精度等級(jí)劃分軸承精度等級(jí)劃分為10個(gè)等級(jí)，從P0最高精度到P9最低精度。2影響因素軸承精度等級(jí)受到材料、加工工藝和熱處理等因素的影響。3應(yīng)用場(chǎng)景不同精度等級(jí)的軸承適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，如機(jī)床、航天等領(lǐng)域。4選擇考慮選用軸承時(shí)要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇合適的精度等級(jí)。軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑劑類型常見的軸承潤(rùn)滑劑包括礦物油、合成油和脂肪等,它們能夠減少摩擦,降低磨損,延長(zhǎng)軸承使用壽命。潤(rùn)滑系統(tǒng)軸承的潤(rùn)滑可通過手動(dòng)加脂、循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)或油霧潤(rùn)滑等方式實(shí)現(xiàn),確保潤(rùn)滑劑持續(xù)供給。潤(rùn)滑管理定期檢查軸承潤(rùn)滑狀態(tài),及時(shí)補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑劑,是預(yù)防軸承故障的關(guān)鍵。軸承的安裝1選擇軸承型號(hào)根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇合適的軸承2安裝前準(zhǔn)備檢查軸承及安裝面是否清潔無損3精確安裝注意軸承與軸的配合精度4保護(hù)軸承防止軸承受到碰撞或污染軸承的安裝是保證軸承正常運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。首先要根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇合適的軸承型號(hào)。安裝前仔細(xì)檢查軸承及安裝面的清潔程度和完整性。在安裝過程中要注意軸承與軸的配合精度,防止軸承受到碰撞或污染。正確的安裝方法可以延長(zhǎng)軸承的使用壽命。軸承的維護(hù)定期檢查定期檢查軸承的狀態(tài),包括檢查潤(rùn)滑情況、異常噪音和溫度等,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。補(bǔ)充潤(rùn)滑根據(jù)生產(chǎn)條件和使用環(huán)境,定期補(bǔ)充潤(rùn)滑油或脂,確保軸承處于最佳的潤(rùn)滑狀態(tài)。清潔保養(yǎng)定期清洗軸承,去除附著的灰塵和雜質(zhì),保持軸承清潔干燥。更換老化或污染的潤(rùn)滑劑。正確安裝安裝軸承時(shí)應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)操作流程,避免對(duì)軸承施加過大的內(nèi)應(yīng)力或外力。軸承的故障及預(yù)防常見故障軸承常見故障包括咬合、磨損、剝落、腐蝕、金屬疲勞等。這些故障會(huì)導(dǎo)致軸承性能下降、壽命縮短。定期維護(hù)定期檢查軸承狀態(tài)、補(bǔ)充潤(rùn)滑油、更換損壞軸承等是預(yù)防故障的關(guān)鍵。遵循使用說明、規(guī)范保養(yǎng)是必要的。故障預(yù)防合理選型、正確安裝、適當(dāng)潤(rùn)滑、避免超載等都可以有效預(yù)防軸承故障的發(fā)生。提高管理水平至關(guān)重要。軸承的壽命預(yù)測(cè)使用應(yīng)力計(jì)算根據(jù)軸承的載荷和工作條件,利用理論公式計(jì)算出軸承的疲勞壽命。此方法簡(jiǎn)單易行,但無法完全反映實(shí)際使用條件。實(shí)際測(cè)試統(tǒng)計(jì)通過大量實(shí)際使用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,建立軸承壽命預(yù)測(cè)模型。這種方法更加準(zhǔn)確可靠,但需要大量實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。故障診斷分析通過監(jiān)測(cè)軸承運(yùn)行狀態(tài)、檢測(cè)故障征兆,預(yù)測(cè)軸承的剩余壽命。這種方法可以更好地反映實(shí)際使用情況。軸承的工藝特點(diǎn)精密制造工藝軸承零件需要采用精密機(jī)加工、熱處理等先進(jìn)技術(shù),確保其尺寸精度和表面質(zhì)量滿足苛刻的使用要求。精密組裝工藝軸承的組裝需要嚴(yán)格控制尺寸、間隙、潤(rùn)滑等參數(shù),確保其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、使用壽命長(zhǎng)。精密檢測(cè)工藝軸承在生產(chǎn)和使用過程中都需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè),以確保其質(zhì)量和性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。新型軸承技術(shù)1磁懸浮軸承利用電磁力支撐旋轉(zhuǎn)軸承,實(shí)現(xiàn)無接觸、無潤(rùn)滑的運(yùn)轉(zhuǎn),具有高轉(zhuǎn)速、低噪音和長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。2納米軸承采用納米材料制造,可大幅降低摩擦和提高耐磨性能,廣泛應(yīng)用于微型機(jī)械和MEMS設(shè)備。3智能軸承集成傳感器和控制系統(tǒng),可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軸承的運(yùn)行狀態(tài),提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。4生物軸承模仿生物機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,開發(fā)出高性能、環(huán)保的新型軸承產(chǎn)品。軸承在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用軸承在各種機(jī)械設(shè)備中廣泛應(yīng)用,如汽車、電機(jī)、工程機(jī)械等,起著承受和傳遞負(fù)荷、支撐轉(zhuǎn)動(dòng)部件的關(guān)鍵作用。精密儀器的應(yīng)用軸承在航