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客运索道深沟球轴承浅谈

中国索道2019-01-10 15:15:55

摘 要:深沟球轴承的径向刚度与外载荷以及接触变形有关,有效地解决了深沟球轴承的刚度的问题,第一个要求是在承受径向载荷,轴承接触力分布和对应的应力分布,最让变形之间的关系,并载入有关刚度参数,选择和深沟球轴承,为未来的应用需要根据深沟球轴承提供有效的理论依据。方便在工程中的应用。本文对客运索道深沟球轴承进行研究,更好的了解轴承的结构。

关键词: 载荷 结构 深沟球 轴承

一、索道中深沟球的构造及在索道中的应用

1. 基本参数

深沟球轴承是滚动轴承中最常见的类型。基本型深沟球轴承由一个外圈,一个内圈、一组钢球和一组保持架构成。有两种类型的单列和双列深沟球轴承型号,深沟球结构也密封和开放的架构,开放是指轴承而不封口结构,密封型深沟球密封和防尘,防油密封。防尘罩材料由钢板压制,只有进入轴承辊的灰尘只能播放一个简单的方法。防油型为接触型油封,能有效地防止轴承溢出内的油脂。

2. 轴承构造

深沟球轴承具有结构简单的优点,和其他类型的,并不算高的制造精度更容易。因此,很容易成为系列大批量生产,制造成本低,运用是很常见的。深沟球轴承除基本型,还有各种变型结构,如:深沟球轴承防尘盖,带密封橡胶密封圈的深沟球轴承环,止深沟球轴承,装球缺口的大深沟球轴承的承载能力已安装,双深沟球轴承。

3. 轴承特性

深沟球轴承是最具代表性和广泛的应用。适用于高转速,即使高速运转,而且非常耐用,无需经常维护。该轴承具有摩擦系数小,极限转速高,结构简单,制造成本低,制造容易,精度高的优点。尺寸范围和各种低噪音电机,汽车,摩托车及一般机械等行业的应用精密仪器的形式,是最广泛应用于机械工业,一类轴承。主要承受径向负荷,同时也能承受一定的轴向载荷。选择下纯径向力更大的径向间隙轴向承载能力增加时,接触角为零。当有轴向力,接触角大于零。一般采用冲压波浪形架,车身架,有时也采用尼龙架。深沟球轴承安装在轴和轴承,轴向位移限制轴或外壳的轴向游隙范围在两个方向上深沟球轴承。因此,它可以在轴向方向使用。此外,这种轴承具有一定的调心能力,当2′~ 10′时相对倾斜容纳孔仍能正常工作,但轴承的使用寿命有一定的疗效。冲压钢保持架,深沟球轴承大型轴承实体保持架的金属车。

深沟球轴承是最常用的滚动轴承。它的结构简单,使用方便。主要用来承受径向载荷,但是当轴承的径向游隙增大,具有一定的角接触球轴承的性能,可以承受径向负荷和轴向负荷。当转速较高时,推力球轴承是不适合的,它也可以用于承受纯轴向载荷。深沟球轴承轴承与其它类型相同尺寸的轴承摩擦系数小,极限转速高相比。但不耐冲击,不适宜承受重载荷。

4. 工作原理

深沟球轴承主要承受径向载荷,也可以承受径向负荷和轴向负荷。当径向载荷仅承受径向载荷时,接触角为零。当深沟球轴承具有较大的径向游隙时,具有角接触轴承的性能,可承受较大的轴向载荷,摩擦系数的深沟球轴承小,极限转速也很高。

二、受力分析计算(受径向力不受轴向力)

为了计算齿轮以及计算轴和轴承的强度,需要知道齿轮上的作用力。对于轴承,若略去齿面间的摩擦力,则轮齿间的相互作用力为法向力An。为了便于分析计算,可以节点C 处进行受力分析,并将法向力An 分解为相互垂直的两个分力,即圆周力Ft 和径向Fr 如下图。各力的计算公式为

Ft1=Ft2=2T1/d1

Fr1=Fr2=Fntan α

Fn1=Fn2=Ft2/cos α

三、损坏的原因分析

16% 的装配不当:

安装过盈量人大;轴或外壳的圆角过大;冲击负荷过大。

36% 的润滑不当:

轴承内部游隙过小;润滑剂小合适或不足;负荷过大

14% 的污染:

有异物侵入;安装时有冲击;内外孔配合不当

34% 的疲劳:

轴承载荷区工作表面疲劳剥落;轴承内圈轴向贯穿断裂,内圈碎裂;轴承外圈径向断裂,外圈掉边,外圈碎裂。

四、轴承损坏的表现及判断方法

1. 损坏表现

轴承是索道用轮组或其他设备的易损件,在每年的机损事故中居首位。深沟球的轴承依靠滚道和滚动体的相互接触来支承载荷,所以了解其接触形态十分的重要。为此我们首先讨论球与平面这一最简单的接触形式。如果负载是零,这两者是在与接触点接触,接触面积是几何点。如果负载是不为零,就没有几何点的区域,并且它的应力是无限的。但没有材料,可承受无限材料,所以两者之间的接触面积将有非常小的变形。球体和平面之间的接触面积是圆形的。如果负载不是很大,变形将所述材料的弹性限度内进行,负载,球后解除与平面将返回到其原始状态。如果负载增加时,接触表面将增加,并且塑料部件将逐渐增加。在这一点上,即使除去负荷,变形将不会恢复。球轴承的接触形状是与上述类似。基于所述钢球的形状和滚道,无负载是与负载的条件下的线接触。面接触情况下钢球和滚道之间的运动相对复杂,无载荷的情况下相对比较简单。

2. 判断方法

有许多种轴承。主要用于支持轴部,这取决于滑动轴承和滚动轴承两种人类的摩擦性能的轴承点:滚动轴承广泛用于机械支撑,支撑轴和一个,以实现所述旋转或摆动。为了满足机械设备的要求,各类滚动轴承,每个国家都有自己的特点。据轴承的形状,可分为深沟球轴承,推力球轴承,圆柱滚子轴承,滚针轴承,滚锥轴承和自动离心滚子轴承。

滚动轴承通常由4 部分组成:外圈、内圈、滚动元件和支撑框架。内环被布置在轴颈部,并且与紧匹配:外圈与轴承座的孔相匹配。轴承的内圈和外圈上设有轧制方式,和滚动体沿着轧制方式轧制:支撑框架从滚动主体分离均匀,以防止相互摩擦。滚动轴承的结构人致有如下几个共同的特征:环形体( 内圈和外圈)、滚动体( 滚珠、滚柱)、支持架。环状体的结构可以通过创建的差值设置两个汽缸,然后辊子路径的形状被设置操作来创建,其他还可以通过环形状的旋转进行。根据滚动体的不同的形状和球体,圆柱体,圆锥体等。在一般由滚动体被创建,所述支撑框架是通过拉伸或旋转轮廓,然后滚动体孔绘制绘制。

五、使用及安装轴承注意事项

1. 使用:

由于滚动轴承是精密机械的一个组成部分,它需要在它的使用谨慎。即使使用了高性能的轴承,如果使用得当,不能达到预期的效果。所以,使用轴承时应注意如下几点:

(1)应保持轴承及其周围部分的清洁。(不得进入灰尘)

(2)细心使用。(避免强烈冲击)

(3)使用准确的工具。(避免使用代用工具)

(4)注意不要让轴承生锈。(应带手套,避免手的出汗。注意腐蚀性气体)

2. 组装:

轴承组件是好还是不好,就会影响精度,寿命和轴承性能,因此,请充分研究轴承装配。请按照操作规范,包括以下各项为轴承装配。

(1)清洗轴承及相关零件

轴承的清洗目的是除去轴承内部的杂质,提高清洁度,有利于实施防锈工艺;或在轴承使用前,通过清洗除去轴承上原来的油封。经检验之后,成品轴承前油封应清洗,指纹和两个清洁。清洁,洗油,主要是对轴承的灰尘和污垢。清洗材料与煤油,汽油或其他清洁剂。该清洗方法可用于清洗的静态和动态洗衣机或沟槽类型浸没或加压注射的组合。

(2)检查相关零件的尺寸及精加工情况

确定相关零件和需要安装的轴承尺寸是否吻合,防止因尺寸不符合出现的低级错误。

(3)组装方法

压入配合法:轴承内圈与轴,并使得紧配合,轴承座孔的外圈是松配合,根据上轴的轴承的压力和轴承一起放入轴的轴承座孔并压在端轴承内环,装配套筒(铜或钢轴承外圈与轴承座孔的表面紧紧地与软金属衬垫材料相匹配。当内圈和轴是松配合,轴承第一压入轴承孔,然后外壳直径大于孔座的直径略小。如果轴承环和一个轴,一个座孔是紧配合时,设备内部环和外环也压入轴与座孔,所述组件套筒结构应该是也可以赌上紧轴承的端面内圈和外圈。

(4)轴承安装后的检查

备件充足是保证设备的安全运行。员工的专业素质不再是好的,没有足够的配件和相应的维修工具和安全设施,不能做保持良好的工作。备件仅对坏零件的替代品,但更重要的是,它使我们能够确定是否一个组件的失效的一小部分,使用替代方法来快速解决该问题。对于关键零部件,只有在需要更换故障组件,保证了设备的安全运行。在时间仔细检查设备,检查,故障或有缺陷的部件及时检测也是安全管理的一个重要目标。我们在日常检查中发现螺母松动和断轴的现象。在电缆轮组的检查,检查这两个轮组故障的缺陷的部件,以及组件中及时被替换,以避免事故的发生。如果小是及时地对设备进行细致的检查,及时发现上述缺陷部件,引发的后果不敢想象。

(5)润滑剂的添加

第一个:脂杯法

打开在轴承的润滑脂杯侧面的小孔,并在杯的润滑脂被连续加入到所述轴承。高速轴承应设置溢流阀,离心力的通过轴承的转动而多余的润滑脂,以降低所述轴承温度上升的摩擦和高速旋转抛出的作用。

第二个:涂抹法

涂抹的时候要用专用工具,不可以用徒手。要求以满足上述要求的要求,润滑脂应当覆盖与轴承表面的所有必要的润滑。后石油的使用,需要更换的脂肪或脂肪的一段时间。

第三个:脂枪法

用脂枪通过压力将油脂通过加脂孔打入轴承内,这种方法多用来补脂。

第四个:集中给脂法

用泵通过管道将脂统一输往轴承的部位,新加入的油脂的流动路线要可以挤除旧脂,从而将新油脂补入各润滑点。现索道使用轴承多为免维护轴承,一般多为定期检查更换。

3. 运转检查

轴承安装结束以后, 应马上进行运转检查, 以确定安装是否正常。

六、拓展,探讨

1. 损坏的诊断方法

第一:振动诊断法(固有振动频率)

振动诊断应用很广,主要有以下五个原因:(1)可以检测出各种类型轴承的异常现象。(2)在初期可发现异常。(3)可在旋转中测定。(4)由于振动发生自轴承本身,不需特别的信号源。(5)测试以及信号处理比较简单。滚动轴承造成的振动,原则上可分为两大类:其一为与轴承的弹性有关的振动;其二是与轴承滚动的表面的状况( 粗糙度或波纹度、伤痕等) 有关的振动。前者代表滚动体的传输振动。这种振动是发生于正常和异常,因此它是不相关的轴承的故障诊断。和轴承的异常相关的第二种振动的,即,滚动体的某种形式的异常的表面上。在一般情况下,该轴的较高的旋转速度,所述形态的更显著的损害,振动的频率越高。轴承振动系统,轴承体积小,振动固有频率高。因此,由于由异常产生的振动,对于所有的轴承没有特定的频率。另外,即使对于特定的轴承,振动发生在几乎任何单一频率。

第二:其它诊断方法

(1) 时域诊断方法。时域诊断主要对轴承的振动信号的时域波形进行分析处理,进而判断轴承是否出现故障。时域诊断通常基于这样一个出发点:对于正常轴承来讲,其振动波形比较平缓,没有明显的冲击,而当轴承某部位出现故障时,滚动元件之间的瞬时接触会产生强烈的冲击。当然,实际中测得的振动波形由于存在各种干扰信号,看起来会显得更杂乱些。正因为此,单纯从示波器上看振动波形,往往效果不十分明显。为了提高诊断的准确性,减少人为因素的影响,又提出对时域信号进行简单的统计分析,利用定量化的指标来判断。

(2) 频域诊断方法。频域分析广泛地用于解决振动和噪声信号的处理。通过对轴承振动信号做频谱分析,能了解哪种成分的振动起主要作用,振动幅值多大等信息。

2. 生产一种便携准确的诊断仪器

对于液压元件特性参数便携式液压故障诊断仪器分类有压力,流量,温度,振动,噪音,扭矩和转速,它包含了系统状态信息最多的是压力和流量液压参数。一个是压力参数进行最有关系统的,最明显的故障特征的表达的状态的信息;二是仪器是方便,操作简单,直观,测量准确,携带方便,仪器本身故障少,价格低。

3. 轴承设计制造

(1)人才培养

提升中国重型高速精密轴承的设计和制造的自主创新能力,为中国的轴承行业提供原创的核心技术和一些高性能的轴承技术原型,培养了一批具有深厚的理论基础,较强的创新学科带头人能力和科研骨干,形成了一个充满活力的科研队伍,轴承成立的创新研究平台的基础上,显著提升中国的轴承设计与制造技术水平,解决了高性能的轴承中国重大装备制造业的瓶颈问题的需求。把工程中心建成国内一流的传动机械与零部件行业的研发、培训、服务和产业化示范基地。通过“机械工业齿轮传动实验室”和“机械工业齿轮传动工程研究中心”的建设,加快全行业共性基础技术的攻关和应用技术的辐射,有利于齿轮制造业的信息化平台建设及高层次人才培养,提高企业的自主创新能力,加快产品更新和科研成果产业化,打造行业知名品牌企业,扩大我国齿轮传动产品在国际市场上的份额,加快我国成为机械制造强国的进程,对促进我国国民经济建设具有非常重大的作用。

(2)技术、工艺

检查和先进制造技术的设计将大大降低设计难度和制造这样的系统。对于难以确定复杂的零件,快速成型技术可以用于确定最佳合理处理。此外,快速原型是从设计到通信,以商业化的有效手段。为客户提供产品样品,市场营销等,快速成型技术已成为并行工程和敏捷制造技术方法。主轴支承、轴承选择及轴承设计制造是高速主轴单元技术的关键适应于高速加工的高速加工进给单元一高速加工技术要求进给系统能达到很高的速度、大的加速度以及高的定位精度。滑台驱动系统大多采用的要求进给系统能达到很高的速度、大的加速度以及高的定位精度。

(3)材料

①轴承合金

轴承合金又称巴氏合金或自合金,有锡基和铅基两种,分别以锡或铅为软基体,加入适量的锑和铜而成。轴承合金的减摩性能好,具有良好的抗胶合性,但它的机械强度较低,而且价格较贵,所以一般将轴承合金浇铸在钢或铸铁做成的轴瓦基体上作为轴承衬使用。

②铜合金

铜合金主要有锡青铜、铝青铜和铅青铜三种。青铜强度要高于轴承合金,减摩性和耐磨性均很好,可在较高的温度( 可达250% ) 下工作。锡青铜适用于中速、中载或重载轴承;铝青铜适用于低速、重载轴承;铅青铜适用于高速、重载轴承。

③铸铁

铸铁有普通灰铸铁和耐磨铸铁两种,价格低廉。铸铁材料中的石墨成分可在表面形成一层起润滑作用的石墨层。但这种材料性脆、跑合性差,只用于低速、轻载且无冲击的不重要轴承。

④粉末冶金

粉末冶金是将铁或铜与石墨粉未混合,经压制烧结而成的多孔质材料,其孔隙体积占总体积的10%~ 35%,可贮存润滑油,故用此种材料制成的轴承又称含油轴承。但粉末冶金材料韧性较差,宜用于载荷平稳、低速和加油不方便的场合.目前在家用电器中应用较广。

⑤非金属材料

非金属材料主要有塑料、橡胶等。以塑料用得最多,其优点是摩擦系数小,可塑性、跑合性良好,耐磨、耐腐蚀,可用水、油及化学溶液润滑。但它的导热性差,易变形,一般用于温度不高.载荷不大的场合。

结论

深沟球轴承具有结构简单的优点,和其他类型的,并不算高的制造精度更容易。因此,很容易成为系列大批量生产,制造成本低的,是目前最广泛用作轴承。除了基本型的深沟球轴承,还有各种变型结构,是滚动轴承的代表,被广泛使用。适用于高转速,即使高速运转,而且非常耐用,无需经常维护。该轴承具有摩擦系数小,极限转速高,结构简单,制造成本低,制造容易,精度高的优点。因此,针对索道上应用的大量的深沟球轴承,做到知其然知其所以然,才能更好的维护好深沟球轴承。确保索道机械设备的安全持久的运行。

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