《軸承的功用和類型》課件

軸承的功用和類型軸承是機械設(shè)備中不可或缺的重要零件,它們通過減少摩擦,實現(xiàn)平穩(wěn)高效的運轉(zhuǎn)。不同類型的軸承擁有不同的功能與應(yīng)用場景,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械中用于支撐旋轉(zhuǎn)或滑動的零件,用于減小運動副之間的摩擦,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、保持零件的相對位置以及引導(dǎo)和限制轉(zhuǎn)動或滑動部件的運動。軸承的重要性軸承是機械設(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軸承和滑動軸承兩大類。滾動軸承使用滾動體如球、滾子等在軌道上滾動，具有低摩擦阻力?；瑒虞S承則采用液體或氣體潤滑，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、電機軸承等。每種類型的軸承都有其特定的設(shè)計和性能要求。按負荷分類軸承還可分為承受徑向負荷的徑向軸承和承受軸向負荷的軸向軸承。不同的負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，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。滾動軸承連續(xù)滾動滾動軸承由滾動體在雙軌道之間循環(huán)滾動而運轉(zhuǎn)。輪子的滾動摩擦比滑動摩擦小得多。低摩擦滾動軸承具有非常低的轉(zhuǎn)動摩擦,因此能達到較高的轉(zhuǎn)速和較小的功耗。高承載能力滾動軸承能承受大的徑向力和軸向力,承載能力遠高于滑動軸承。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合。滾動軸承的特點結(jié)構(gòu)簡單滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架等幾個基本零件組成,結(jié)構(gòu)簡單緊湊。承載能力強滾動軸承采用滾動體傳遞力,承載能力大,可以承受重載,廣泛應(yīng)用于重載機械中。摩擦系數(shù)小滾動軸承的滾動摩擦系數(shù)只有0.001-0.003,遠小于滑動軸承的摩擦系數(shù)0.05-0.15。滾動軸承的主要類型球軸承使用滾動元件為球的軸承,具有低噪音、高速轉(zhuǎn)動等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備。滾子軸承使用滾子作為滾動元件,可承受較大徑向載荷,適用于高速旋轉(zhuǎn)的場合。針軸承采用細長的針形滾動體,具有小尺寸、重量輕、高載荷能力的特點。圓柱滾子軸承滾動體為圓柱形,可承受較大徑向載荷,適用于機車車軸、柴油機曲軸等。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摩擦。耐高載能力強球軸承能承受較大的徑向或軸向負荷,廣泛應(yīng)用在高載工況。結(jié)構(gòu)簡單緊湊球軸承結(jié)構(gòu)簡單,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,提供滾動摩擦的設(shè)計。2承載能力強相比球軸承,滾子軸承承載能力更強,適用于承受較大徑向或軸向負荷的場合。3轉(zhuǎn)動平穩(wěn)滾子軸承在高速條件下運轉(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,承載能力強,在惡劣環(huán)境下也能可靠運轉(zhuǎn)。針軸承結(jié)構(gòu)特點針軸承由內(nèi)外圈、保持架和針滾體組成，具有細長圓柱形滾動體。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、機床等領(lǐng)域。緊湊型設(shè)計針軸承結(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?；瑒虞S承定義滑動軸承是一種利用流體潤滑原理來支撐軸的軸承。軸與軸承之間無任何實際接觸,而是通過流體潤滑層來分隔,從而實現(xiàn)低摩擦和長壽命。特點滑動軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、載荷承受能力強、耐沖擊等優(yōu)點。但需要精心設(shè)計潤滑系統(tǒng)以確保穩(wěn)定可靠運轉(zhuǎn)。常見類型滑動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?；瑒虞S承的特點簡單結(jié)構(gòu)滑動軸承由軸和軸套兩個基本部件組成,結(jié)構(gòu)簡單,制造和維修方便。潤滑性能好利用液體潤滑劑產(chǎn)生的流體膜,能有效分隔工作面,減少摩擦和磨損。承載能力強滑動軸承能承受大的徑向載荷和軸向載荷,適用于高負荷工況?；瑒虞S承的主要類型1平面軸承平面軸承由兩個相互接觸的平面組成,可承受徑向及軸向載荷,對轉(zhuǎn)動精度要求較低。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,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)場合。平面軸承簡介平面軸承是一種最簡單的滑動軸承形式,它由兩個平面表面相互接觸并在一定的接觸面積上滑動。通常由軸和軸承殼體之間形成的平面構(gòu)成。特點平面軸承結(jié)構(gòu)簡單,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、低荷載的場合。應(yīng)用平面軸承廣泛應(yīng)用于機械、電氣等各個領(lǐng)域的輕負荷轉(zhuǎn)動副中,如電機軸承、電器機械軸承等。軸瓦軸承結(jié)構(gòu)特點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)簡單,但能承受較大的徑向負荷。潤滑方式軸瓦軸承通常采用油膜潤滑,能夠在高速旋轉(zhuǎn)時形成穩(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)用于各種機械設(shè)備,如發(fā)電機、泵、壓縮機等,是一種可靠、性價比高的軸承選擇。液體軸承支撐能力強液體軸承能夠承受更大的負荷和沖擊,并提供平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)。這使其適用于高轉(zhuǎn)速和高負荷的應(yīng)用場景。摩擦低且無需潤滑由于液體的潤滑特性,液體軸承具有極低的摩擦,從而無需外部潤滑。這提高了運轉(zhuǎn)效率和使用壽命。噪音小且振動少液體軸承的運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn),不會產(chǎn)生高噪音和劇烈振動,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,可以實現(xiàn)零摩擦轉(zhuǎn)動,從而減少能量損耗和機械磨損。高速運轉(zhuǎn)由于無摩擦特性,氣體軸承可以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),比傳統(tǒng)滾動軸承可達到更高的轉(zhuǎn)速。高精度控制氣體軸承的剛性高,可實現(xiàn)微米級的位置精度,適用于高精度設(shè)備如光學(xué)儀器、測量設(shè)備等。潔凈環(huán)境氣體軸承無需潤滑油脂,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大的電磁力將軸體懸浮在空氣中，完全消除了摩擦和潤滑的需求。這種軸承可實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)、長壽命及低噪音等優(yōu)勢。特點磁懸浮軸承無需接觸件，消除了機械摩擦,因此能夠?qū)崿F(xiàn)無油潤滑、高轉(zhuǎn)速和低噪音運行。同時其還可以精確控制軸承的位置和振動。應(yīng)用磁懸浮軸承廣泛應(yīng)用于高速列車、電機、壓縮機等領(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，選用耐用性強的軸承。3評估使用條件評估軸承的轉(zhuǎn)速、精度要求、維護周期等使用條件，選擇性能符合要求的軸承。軸承負荷分類靜態(tài)負荷軸承在靜止?fàn)顟B(tài)下承受的載荷,主要由重力和外部作用力產(chǎn)生。動態(tài)負荷軸承在運動狀態(tài)下承受的載荷,受到慣性力、振動等動態(tài)因素的影響。組合負荷軸承既承受靜態(tài)負荷,又承受動態(tài)負荷的復(fù)合性載荷情況。臨界負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1精度等級劃分軸承精度等級劃分為10個等級，從P0最高精度到P9最低精度。2影響因素軸承精度等級受到材料、加工工藝和熱處理等因素的影響。3應(yīng)用場景不同精度等級的軸承適用于不同的應(yīng)用場景，如機床、航天等領(lǐng)域。4選擇考慮選用軸承時要根據(jù)實際應(yīng)用需求選擇合適的精度等級。軸承的潤滑潤滑劑類型常見的軸承潤滑劑包括礦物油、合成油和脂肪等,它們能夠減少摩擦,降低磨損,延長軸承使用壽命。潤滑系統(tǒng)軸承的潤滑可通過手動加脂、循環(huán)潤滑系統(tǒng)或油霧潤滑等方式實現(xiàn),確保潤滑劑持續(xù)供給。潤滑管理定期檢查軸承潤滑狀態(tài),及時補充或更換潤滑劑,是預(yù)防軸承故障的關(guān)鍵。軸承的安裝1選擇軸承型號根據(jù)設(shè)計參數(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行的關(guān)鍵步驟。首先要根據(jù)設(shè)計參數(shù)選擇合適的軸承型號。安裝前仔細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軸承的使用壽命。軸承的維護定期檢查定期檢查軸承的狀態(tài),包括檢查潤滑情況、異常噪音和溫度等,及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。補充潤滑根據(jù)生產(chǎn)條件和使用環(huán)境,定期補充潤滑油或脂,確保軸承處于最佳的潤滑狀態(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滑劑。正確安裝安裝軸承時應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)操作流程,避免對軸承施加過大的內(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。這些故障會導(dǎo)致軸承性能下降、壽命縮短。定期維護定期檢查軸承狀態(tài)、補充潤滑油、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)測使用應(yīng)力計算根據(jù)軸承的載荷和工作條件,利用理論公式計算出軸承的疲勞壽命。此方法簡單易行,但無法完全反映實際使用條件。實際測試統(tǒng)計通過大量實際使用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,建立軸承壽命預(yù)測模型。這種方法更加準(zhǔn)確可靠,但需要大量實際運行數(shù)據(jù)。故障診斷分析通過監(jiān)測軸承運行狀態(tài)、檢測故障征兆,預(yù)測軸承的剩余壽命。這種方法可以更好地反映實際使用情況。軸承的工藝特點精密制造工藝軸承零件需要采用精密機加工、熱處理等先進技術(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、潤滑等參數(shù),確保其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、使用壽命長。精密檢測工藝軸承在生產(chǎn)和使用過程中都需要進行嚴(yán)格的檢測,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,實現(xiàn)無接觸、無潤滑的運轉(zhuǎn),具有高轉(zhuǎn)速、低噪音和長壽命的特點。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)用于微型機械和MEMS設(shè)備。3智能軸承集成傳感器和控制系統(tǒng),可實時監(jiān)測軸承的運行狀態(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械系統(tǒng)的設(shè)計理念,開發(fā)出高性能、環(huán)保的新型軸承產(chǎn)品。軸承在機械設(shè)計中的應(yīng)用機械設(shè)計中的應(yīng)用軸承在各種機械設(shè)備中廣泛應(yīng)用,如汽車、電機、工程機械等,起著承受和傳遞負荷、支撐轉(zhuǎn)動部件的關(guān)鍵作用。精密儀器的應(yīng)用軸承在航