《轴及轴系部》课件

轴及轴系部本课件将深入探讨机械系统中轴及轴系的基本知识和关键组成部分,为您展示其设计、制造和维护方面的关键技术。课程目标掌握轴的基本概念了解轴的定义、特性和分类,为后续的轴系设计和分析奠定基础。学习轴的力学分析掌握轴的应力分析、强度计算及其设计方法,保证轴的安全可靠运转。熟悉轴承选型和安装了解滚动轴承和滑动轴承的工作原理、选型方法及正确的安装步骤。掌握联轴器基本知识学习联轴器的种类、选型和安装,确保轴系可靠传动。轴的基本概念轴是机械传动系统中最基本、最关键的零部件之一。它主要用于传递动力、支撑荷载和定位工作装置。轴还可分为主轴和从动轴等不同类型，具有不同的结构和功能。轴的设计应充分考虑材料强度、表面质量、热处理工艺等因素,以确保其能够安全、可靠地工作。同时,轴系还需配合各种轴承、联轴器等部件,形成完整的传动机构。轴的分类按轴的加工制造方法轴可以通过铸造、锻造、焊接等方式制造而成。采用不同的制造工艺,轴的性能和成本都会有所差异。按轴的形状结构轴可以是直轴、曲轴、锥轴等不同形状。不同结构的轴承担的功能也略有不同。按轴的载荷情况轴可分为受拉应力的拉杆轴、受压应力的压杆轴、受弯曲应力的弯曲轴等。需要根据实际工作情况选用合适的轴。按轴的应用场合轴可用于机械传动、电机转子、工程机械等不同领域,所需性能也有所区别。轴的应用领域汽车行业轴是汽车传动系统的关键部件,用于将动力从发动机传递到车轮,确保行驶稳定性和动力性能。工业机械轴广泛应用于各类机械设备,如电机、泵、压缩机等,承担负载并传递动力。航空航天航空航天领域使用高强度、低重量的轴材料,满足高转速、高精度的要求。能源设备大型发电机和涡轮发电机使用特殊轴系,用于传递巨大转矩和承受极端工况。轴的材料选择1材料强度轴承承受的应力决定了轴的材料强度需求。常用高强度碳素钢或合金钢。2抗疲劳性能轴在长期循环载荷下必须具备良好的抗疲劳性能，常选用热处理合金钢。3抗腐蚀性工作环境决定轴的抗腐蚀性需求，可选用不锈钢或喷涂防腐涂层。4加工性能轴的制造工艺决定材料的加工性能需求，有时也需要考虑成本因素。轴的表面处理表面处理目的提高轴的耐磨性、耐腐蚀性和美观性,延长轴的使用寿命。电镀处理在轴表面进行镀镍、镀铬等电镀处理,提高耐磨性和耐腐蚀性。热处理通过渗碳、淬火等热处理工艺,增加表面硬度,提升耐磨性。表面涂层喷涂或涂敷各种耐磨涂层,如氮化层、硅化层等,可大幅提高耐磨性。轴的力学分析10MPa轴承载荷轴承所承受的最大压力通常不超过10MPa。10^4疲劳寿命轴的预期疲劳寿命一般在10^4小时以上。1.5安全系数轴的设计通常采用1.5-2.5的安全系数。轴在工作过程中会承受各种复杂的力学载荷,如弯曲、扭转、剪切等。在设计时需要对轴进行细致的力学分析,确保轴在各种工况下都能够承受并传递所需的负荷。常见的分析方法包括应力分析、疲劳寿命评估和安全系数计算等。这些分析结果可帮助工程师选择合适的轴材料、尺寸和制造工艺,确保轴能可靠地工作。轴承的基本知识1定义轴承是机械设备中用于支撑旋转轴的重要零件。其主要作用是减少轴的摩擦力和传递负荷。2作用轴承可以支承轴的径向力和轴向力,降低摩擦损失,提高机械的效率和使用寿命。3结构一般由内圈、外圈、滚动体和保持架等部件组成,构成连续的滚动接触面。4类型主要分为滚动轴承和滑动轴承两大类,根据滚动体的不同又可细分为多种形式。滚动轴承种类球型滚动轴承球型轴承通过滚动球体实现低摩擦转动,适用于低速中负荷的场合。圆柱滚动轴承圆柱滚动轴承利用滚柱承载,适用于中速中负荷的场合,结构简单耐用。针滚轴承针滚轴承采用细长滚针,结构紧凑,承载能力强,适用于高速重载场合。圆锥滚动轴承圆锥滚动轴承具有自调心能力,可承受径向和轴向载荷,广泛应用于机械设备。滚动轴承选型1轴承尺寸根据轴的直径和所受载荷选择合适的轴承规格，以确保轴承的使用寿命。2工作条件考虑轴承在运转过程中的转速、温度、振动等因素，选择适应环境的轴承类型。3预紧力对于高速或承受冲击力的轴承，需要合适的预紧力以减小轴向间隙。滚动轴承的布置轴承位置滚动轴承通常布置在轴的两端,为了增加轴的稳定性。轴承排列根据受力情况选择串联或并联的轴承排列方式。封闭件为了防止污染,轴承周围需要设置适当的封闭件。预紧力通过调节轴承间的预紧力,确保轴承的平稳运转。滚动轴承的润滑润滑重要性滚动轴承的正常运转需要合适的润滑,以减少摩擦损耗,延长使用寿命。适当的润滑可以降低滚动阻力,降低温度上升。润滑类型滚动轴承常用润滑类型包括油浴、油雾、脂肪等。各类型均有其适用场合和优缺点。润滑量控制过量或不足的润滑都会对轴承造成伤害。需要根据具体应用环境和工况合理控制润滑量。润滑周期管理定期检查和补充润滑剂非常重要。合理安排润滑周期可以最大限度延长轴承使用寿命。滚动轴承的安装1准备工作仔细检查轴承和轴颈表面，确保无杂质和损坏。2选择安装方法根据轴承类型和轴颈尺寸选择合适的安装方法。3加热轴承使用感应加热器或煤油灯将轴承温度升高以便安装。4轴承就位借助专用工具快速、准确地将轴承推入轴颈。5固定轴承合理使用定位套或止动环固定轴承位置。轴承的正确安装对于确保设备长期可靠运转至关重要。首先做好准备工作，选择合适的安装方法。然后采用加热的方式扩张轴承内孔，借助专用工具快速推入轴颈，最后采用定位套或止动环固定轴承位置。每一步都需要小心谨慎地操作。滚动轴承的校正1检查轴承位置确保轴承安装在正确的位置，不存在偏差或倾斜。2调整轴承预载根据制造商的推荐调整轴承的预载力。3平衡轴承使用专业工具检查并校正轴承的动平衡。4对准轴承仔细调整轴承与轴心的对准度，确保其完全垂直。滚动轴承的校正是保证其长期稳定运行的关键步骤。需要系统地检查轴承的各项参数,确保其位置、预载、平衡及对准度都符合标准要求。只有通过这些细致的校正工作,滚动轴承才能发挥最佳性能。滚动轴承的维护定期检查定期检查轴承的运行状态,及时发现并处理问题,确保轴承长期可靠工作。润滑保养根据轴承的性质和工作条件,定期补充润滑油,保证良好的润滑状态。清洁保养定期对轴承进行清洁,去除污垢和杂质,避免影响轴承的使用寿命。调整校正检查轴承的安装状态,及时进行调整或校正,避免轴承承受不当的载荷。滑动轴承基本知识滑动轴承工作原理滑动轴承由轴和轴承瓦组成,轴在轴承瓦内转动时依靠薄膜润滑油分离、支撑,产生很小的摩擦阻力。这种结构设计使滑动轴承能承受大载荷并保持稳定运转。滑动轴承结构特点滑动轴承主要包括轴、轴承瓦和润滑系统三大部件。轴承瓦材料选用有铜、青铜、白口铁等,能提供良好的耐磨性和承载能力。滑动轴承润滑要求滑动轴承依靠薄膜润滑油分离轴与轴承瓦表面,减少磨损和振动。合适的润滑油粘度和稳定的油膜是确保滑动轴承性能的关键。滑动轴承的工作原理滑动轴承利用轴和轴承表面之间的液体润滑膜承载轴的全部荷载。它依靠流体动压效应来支撑和分担轴荷载，减少摩擦、降低功率损耗。通过精密设计和加工,可实现轴与轴承表面间的微米级间隙,形成高效的流体润滑膜。滑动轴承的选型1工况分析考虑轴承工作环境、载荷、速度等因素。2结构特点选择合适的轴承材料、尺寸、形状。3润滑要求根据工作条件选择合适的润滑方式。4安装空间考虑轴承的安装位置和尺寸限制。滑动轴承的选型需要综合考虑工况分析、结构特点、润滑要求和安装空间等因素。首先要确定轴承的工作环境、承受载荷和转速等参数,然后选择合适的材料、尺寸和形状。同时还要考虑轴承的润滑方式和安装位置,确保轴承能够可靠地工作。滑动轴承的润滑润滑剂选择选择适合滑动轴承使用环境的润滑剂非常关键,包括粘度、滴点、抗磨损性等指标。常见润滑剂有油脂、液体润滑油等。润滑方式滑动轴承通常采用连续润滑或定期加注润滑的方式。合理的加注周期和润滑量能有效延长轴承使用寿命。润滑系统大型设备常配有润滑系统,能自动供给润滑剂。系统的可靠性直接影响轴承的润滑效果。润滑管理定期检查润滑情况,及时补充或更换润滑剂,是确保滑动轴承长期稳定运行的重要保障。滑动轴承的安装清洁表面首先,需要彻底清洁轴承和轴承座的表面,去除任何污垢和杂质。尺寸匹配仔细检查轴承和轴承座的尺寸,确保两者完全匹配,并提供良好的配合。热装/冷装根据轴承类型,选择热装或冷装的方式,确保轴承能够平稳无损地安装到位。精密调整调整轴承的安装间隙和预紧力,确保轴承能够顺畅运转而不过度磨损。滑动轴承的校正1拆卸轴承小心谨慎地拆下轴承2清洁轴承彻底清洁轴承内外表面3检查磨损仔细检查轴承是否有磨损或损坏4精确调整使用量规精确调整轴承间隙5重新组装按正确顺序重新安装轴承滑动轴承的校正是一个精细且关键的步骤,需要专业的工具和技术。只有通过彻底的拆卸、清洁、检查和调整,才能确保轴承运行平稳可靠,延长使用寿命。滑动轴承的维护定期检查定期检查滑动轴承的状态,包括油液含量、温度、振动等,及时发现异常并采取相应措施。润滑保养按照制造商推荐的润滑油品和周期添加润滑油,确保轴承始终处于良好的润滑状态。及时更换一旦滑动轴承出现明显磨损或损坏,应及时更换以避免进一步损坏和故障。联轴器基本概念联轴器定义联轴器是机械传动系统中用于连接两个转轴的部件。其主要作用是传递转矩和转速，并允许轴线的微小偏差。联轴器功能联轴器可以补偿轴线不对中、角度偏差以及轴向位移,确保系统平稳运行。联轴器特点联轴器结构简单,安装方便,维修容易。可根据应用需求选择不同型号。联轴器的种类刚性联轴器用于承受轴向、径向和角度误差较小的场合。结构简单，安装方便，适用于一般工业机械。柔性联轴器能承受较大的轴向、径向和角度误差。通过弹性元件实现传动力矩的连接，可以缓解振动和冲击。液力联轴器利用液压传递动力,能吸收冲击和减小振动,适用于大功率和高速重载的场合。摩擦离合联轴器可以在运行中分离或联结传动,适用于需要频繁启动和停止的场合。联轴器的选型1负荷分析评估联轴器承受的轴向力、径向力和扭矩，确保选用适当承载能力的联轴器。2安装空间考虑联轴器的尺寸和安装位置，确保选用合适的类型和尺寸。3运行环境根据使用环境的温度、湿度、腐蚀性等因素，选用适合的联轴器材质。联轴器的安装1确认型号在安装前先仔细确认联轴器型号是否与设备匹配。2对准中心确保轴心对准,误差不超过制造要求。3固定连接使用螺栓等方式可靠固定联轴器。联轴器的安装是保证轴系平稳运转的关键步骤。需要仔细检查型号、对准轴心,并采用可靠的固定方式,确保联轴器与轴系零件充分咬合,避免脱离或松动。严格执行操作规程,才能最大限度降低故障隐患。联轴器的维护1定期检查对联轴器进行定期的检查,及时发现并处理任何故障或磨损。2适当润滑根据制造商的说明,定期添加适当的润滑脂或油,保持良好的润滑状态。3校正对准确保联轴器两端的轴线保持良好的对准,以避免过度振动和磨损。4更换损坏零件一旦发现任何零件有损坏或磨损,立即进行更换,以确保联轴器的可靠性。常见轴系故障分析轴承损坏由于负荷过大、润滑不足或安装不当等原因导致的轴承磨损、腐蚀、疲劳等问题，可能造成轴系故障。