《轴承的功用和类型》课件

轴承的功用和类型轴承是机械设备中不可或缺的重要零件,它们通过减少摩擦,实现平稳高效的运转。不同类型的轴承拥有不同的功能与应用场景,以满足各种复杂的工况要求。轴承的定义和作用轴承的定义轴承是机械中用于支撑旋转或滑动的零件,用于减小运动副之间的摩擦,降低能耗损失。轴承的主要作用承受轴向力和径向力、降低摩擦损失、保持零件的相对位置以及引导和限制转动或滑动部件的运动。轴承的重要性轴承是机械设备的重要组成部分,直接影响设备的性能、寿命和可靠性。轴承的分类概述按结构分类轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承使用滚动体如球、滚子等在轨道上滚动，具有低摩擦阻力。滑动轴承则采用液体或气体润滑，产生微小间隙以减少摩擦。按工作环境分类轴承还可根据工作环境分为工业轴承、航空轴承、电机轴承等。每种类型的轴承都有其特定的设计和性能要求。按负荷分类轴承还可分为承受径向负荷的径向轴承和承受轴向负荷的轴向轴承。不同的负荷方向需要选择合适的轴承形式。按精度分类根据精度等级，轴承可分为一般精密、高精密和超精密等类型。精密轴承适用于要求高精度的专业设备。滚动轴承连续滚动滚动轴承由滚动体在双轨道之间循环滚动而运转。轮子的滚动摩擦比滑动摩擦小得多。低摩擦滚动轴承具有非常低的转动摩擦,因此能达到较高的转速和较小的功耗。高承载能力滚动轴承能承受大的径向力和轴向力,承载能力远高于滑动轴承。高精度制造精度高,可提供精确定位,广泛应用于要求高精度的场合。滚动轴承的特点结构简单滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架等几个基本零件组成,结构简单紧凑。承载能力强滚动轴承采用滚动体传递力,承载能力大,可以承受重载,广泛应用于重载机械中。摩擦系数小滚动轴承的滚动摩擦系数只有0.001-0.003,远小于滑动轴承的摩擦系数0.05-0.15。滚动轴承的主要类型球轴承使用滚动元件为球的轴承,具有低噪音、高速转动等优点,广泛应用于各种机械设备。滚子轴承使用滚子作为滚动元件,可承受较大径向载荷,适用于高速旋转的场合。针轴承采用细长的针形滚动体,具有小尺寸、重量轻、高载荷能力的特点。圆柱滚子轴承滚动体为圆柱形,可承受较大径向载荷,适用于机车车轴、柴油机曲轴等。球轴承顺滑性能优秀球轴承与滚子轴承相比，具有更好的顺滑性能和更低的滚动摩擦。耐高载能力强球轴承能承受较大的径向或轴向负荷,广泛应用在高载工况。结构简单紧凑球轴承结构简单,体积小,便于安装和集成到设备中。滚子轴承1滚子结构滚子轴承由内外圈和滚子组成,滚子可以是圆柱形、圆锥形或沟槽形,提供滚动摩擦的设计。2承载能力强相比球轴承,滚子轴承承载能力更强,适用于承受较大径向或轴向负荷的场合。3转动平稳滚子轴承在高速条件下运转平稳,噪音低,适用于高转速应用。4可靠耐用滚子轴承使用寿命长,承载能力强,在恶劣环境下也能可靠运转。针轴承结构特点针轴承由内外圈、保持架和针滚体组成，具有细长圆柱形滚动体。能承受大径向载荷和轴向载荷。高载荷能力由于针滚体受力面积大，能承受高径向荷载和轴向荷载。广泛应用于汽车、机床等领域。紧凑型设计针轴承结构紧凑、体积小、重量轻，能够满足设备空间受限的应用需求。滑动轴承定义滑动轴承是一种利用流体润滑原理来支撑轴的轴承。轴与轴承之间无任何实际接触,而是通过流体润滑层来分隔,从而实现低摩擦和长寿命。特点滑动轴承具有结构简单、载荷承受能力强、耐冲击等优点。但需要精心设计润滑系统以确保稳定可靠运转。常见类型滑动轴承主要包括平面轴承、轴瓦轴承、液体轴承和气体轴承等。每种类型都有其适用的工况和优缺点。滑动轴承的特点简单结构滑动轴承由轴和轴套两个基本部件组成,结构简单,制造和维修方便。润滑性能好利用液体润滑剂产生的流体膜,能有效分隔工作面,减少摩擦和磨损。承载能力强滑动轴承能承受大的径向载荷和轴向载荷,适用于高负荷工况。滑动轴承的主要类型1平面轴承平面轴承由两个相互接触的平面组成,可承受径向及轴向载荷,对转动精度要求较低。2轴瓦轴承轴瓦轴承由轴承座和轴瓦构成,轴瓦与轴体相互滑动,可承受径向及轴向载荷。3液体轴承液体轴承在轴和轴承间隙内形成液膜,可以完全隔离两个表面,具有低摩擦和高载荷能力。4气体轴承气体轴承利用压缩空气或惰性气体形成的气膜支撑轴体,摩擦极低,适用于高速旋转场合。平面轴承简介平面轴承是一种最简单的滑动轴承形式,它由两个平面表面相互接触并在一定的接触面积上滑动。通常由轴和轴承壳体之间形成的平面构成。特点平面轴承结构简单,制造容易,成本低廉。但承载能力有限,易产生高摩擦热,因此多用于低速、低荷载的场合。应用平面轴承广泛应用于机械、电气等各个领域的轻负荷转动副中,如电机轴承、电器机械轴承等。轴瓦轴承结构特点轴瓦轴承由轴瓦壳体和轴瓦衬套组成,能够分离安装和拆卸维修。轴瓦结构简单,但能承受较大的径向负荷。润滑方式轴瓦轴承通常采用油膜润滑,能够在高速旋转时形成稳定的油膜,降低摩擦和磨损。广泛应用轴瓦轴承广泛应用于各种机械设备,如发电机、泵、压缩机等,是一种可靠、性价比高的轴承选择。液体轴承支撑能力强液体轴承能够承受更大的负荷和冲击,并提供平稳的运转。这使其适用于高转速和高负荷的应用场景。摩擦低且无需润滑由于液体的润滑特性,液体轴承具有极低的摩擦,从而无需外部润滑。这提高了运转效率和使用寿命。噪音小且振动少液体轴承的运转更加平稳,不会产生高噪音和剧烈振动,从而增加设备的可靠性和舒适性。气体轴承无摩擦力气体轴承利用气体薄膜支撑轴体,可以实现零摩擦转动,从而减少能量损耗和机械磨损。高速运转由于无摩擦特性,气体轴承可以实现高转速运转,比传统滚动轴承可达到更高的转速。高精度控制气体轴承的刚性高,可实现微米级的位置精度,适用于高精度设备如光学仪器、测量设备等。洁净环境气体轴承无需润滑油脂,可以在洁净室或真空环境下使用,避免污染。磁悬浮轴承原理磁悬浮轴承利用强大的电磁力将轴体悬浮在空气中，完全消除了摩擦和润滑的需求。这种轴承可实现高速运转、长寿命及低噪音等优势。特点磁悬浮轴承无需接触件，消除了机械摩擦,因此能够实现无油润滑、高转速和低噪音运行。同时其还可以精确控制轴承的位置和振动。应用磁悬浮轴承广泛应用于高速列车、电机、压缩机等领域,能大幅提高设备的性能和使用寿命。轴承的选型1确定载荷条件根据轴承所承受的径向力、轴向力等载荷因素，选择合适的轴承类型和尺寸。2考虑工作环境判断轴承所处的温度、湿度、腐蚀性等工作环境因素，选用耐用性强的轴承。3评估使用条件评估轴承的转速、精度要求、维护周期等使用条件，选择性能符合要求的轴承。轴承负荷分类静态负荷轴承在静止状态下承受的载荷,主要由重力和外部作用力产生。动态负荷轴承在运动状态下承受的载荷,受到惯性力、振动等动态因素的影响。组合负荷轴承既承受静态负荷,又承受动态负荷的复合性载荷情况。临界负荷轴承在临界工作条件下承受的极限载荷,接近或超过其承载能力。轴承精度等级1精度等级划分轴承精度等级划分为10个等级，从P0最高精度到P9最低精度。2影响因素轴承精度等级受到材料、加工工艺和热处理等因素的影响。3应用场景不同精度等级的轴承适用于不同的应用场景，如机床、航天等领域。4选择考虑选用轴承时要根据实际应用需求选择合适的精度等级。轴承的润滑润滑剂类型常见的轴承润滑剂包括矿物油、合成油和脂肪等,它们能够减少摩擦,降低磨损,延长轴承使用寿命。润滑系统轴承的润滑可通过手动加脂、循环润滑系统或油雾润滑等方式实现,确保润滑剂持续供给。润滑管理定期检查轴承润滑状态,及时补充或更换润滑剂,是预防轴承故障的关键。轴承的安装1选择轴承型号根据设计参数选择合适的轴承2安装前准备检查轴承及安装面是否清洁无损3精确安装注意轴承与轴的配合精度4保护轴承防止轴承受到碰撞或污染轴承的安装是保证轴承正常运行的关键步骤。首先要根据设计参数选择合适的轴承型号。安装前仔细检查轴承及安装面的清洁程度和完整性。在安装过程中要注意轴承与轴的配合精度,防止轴承受到碰撞或污染。正确的安装方法可以延长轴承的使用寿命。轴承的维护定期检查定期检查轴承的状态,包括检查润滑情况、异常噪音和温度等,及时发现并解决问题。补充润滑根据生产条件和使用环境,定期补充润滑油或脂,确保轴承处于最佳的润滑状态。清洁保养定期清洗轴承,去除附着的灰尘和杂质,保持轴承清洁干燥。更换老化或污染的润滑剂。正确安装安装轴承时应遵循标准操作流程,避免对轴承施加过大的内应力或外力。轴承的故障及预防常见故障轴承常见故障包括咬合、磨损、剥落、腐蚀、金属疲劳等。这些故障会导致轴承性能下降、寿命缩短。定期维护定期检查轴承状态、补充润滑油、更换损坏轴承等是预防故障的关键。遵循使用说明、规范保养是必要的。故障预防合理选型、正确安装、适当润滑、避免超载等都可以有效预防轴承故障的发生。提高管理水平至关重要。轴承的寿命预测使用应力计算根据轴承的载荷和工作条件,利用理论公式计算出轴承的疲劳寿命。此方法简单易行,但无法完全反映实际使用条件。实际测试统计通过大量实际使用数据的统计分析,建立轴承寿命预测模型。这种方法更加准确可靠,但需要大量实际运行数据。故障诊断分析通过监测轴承运行状态、检测故障征兆,预测轴承的剩余寿命。这种方法可以更好地反映实际使用情况。轴承的工艺特点精密制造工艺轴承零件需要采用精密机加工、热处理等先进技术,确保其尺寸精度和表面质量满足苛刻的使用要求。精密组装工艺轴承的组装需要严格控制尺寸、间隙、润滑等参数,确保其运转平稳、噪音低、使用寿命长。精密检测工艺轴承在生产和使用过程中都需要进行严格的检测,以确保其质量和性能符合标准要求。新型轴承技术1磁悬浮轴承利用电磁力支撑旋转轴承,实现无接触、无润滑的运转,具有高转速、低噪音和长寿命的特点。2纳米轴承采用纳米材料制造,可大幅降低摩擦和提高耐磨性能,广泛应用于微型机械和MEMS设备。3智能轴承集成传感器和控制系统,可实时监测轴承的运行状态,提高设备的可靠性和使用寿命。4生物轴承模仿生物机械系统的设计理念,开发出高性能、环保的新型轴承产品。轴承在机械设计中的应用机械设计中的应用轴承在各种机械设备中广泛应用,如汽车、电机、工程机械等,起着承受和传递负荷、支撑转动部件的关键作用。精密仪器的应用轴承在航