液膜轴承和滚动轴承转子的动态特性
滚动轴承的结构及特点选型
滚动轴承的结构及特点选型滚动轴承是一种常见的机械轴承,广泛应用于各种机械设备中。
它主要由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
滚动体在内外圈之间滚动,从而减少了轴与孔的摩擦,实现了高效的旋转运动。
滚动轴承具有以下特点:1.承载能力高:滚动轴承采用滚珠或滚子作为滚动体,与滑动轴承相比,滚动轴承的接触面积较小,因此承载能力更高。
2.摩擦小:滚动轴承的滚动摩擦比滑动摩擦小很多,可以减少能量损失,提高效率。
3.转速高:由于滚动摩擦小,滚动轴承适用于高速运转的设备。
4.寿命长:滚动轴承的滚动体和保持架的设计可以均匀分布载荷,减少了滚动体和内外圈的磨损,从而延长了使用寿命。
5.维护便捷:滚动轴承的结构简单,易于安装和维护。
在选型滚动轴承时,首先要根据实际应用需求确定轴承的基本参数,如运转速度、载荷类型和大小、工作环境等。
然后根据这些参数选择合适的轴承型号,满足工作条件要求。
以下是滚动轴承的选型过程:1.轴承尺寸和轴承类型选择:根据工作条件计算所需承载载荷、速度要求和轴向负载等参数,并按照这些参数在轴承手册中找出合适的轴承尺寸和类型。
2.轴承载荷计算:根据实际工作载荷计算出所需载荷的大小和方向,以确定轴承的额定负荷能力。
3.轴承额定寿命计算:根据实际工作条件和预期寿命要求,计算轴承的额定寿命。
4.轴承选择:结合轴承尺寸、额定负荷能力和寿命要求,选择适当的轴承型号。
5.轴承安装和维护:根据轴承的安装和使用指南进行正确的安装和维护,以确保轴承的正常运行。
总之,滚动轴承具有高承载能力、低摩擦、高转速和长寿命等特点,在机械设备中有着广泛应用。
在选型滚动轴承时,需要根据实际应用需求确定轴承的基本参数,并根据这些参数选择合适的轴承型号。
正确的选型和维护能够确保轴承的正常运行和延长使用寿命。
滚动轴承结构与特征
1、滚动轴承的结构、分类及特点1.1结构滚动轴承(以下简称轴承)一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
(如图1.1)内圈与外圈之间装有若干个滚动体,由保持架使其保持一定的间隔避免相互接触和碰撞,从而进行圆滑的滚动。
轴承按照滚动体的列数,可以分为单列、双列和多列。
1)、内圈、外圈内圈、外圈上滚动体滚动的部分称作滚道面。
球轴承套圈的滚道面又称作沟道。
一般来说,内圈的内径、外圈的外径在安装时分别与轴和外壳有适当的配合。
推力轴承的内圈、外圈分别称作轴圈和座圈。
2)、滚动体滚动体分为球和滚子两大类,滚子根据其形状又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。
3)、保持架保持架将滚动体部分包围,使其在圆周方向保持一定的间隔。
保持架按工艺不同可分为冲压保持架、车制保持架、成形保持架和销式保持架。
按照材料不同可分为钢保持架、铜保持架、尼龙保持架及酚醛树脂保持架。
1.2分类轴承受负荷时作用于滚动面与滚动体之间的负荷方向与垂直于轴承中心线的平面内所形成的角度称作接触角,接触角小于45°主要承受径向负荷称为向心轴承,在45°~90°之间主要承受轴向负荷称为推力轴承,根据接触角和滚动体的不同,通用轴承分类如下:深沟球轴承(单、双列)向心球轴承角接触球轴承(单、双列)四点接触球轴承调心球轴承向心圆柱滚子轴承(单、双、四列)轴向心滚子轴承圆锥滚子轴承(单、双、四列)滚承滚针轴承(单、双列)动调心滚子轴承轴承推力球轴承推力球轴承(单、双列)推力角接触球轴承(单、双列)推力推力圆柱滚子轴承轴推力滚子轴承推力圆锥滚子轴承承推力滚针轴承推力调心滚子轴承1.3特点1.3.1滚动轴承的优点滚动轴承虽有许多类型和品种,并拥有各自固定的特征,但是,它们与滑动轴承相比较,却具有下述共同的优点:(1)、起动摩擦系数小,与动摩擦系数之差少。
(2)、国际性标准和规格统一,容易得到有互换性的产品。
(3)、润滑方便,润滑剂消耗少。
滚动轴承-转子系统动力学特性分析
T e r s l h w t a : h oai nfe u n y o oo l y x ssi h y tm ,te v r ig si n s e u n yo u ・ h e u t s o h t T e rt t q e c f trawa s e it te s se s o r r n h ay n t f e sf q e c fs p f r
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径 向载荷的增大而增强 ; 在一个最佳转速 区间 , 存 在此区 间内 , 系统的非线性特性较弱。 关键 词 : 滚动轴承 ; 转子系统 ; 动力学特性 ; 动频 率 ; 刚度振 动 转 变
中 图分 类 号 :H13 3 ;H17 1 T 3 .3 T 1 . 文 献 标 志码 : A 文 章 编 号 :00—36 ( 0 2 1 00 — 6 10 7 2 2 1 ) 0— 0 1 0
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●产 品设 计与 应 用
滚 动 轴 承 一转 子 系统 动 力 学 特 性 分析
魏彬 李建 华 邓 四二 , ,
b ain fe u n y c mp n n s e it g i e s se a e c n t n e a d e so e c a g f o v u v t r a i sC — r t r q e c o o e t x si n t y t m r o sa t g l s ft h n e o o ec r au e r du O o n h r r h r g efce t fi n ra d o trrn s t e n n i e r y o e s se i we k n d w t h n r a e o aln mb r n r ・ f in s o n e n u e g ;h o l a i f h y tm s a e e i t e i c e s fb l u e sa d p e i i n t t h la o c n n a c d w t ei c e s f a i o c ;h r n o t l oain s e d z n ,nwh c en n i e r o d f r ea d e h n e i t n r a e o d a f r e t e e i a p i hh r l s ma rt t p e o e i ih t o l a - o h n
轴承转子系统动力学
轴承转子系统动力学
轴承转子系统动力学是研究轴承和转子在运转过程中的力学行为和相互作用的学科。
它涉及到转子的旋转、振动、稳定性以及与轴承之间的力学相互作用等方面。
在轴承转子系统中,转子是通过轴承支撑并旋转的。
转子的旋转会引起离心力和惯性力的产生,同时也会受到悬挂系统和轴承的约束。
轴承则起到支撑和导向转子的作用,并承受着由转子旋转所带来的力和力矩。
在动力学分析中,需要考虑转子的质量、惯性特性、几何形状以及受力情况等因素。
常见的分析方法包括刚体动力学、弹性动力学和有限元分析等。
这些方法可以用来计算转子的振动模态、共振频率、振型等,并评估转子系统的稳定性和可靠性。
此外,轴承转子系统动力学还包括对转子系统进行故障诊断和故障预测的研究。
通过监测转子系统的振动、声音和温度等信号,可以检测到转子系统中的故障,并进行相应的维修和保养,以确保系统的正常运行。
总之,轴承转子系统动力学是对转子和轴承在运转中力学行为进行分析和研究的学科,它对于提高转子系统的性能、可靠性和安全性具有重要意义。
1。
滚动轴承动态响应特性研究
滚动轴承动态响应特性研究作为机械设备中重要的传动部件之一,滚动轴承在现代工业生产中发挥着至关重要的作用。
滚动轴承的寿命和性能直接影响着机械设备的可靠性和安全性能。
因此,对滚动轴承的动态响应特性进行深入研究,对于提高机械设备的使用寿命和性能具有一定的理论和实践意义。
1. 滚动轴承的结构与工作原理滚动轴承是由内外圆环、滚珠、保持架和密封圈组成的。
通常,滚动轴承是安装在机器设备的可旋转部件和固定部件之间,以承载旋转部件的重量和力。
当轴承内、外圆环间相对旋转时,滚动体在内外圆环之间转动,并将力沿轴线方向传递。
2. 滚动轴承的动态响应特性在滚动轴承运转过程中,存在一种称为动态响应的现象,即滚动体在运动过程中与轴承内、外圆环之间产生的相互作用力导致的振动。
滚动轴承的动态响应特性受到很多因素的影响,如滚动体数量、轴承负荷、失效模式等。
3. 滚动轴承振动分析方法通常使用有限元方法和多体动力学方法,来进行滚动轴承的动态响应特性模拟和分析。
其中,有限元方法可以计算轴承内、外圆环和保持架的受力情况,多体动力学方法可以计算轴承的振动情况和外部激励下的响应模式。
4. 滚动轴承动态响应特性研究现状国内外学者对滚动轴承动态响应特性的研究已有数十年历史。
研究成果包括轴承振动的特性分析、噪声特性分析、轴承的寿命预测、失效分析等方面。
国内外已有很多的研究成果,是开展滚动轴承动态响应特性研究的基础。
5. 滚动轴承动态响应特性研究存在的问题和展望目前,对滚动轴承动态响应特性研究的探讨尚存在着一些问题。
例如,缺乏滚动体大小对轴承寿命和响应影响的研究,缺乏低负载条件下的轴承动态响应分析等。
未来,需要加强对滚动轴承动态响应特性进行研究,以更好地掌握其运作特性和影响因素,从而针对其失效机理进行有效预测和防范措施。
在实际工程中,滚动轴承的动态响应特性研究对提高设备使用寿命和性能有着重要的意义。
未来,我们也可以结合高精度测量技术,针对滚动体、内外圆环之间的相对滑动和油膜流动等问题进行深入研究,进一步提高滚动轴承的精度和可靠性。
滚动轴承的动静态特性研究
滚动轴承的动静态特性研究滚动轴承作为广泛应用于机械领域的重要部件,其性能的稳定和可靠性对于机械设备的正常运转至关重要。
在实际应用中,由于受到多种因素的影响,滚动轴承的动静态特性会发生变化,这直接影响轴承的寿命和使用效果。
因此,研究滚动轴承的动静态特性至关重要。
一、滚动轴承的结构和工作原理滚动轴承是包含滚珠、圆柱和圆锥等的闭合式结构,通过外部的载荷或力矩的作用下,轴承内部的滚珠在滚道上滚动,从而实现滚动轴承的转动。
在不同的载荷和转速下,轴承内部的滚珠会受到不同的力的作用,从而导致动静态特性的变化。
二、滚动轴承的动静态特性1. 动态特性动态特性主要是指滚动轴承在运转过程中的振动情况,包括衬套与滚珠之间的滚动摩擦、滚珠与内外滚道之间的碰撞等。
这些因素影响了轴承的振动幅度和频率,从而也会影响轴承的噪声和寿命。
2. 静态特性静态特性是指滚动轴承在未受到外部载荷或力矩作用时的状态。
由于轴承内部的滚珠表面粗糙度和形状精度的差异,导致在静态情况下,轴承的内部间隙不均匀,从而直接影响轴承的负荷承载能力和使用寿命。
三、滚动轴承的动静态特性研究方法1. 轨道分析法轨道分析法是指通过分析滚动轴承内部滚道的几何形状和相互作用力学,计算出轴承内部的应力分布、滚动摩擦力以及滚珠与滚道之间的接触点位置等。
通过轨道分析法,可以分析轴承内部不同位置的应力状态,从而探索轴承的静、动态特性。
2. 振动分析法振动分析法是指通过测量轴承内部的振动信息,从而研究轴承的动态特性。
通过分析轴承的振动频率和幅度,可以了解轴承内部的摩擦状态、滚珠与滚道之间的碰撞情况以及轴承的寿命和负荷承载能力。
3. 数值模拟法数值模拟法是指通过建立轴承的模型,采用有限元分析法、多体动力学模拟等方法,研究轴承的静、动态特性。
通过数值模拟,可以分析轴承内部不同位置的应力状态和运动状态,并针对优化轴承的结构和材料提出具体方案。
四、结论研究滚动轴承的动静态特性,可以为优化轴承的结构和材料提供基础理论依据。
滚动轴承时域特征
滚动轴承时域特征滚动轴承是工业领域中常用的一种机械传动装置,它能够使机械设备在高速旋转时减少摩擦损耗和能量损失。
滚动轴承的时域特征是指在实际运行中,滚动轴承所表现出的一些动态特性和振动现象。
本文将从滚动轴承的时域特征入手,探讨其对机械设备运行的影响以及如何识别和解决滚动轴承存在的问题。
滚动轴承的时域特征对机械设备的运行具有重要影响。
在滚动轴承工作过程中,由于受到载荷和转速的影响,滚动体和轨道之间会产生相对运动,从而导致滚动轴承的振动。
这些振动会引起机械设备的噪声、振动和磨损,严重时还会导致机械设备的故障和损坏。
因此,了解和掌握滚动轴承的时域特征对于确保机械设备的正常运行至关重要。
识别和解决滚动轴承存在的问题需要对滚动轴承的时域特征进行分析和判断。
滚动轴承的时域特征主要包括振动信号、位移信号和声音信号等。
通过对这些信号的采集和分析,可以判断滚动轴承是否存在异常振动、过大的位移或异常噪声等问题。
一旦发现问题,就需要采取相应的措施进行修复或更换滚动轴承,以确保机械设备的正常运行。
在实际操作中,我们可以通过振动信号的分析来判断滚动轴承的状态。
正常情况下,滚动轴承的振动信号应该是稳定的、周期性的,且幅值较小。
如果振动信号的幅值突然增大或出现非周期性的波动,那么就可能存在滚动轴承的故障或损坏。
此时,我们可以通过改变滚动轴承的润滑方式、减小载荷或更换滚动轴承等方式来解决问题。
位移信号和声音信号也可以反映滚动轴承的状态。
位移信号是指滚动轴承在运动过程中的位移变化,正常情况下应该是稳定的、周期性的。
如果位移信号出现异常值或非周期性的波动,那么就需要检查滚动轴承是否存在过大的位移或变形。
声音信号是指滚动轴承在工作时产生的声音,正常情况下应该是低噪音的。
如果声音信号突然增大或出现异常噪声,那么就需要检查滚动轴承是否存在摩擦、磨损或松动等问题。
滚动轴承的时域特征对机械设备的运行具有重要影响。
了解和掌握滚动轴承的时域特征可以帮助我们识别和解决滚动轴承存在的问题,确保机械设备的正常运行。
滚动轴承的类型和特点
滚动轴承的类型和特点滚动轴承是一种常用的机械零部件,其具有可靠的性能和长寿命,能够在各种设备中发挥重要作用。
本文将介绍滚动轴承的类型和特点。
一、滚动轴承的类型1. 径向滚动轴承径向滚动轴承主要用于承受径向负载,如轴承支座和轴承支架。
径向滚动轴承根据不同结构形式可分为深沟球轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、圆柱滚子轴承等。
2. 推力滚动轴承推力滚动轴承主要用于承受轴向负载,如涡轮机、液压泵等设备。
推力滚动轴承根据不同结构形式可分为单向推力球轴承、双向推力球轴承、推力圆柱滚子轴承等。
3. 针状轴承针状轴承主要用于承受径向空间较小的位置,如变速器、农业机械、汽车电机等。
针状轴承根据不同结构形式可分为针状推力轴承、针状滚子轴承、轴承环等。
二、滚动轴承的特点1. 负载承载能力高与滑动轴承相比,滚动轴承采用滚动滑动方式,因此能承受更大的负载。
不仅如此,滚动轴承还能承受逆向荷载,并且在高速运动时也可以满足需求。
2. 摩擦损耗小在滚动轴承内部,滚动体与内外圈之间摩擦小,因此损耗也很小;而在滑动轴承中,摩擦力较大,导致摩擦损耗也很高。
3. 精度高滚动轴承的生产工艺较为复杂,需要经过多道工序才能完成。
滚动轴承在运行时能够保持较高的精度,长时间使用也不会因轴承精度下降而影响使用。
4. 寿命长由于滚动轴承使用寿命长,因此不仅节约了修理成本和更换成本,而且还能提高设备的效率和可靠性。
长时间使用后,销轴磨损较小,可延长使用寿命。
5. 维护简单滚动轴承的维护比较简单,更换时只需要将滚珠从槽中拿出,然后用清洁剂清洗慢滚圈,再将它们重新组装即可。
综上所述,滚动轴承具有负载承载能力高、摩擦损耗小、精度高、寿命长和维护简单等特点,这些特点使得滚动轴承在机械设备中得到了广泛应用。
滚动轴承的结构、种类、特点(共7张PPT)
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按钮
滚动轴承的结构、种类、特点
滚动轴承的优点
•摩擦系数小,摩擦阻力小,摩擦力矩小,功率消耗少,机械效率高 •外型尺寸已标准化,具有互换性,安装拆卸方便
•轴向结构紧凑,使机器的轴尺寸大为减少
•精度高,磨损小,寿命长,能在较长时间内保持轴的安装精度 •适宜于专业化大批量生产,质量稳定可靠生产效率高成本低
滚动轴承的缺点
•不宜承受较大的冲击与震动,噪音较大 •轴承座结构较复杂 •即使轴承润滑良好,安装正确,防尘防潮严密,运转正常, 它们最终也会因为滚动接触表面的疲劳而失效
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滚动轴承的结构、种类、特点
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滚动轴承的结构、种类、特点 不滚精抗摩滚滚适滚滚精精滚摩滚同即摩即滚摩滚 滚滚即滚摩即不滚 轴精即适宜动度冲擦动动宜动动度度动擦动时使擦使动擦动动动使动擦使宜动向度使宜承 轴 高 击 系 轴 轴 于 轴 轴 高 高 轴 阻 轴 承 系 轴 轴 阻 轴轴 轴 轴 轴 系 轴 承 轴结 高 轴 于受承,能数承承专承承,,承力承受数承承力承 承承承承数承受承 构,承专较的磨力小的的业的的磨磨的小的径润小润的小的 的的润的小润较的 紧磨润业大结损差,结结化结结损损结、结向滑,滑结、结 结结滑结,滑大结 凑损滑化的构小、摩构构大构构小小构启构及良摩良构启构 构构良构摩良的构 ,小良大冲、,高擦、、批、、,,、动、轴好擦好、动、 、、好、擦好冲、 使,好批击种寿速阻种种量种种寿寿种灵种,阻,种灵种 种种,种阻,击种 机寿,量与类命时力类类生类类命命类敏类安力安类敏类 类类安类力安与类 器命安生震、长出小、、产、、长长、、、装小装、、、、、装、小装震、的长装产向动特,现,特特,特特,,特效特正正特效特 特特正特,正动特 轴,正,载,点能噪摩点点质点点能能点率点确摩确点率点 点点确点摩确,点 尺能确质荷噪在音擦量在在高,擦,高,擦,噪寸在,量,音较。力稳较较、防力防、防力防音大较防稳如较长矩定长长润尘矩尘润尘矩尘较为长尘定角大时小可时时滑防小防滑防小防大减时防可接间,靠间间简潮,潮简潮,潮少间潮靠触内功生内内便严功严便严功严内严生球保率产保保、密率密、密率密保密产持消效持持易,消,易,消,持,效轴耗率轴轴于运耗运于运耗运轴运率的少高的的互转少转互转少转的转高安,成安安换正,正换正,正安正成装机本装装等常机常等常机常装常本精械低精精。,械,。,械,精,低度效度度效效度率率率高高高 摩擦系数小,摩擦阻力小,摩擦力矩小,功率消耗少,机械效率高
滚动轴承的动态特性的实验研究
滚动轴承的动态特性的实验研究滚动轴承的动态特性的实验研究摘要:研究了旋转条件下,不同参数对角接触球轴承的刚度和阻尼的影响。
由于原油粘度的依赖性的特点,轴向和径向预紧力对轴承动态特性有最显著的影响作用。
轴承部件的差温加热也可以是一个非常敏感的因素。
由此得出结论:轴承和外壳之间的结合面对装配轴承总的动态特性有显著的影响作用。
关键字:轴承,动态,结合面,预载一介绍滚动轴承在大部分的旋转机械中是使用最广泛的部件之一。
由于它们一直在轴和外壳之间的振动传输路径中,轴承的行为对设备的动态性能具有实质性的影响。
描述这种行为的关键因素是轴承的刚度和响应阻尼。
有关滚动轴承动态特性的知识有助于优化旋转机械的操作条件以使其增加可靠性和使用寿命,从而提高其经济效益。
关于这一领域有很少的实验数据。
Dareing和Johnson做过两个钢片连接处可用阻尼的相关实验。
他们的实验工作指示在接触表面的接口存在数量相当可观的由润滑剂产生的阻尼,并且阻尼随着润滑剂粘度的增加而增加。
Elsermants 等人摒弃径向和轴向轴承动态特性,但是他们提出一种试验方法来衡量一个圆锥滚子轴承的倾斜特性。
他们的工作总结了倾斜刚度和倾斜阻尼随着轴向预紧力的增加而快速的增加并随着转速的增加而缓慢的减小。
Walford和Stone等人测量了角接触球轴承的径向特性。
结果显示随着轴向预紧力及润滑剂粘度的增加,刚度增加并且阻尼减小,尽管随着力幅值和激励频率的增加刚度会减小阻尼会增加。
Kraus等人提出一种实验研究方法,在非对称转子试验台上增加两个深沟球轴承来研究在径向和轴向轴承阻尼中的速度、各种不同的预载荷以及轴承松动。
实验显示阻尼随着速度的增加而增加,尽管预载荷与径向和轴向方向上的阻尼有相反的效果。
根据Elsermans等人和Zeillinger等人的实验结果显示了对球轴承阻尼系数计算的相关实验工作。
在这些工作中,可能会注意到一点就是联合有助于阻尼性能并且界面阻尼很大程度上受外壳界面间隙的影响。
滚动轴承_双转子系统动态性能分析
0
0 00 1
0 00 0 00
0
0 00 0
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0 - Kθ 0 0 0
Kθ 1 0
Kr
0 0 0 - Kr 0 0 1 i
(10)
2 轴承 - 双转子系统动态特性求解法
采用整体传递矩阵法求解滚动轴承 - 双转子 系统动力学方程 ,设系统有 n 个子结构 ,整体划
·3 ·
分为 m 个单元 ,为了实现整个结构沿一条直线传
将支承轴承简化为一个弹簧和阻尼 ,完全忽视了
支承滚动轴承的动态特性对转子的影响 。本文在
考虑滚动轴承动态特性基础上 ,利用整体传递矩
阵法[5 - 6] 对滚动轴承 - 双转子系统动态特性进行
了研究 ,并着重讨论了中介轴承 (高速圆柱滚子轴
承) 径向游隙对转子系统动态特性的影响。
1 滚动轴承 - 双转子系统的动力学 分析模型
Fr ———轴承承受的径向外载荷
α j
,βj
,ε———系数
现代航空发动机多采用双转子结构 ,高压 、低
压轴之间通过高速圆柱滚子轴承联结 ,形成较为
复杂的滚动轴承 - 双转子动力学系统 ,轴承的瞬
态动态特性直接影响着航空发动机主轴工作性
能 。国内外许多专家学者在滚动轴承 - 转子系统
方面做了许多研究[1 - 4] ,但几乎所有的研究都是
用有限元法建立的双转子系统的运动方程为
[ M ] Ⅰ{ X¨} Ⅰ + [ C ] Ⅰ{ X} Ⅰ + [ K] Ⅰ{ X} Ⅰ
= [ R]Ⅰ- [ F]Ⅰ [ M ] Ⅱ{ X¨} Ⅱ + [ C ] Ⅱ{ X} Ⅱ + [ K] Ⅱ{ X} Ⅱ (9)
Ⅱ
滚动轴承的特性及基本结构
滚动轴承
滚动轴承的特性及基本结构
1.滚动轴承的特性
滚动轴承是利用滚动体在轴径与支承座圈之间滚动的原理制成的。
它用滚动摩擦代替滑动摩擦。
与滑动
摩擦轴承相比,滚动轴承的特点如下:
(1)优点
①在一般使用条件下摩擦因数低,运转时摩擦力矩小,起动灵敏,效率高;
②可用预紧的方法提高支承刚度及旋转精度;
③对同尺寸的轴颈,滚动轴承的宽度小,可使机器的轴向尺寸紧凑;
④润滑方法简便,轴承损坏易于更换。
(2)缺点
①承受冲击载荷的能力较差;
②高速运转时噪声大;
③比滑动轴承径向尺寸大;
④与滑动轴承比,寿命较低。
滚动轴承能在较广泛的载荷、转速及精度范围内工作,安装、维修都较方便。
滚动轴承为标准化、系列
化零件,可组织专业化大规模生产,价格便宜。
因此在很多场合逐渐取代了滑动轴承而得到广泛的应用。
2.滚动轴承的基本结构
常见的滚动轴承如图5-16所示,由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
内圈装在轴颈上,外圈装在机架
孔内。
在内、外圈与滚动体接触的表面上有滚道,滚动体沿滚道滚动。
保持架的作用是把滚动体隔开,使其
均匀分布于座圈的圆周上,以防止相邻滚动体在运动中接触产生摩擦。
图5-16
常见的滚动体如图5-17所示,有球、圆柱、圆锥等。
滚动体是形成滚动摩擦不可缺少的零件。
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图5-17
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滚动轴承的特性及基本结构
滚动轴承的特性及基本结构滚动轴承是一种常见的机械元件,广泛应用于各种设备和机械系统中。
它通过滚动元件之间的接触来传递和支持载荷,相比于滑动轴承,滚动轴承具有更低的摩擦和更高的承载能力。
下面我们将详细介绍滚动轴承的特性和基本结构。
一、滚动轴承的特性1.高承载能力:滚动轴承采用滚动元件(如球体、圆锥体或圆柱体)来支撑和传递载荷,在载荷作用下,滚动元件通过滚动的方式来减小接触面积,从而实现较高的承载能力。
2.低摩擦:相比于滑动轴承,滚动轴承的滚动元件之间的接触面积较小,接触点处的摩擦力也相对较小,因此具有较低的摩擦损失。
3.高转速:由于滚动轴承的接触点较小且滚动平稳,因此在高速旋转的条件下,滚动轴承能够提供较好的性能和可靠性。
4.方向性:滚动轴承通常具有特定的安装方向,它们在轴向和径向方向上具有不同的承载能力和刚度,因此在设计和安装时需根据具体的工作条件进行选择和安排。
5.寿命较长:滚动轴承的接触面积小、滚动平稳,并且能够有效分散载荷,从而减少磨损和寿命的降低。
6.简化维护:滚动轴承通常具有可拆卸的结构设计,因此在维护和更换时更加方便,也降低了维护成本。
二、滚动轴承的基本结构滚动轴承由内外圈、滚动体、保持器和密封圈等组成,下面我们将详细介绍各个部分的功能和特点。
1.内外圈:内圈是安装在轴上的零件,外圈是安装在轴承座上的零件,它们通过滚动体来分担和传递载荷。
内圈和外圈通常由高强度钢材制成,并通过调质处理来提高表面硬度和耐磨性。
2.滚动体:滚动体是滚动轴承的核心部件之一,它通过在内外圈之间滚动来传递载荷。
常见的滚动体有球体、圆锥体和圆柱体等,它们的选择取决于载荷类型和工作条件。
3.保持器:保持器用于保持滚动体的位置和间距,防止滚动体相互碰撞或脱落。
常见的保持器有钢制保持器、塑料保持器和铜合金保持器等,它们具有不同的特点和适用范围。
4.密封圈:滚动轴承的密封圈通常用于防止外部污染物进入轴承内部,同时也能够防止润滑剂的泄漏。
高速滚动轴承-转子系统动力学特性分析
0引言滚动轴承在工业设备中的应用极为广泛,而降低轴承转子系统的运动过程中的阻尼系数是非线性动力学研究的重点内容。
由于滚动轴承的运动原理是依托元器件之间的滚动接触实现,因此在点线接触过程中做好油膜润滑至关重要,通过保障轴承与器具之间润滑状态的稳定,包括油膜状态与厚度、压力分布情况等,有效控制摩擦系数都是研究的重点对象。
在设备处于工作状态时,由于转子系统的不规则振动,轴承的润换状态会受到不同程度的影响,从而使阻尼系数发生变化,这也是动力学特性研究的主要方向。
1滚动体与轴承接触后刚度与阻尼系数的变化当滚动体与轴承内外圈进行接触时,钢球会在内径方向上形成接触区,并据此形成类似于图1的接触阻尼模型,我们可以将该情况下产生的刚度-阻尼系数视同为内外墙同时解除后的刚度-阻尼系数[1]。
图1接触-阻尼模型示意图计算在该情况下产生的角频率阻尼系数,要结合在同一工作周期内该轴承与滚动体摩擦的次数(激励频率)来进行研究,当摩擦次数较多时,刚度-阻尼系数已经不存在相关性,或可认为二者之间的数据联系不存在;在中等激励频率下,阻尼系数的特性会产生接触变在对钢丝进行热处理的生产操作中,对于倒立式收线机的“V”形盘的使用应设计为传动模式,并将其分为两组进行控制。
每一台收线设备的机架应被设计成两列,每列需要配备至少1台千瓦数为5.5的变频电机。
该型号的电机自带斜齿轮减速驱动功能,可实现集中传动。
此外,在斜齿轮蜗杆减速机空心轴的位置,可垂直安防“V”形盘。
对于传动方式的设计,应使用机械离合器对其轴上的每个传动头进行控制[2]。
而是对于离合器的设计,通过对其分与离的设计,可将其单头的操作设计成集中收线与独立收线两种。
3.3“V”形盘的设计对“V”形盘的设计,主要可以分为两种,一种是对其形状的设计,另一种是对其机架的设计。
①其形状的设计。
倒立式收线机的主轴设计是一体的,在人员进行设备检修的过程中,无需将“V”形盘进行拆卸,仅需将其平台之上的6颗螺栓进行拆除,后将主轴部分吊出即可。
滚动轴承系统的动力学性能分析
滚动轴承系统的动力学性能分析滚动轴承系统是许多机械设备中的关键部件,它们承载着旋转部件的重量和运动负荷,保证了设备的正常运转。
通过对滚动轴承系统的动力学性能分析,可以帮助我们更好地理解其工作原理以及优化轴承系统的设计。
在滚动轴承系统中,滚子与内外圈之间通过滚子保持器相互连接。
当旋转部件运动时,轴承内外圈之间产生相对运动,滚子在滚道上滚动,通过滚子与滚道之间的接触来承受载荷。
滚动轴承系统的动力学性能主要包括其刚度、阻尼和固有频率等方面。
首先,滚动轴承系统的刚度是指其对外加载荷的响应能力。
刚度越大,轴承系统在受到外力作用时的变形越小,从而更好地保持轴承的运动精度。
刚度的大小与轴承壳体和滚动体的材料和尺寸以及加工精度有关。
一般来说,刚性材料和大尺寸的轴承系统具有较高的刚度。
其次,阻尼是指滚动轴承系统在振动过程中损耗能量的能力。
阻尼对于滚动轴承系统的稳定性和寿命密切相关。
过高或过低的阻尼都会导致振动问题,影响轴承系统的正常运行。
因此,设计滚动轴承系统时需要确保适当的阻尼水平。
通常,通过选择合适的润滑剂和改变轴承内部空气流动情况等方式可以调节轴承系统的阻尼性能。
最后,滚动轴承系统的固有频率是指轴承系统在受到外力作用时发生共振的频率。
当外力频率接近轴承系统的固有频率时,轴承系统会发生共振,引起滚动体和滚道之间的接触失效和损坏。
因此,合理选择固有频率并避免与外力频率相近的共振是设计滚动轴承系统的重要考虑因素。
固有频率的计算可以通过有限元分析等方法进行。
在实际应用中,滚动轴承系统的动力学性能分析可以通过实验测试和数值模拟相结合的方式进行。
实验测试可以通过在滚动轴承系统上加载不同的载荷和外力,测量其变形、振动和共振情况来得到实际的动力学性能数据。
而数值模拟可以通过建立滚动轴承系统的有限元模型,进行结构和振动分析,预测其性能和改进轴承系统的设计。
滚动轴承系统的动力学性能分析对于优化轴承系统的设计和提高其工作效率具有重要意义。
流体动压滑动轴承-转子系统非线性动力特性及稳定性
流体动压滑动轴承-转子系统非线性动力特性及稳定性流体动压滑动轴承的转子系统具有非线性的动力特性和稳定性,这是由于流体动压效应引起的。
在转子系统中,流体动压滑动轴承是一种常用的支撑装置,通过润滑油膜的形成和变形,可以有效减小摩擦和磨损,提高运动的稳定性和运行的可靠性。
在流体动压滑动轴承中,转子的运动会引起油膜的动压效应。
当转子开始旋转时,油膜中的液体分子会受到离心力的作用而产生压力差异,从而形成一个向中间凸起的压力分布。
这种压力分布会产生一个向外的力,从而支撑和稳定转子的运动。
然而,流体动压滑动轴承的转子系统是一个非线性的系统。
这是因为转子在运动过程中,油膜的形变会随着运动速度和载荷的变化而改变。
当运动速度和载荷较小时,油膜的形变相对较小,系统的动力特性和稳定性较好;而当运动速度和载荷较大时,油膜的形变较大,系统的动力特性和稳定性则会变差。
这种非线性现象对于流体动压滑动轴承的设计和应用具有重要的影响。
为了提高系统的稳定性,需要在设计中考虑非线性特性的影响,并通过合理的参数选择和控制策略进行优化。
此外,还需要进行实验和仿真分析,以验证和研究非线性动力特性的具体机理和规律。
综上所述,流体动压滑动轴承的转子系统具有非线性的动力特性和稳定性,这要求在设计和应用中充分考虑非线性效应,并进行相应的优化和控制。
这将有助于提高流体动压滑动轴承的性能和可靠性,推动其在各个领域的广泛应用。
除了非线性的动力特性和稳定性,流体动压滑动轴承的转子系统还存在着其他值得关注的问题。
首先是振动问题。
由于非线性动力特性的存在,转子系统可能会发生振动现象。
这些振动不仅可能导致系统的噪音和震动,还会影响转子的运行和使用寿命。
因此,需要通过合适的控制方法和设计优化来降低系统的振动水平,提高系统的稳定性和运行平稳性。
其次是温度问题。
在高速旋转的转子系统中,摩擦和涡流损耗会产生大量的热量。
如果无法及时有效地散热,会导致系统温度升高,进而影响润滑油膜的性能和稳定性。
机械系统滚动轴承动力学性能研究
机械系统滚动轴承动力学性能研究随着工业技术的发展和进步,机械系统在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
滚动轴承作为机械系统中的关键元件之一,其动力学性能的研究对于提高机械系统的稳定性、可靠性和效率至关重要。
本文将探讨机械系统滚动轴承动力学性能的研究内容和重要意义。
首先,让我们来了解一下滚动轴承的基本结构。
滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
滚动体可以是钢球、圆柱形滚子或圆锥形滚子。
滚动轴承的动力学性能包括承载能力、摩擦损失、转动精度、寿命和振动特性等。
在滚动轴承的承载能力方面,研究者们通过对滚动轴承内部力学行为的研究,不断探索提高承载能力的方法。
例如,优化滚动轴承的材料选择、改善内圈和外圈的表面质量,以及减小滚动体和保持架的间隙等。
这些研究不仅提高了滚动轴承的静态和动态承载能力,还增加了其运行时的稳定性和可靠性。
滚动轴承的摩擦损失对于机械系统的效率和能源消耗有着重要影响。
通过研究滚动轴承的润滑机制和润滑材料,研究者们试图降低摩擦损失并提高滚动轴承的工作效率。
例如,利用新型润滑材料,如高分子材料或固体润滑材料,可以有效减小轴承的摩擦系数。
同时,研究润滑膜的形成和稳定性也是提高滚动轴承摩擦性能的重要研究内容。
另外,滚动轴承的转动精度直接影响到机械系统的定位精度和运动平稳性。
为了提高转动精度,研究者们通过优化轴承的制造工艺和设计结构,减小内圈和外圈的圆度误差和圆锥度误差。
同时,考虑到轴承变形和热膨胀对转动精度的影响,研究者们还开展了对轴承失配和非线性轴向载荷的研究。
在滚动轴承的寿命研究方面,研究者们通过试验和模拟分析等方法,研究轴承在长期运行条件下的寿命和可靠性。
他们考虑了轴承的接触疲劳、润滑膜破裂和磨损等因素对寿命的影响,并提出了一些可行的改善方案。
例如,增加轴承的钢球数量、改进材料的硬度和磨损抗性等。
另外,滚动轴承的振动特性研究也是机械系统动力学性能研究的重要内容之一。
滚动轴承的振动特性直接反映了其内部力学行为和工作状态。
1滚动轴承结构与特征
1滚动轴承结构与特征
滚动轴承是机械传动的基础元件,它具有支承载荷,尺寸小、重量轻、损耗小、负荷能达到很高密度、使用寿命长、调整容易、灵活性能强、节
能高及安装简单等优点,在多种机械装置中得以广泛应用。
滚动轴承主要
由内圈、外圈、滚动体及保持元件组成。
滚动轴承的结构:
1、外圈:外圈是由多个不同型号的结构件组成,通常有单片外圈、
拆卸式外圈、内齿式或外齿式等。
2、内圈:内圈是由单片内圈或拆式内圈组成。
它与外圈的齿型应一
一对应,以保证滚动体正确地配合。
3、滚动体:滚动体是由多个圆柱形组件组成,它与外圈的齿形相吻合,以改善滚动体的滚动性能。
4、保持元件:保持元件也称为轴承固定座,是用来将滚动轴承固定
在机械设备上,防止滚动轴承脱离安装位置,保证滚动轴承正常工作的一
种部件。
滚动轴承的特征:
1、极限转速:滚动轴承的极限转速是指滚动轴承在不发生热变形或
其他变形的情况下所能承受的最高转速。
2、工作轴孔尺寸:滚动轴承的轴孔尺寸与滚动体的直径有关,其内
径的极限尺寸应符合各国标准规定的尺寸。
3、漏油分量:滚动轴承的漏油分量受滚动体的孔径,滚动体的内径
及滚动体的数量有关。
滚动轴承的类型及特点
代 号
方公 结 面差 构 的、 形 改技 状 变术 、 。要 尺 求寸 等、
五
四
三 直径 系列
二列
1、基本代号:
内径 系列
(1)右1、2位:内径系列 内 径 代 号 00 01 02 03 内 径 尺 寸 10 12 15 17
(2)右3位:直径系列
04 ~ 96 数字 x 5
2.说明7302B的含义
3.说明N207的含义 4.说明6208的含义
二. 滚动轴承类型的选用 选择滚动轴承的类型应根据轴承的工作载 荷(包括性质、大小、方向)、转速、调心性 能及其他特殊要求。 1、高速轻载:选择球轴承(除推力球轴承5) 低速重载:滚子轴承 2、受纯轴向力:推力球轴承5 受纯径向力:N系列或深沟球轴承6 同时受轴向、径向力: 3——轴向径向力均较大; 6——轴向力较小; 7——轴向力中等。
4 1 2
3
6
7
N
5
2. 按承受的载荷分
向心轴承(径向接触轴承):主要承受径向载荷, α=0°
推力轴承 (轴向接触轴承 ):只能承受轴向载荷, α=90°
角接触轴承 :能同时承受径向载荷和轴向载荷,0° <α≤90°
滚动轴承的公称接触角
α 指轴承的径向平面(垂直于轴线)与滚动体和滚道
接触点的公法线之间的夹角。
一、滚动轴承的轴向固定
轴承内圈固定方法
轴承外圈固定方法
二、轴系的轴向固定
1.两端单向固定
2.一端双向固定、一端游动
3. 两端游动
三、轴承组合的调整 1.轴承间隙的调整
调整垫片组 3
1
2
2.轴系位置的调整
1 2
3.轴承的预紧
加金属垫片
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的基本类型和特点滚动轴承是一种用于减少摩擦和支撑旋转运动的机械元件,广泛应用于各种机械设备中。
根据不同的结构和用途,滚动轴承可以分为多种类型,每种类型都具有自己独特的特点和适用范围。
1. 深沟球轴承(Deep Groove Ball Bearings):深沟球轴承是最常见和最基本的滚动轴承类型之一。
它们具有简单的结构,由内圈、外圈、钢球和保持器组成。
深沟球轴承能承受径向和轴向负荷,并适用于高速旋转。
它们具有低摩擦、高转速和较高的精度等特点,广泛应用于电机、汽车、机械工具等领域。
2. 圆锥滚子轴承(Tapered Roller Bearings):圆锥滚子轴承是一种能承受大径向和轴向负荷的轴承。
它们的内圈和外圈均为圆锥面,滚子为圆锥形。
圆锥滚子轴承通常成对安装,以支撑更大的径向和轴向负荷。
圆锥滚子轴承广泛应用于汽车主传动轴、差速器、重型机械设备等领域。
3. 球面滚子轴承(Spherical Roller Bearings):球面滚子轴承具有两排滚子,内圈为球面形状,外圈为球面形状或圆柱形状。
它们能够承受较大的径向和轴向负荷,并适用于较高的转速和较大的振动。
球面滚子轴承广泛应用于冶金、矿山、建筑、纺织、印刷等重型机械设备中。
4. 调心球轴承(Self-Aligning Ball Bearings):调心球轴承具有两排滚珠和一个球心位于内圈中心的结构。
它们能够自动调节轴承和座圈之间的偏差,适用于不规则的安装和轴向偏移。
调心球轴承广泛应用于纺织、冶金、矿山、化工等行业中。
5. 圆柱滚子轴承(Cylindrical Roller Bearings):圆柱滚子轴承具有高径向负荷能力和较高的刚度。
它们的滚子为圆柱形状,内圈和外圈之间的接触面积较大,能够承受更大的负荷。
圆柱滚子轴承广泛应用于涡轮机械、煤矿机械、船舶等重型机械设备。
6. 角接触球轴承(Angular Contact Ball Bearings):角接触球轴承具有内圈和外圈之间的接触角度,能够承受径向和轴向负荷。
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液膜轴承和滚动轴承转子的动态特性
SpectraQuest Inc.
November, 2005
摘要:本文使用了机械故障仿真器-精简扩展版TM机器,从转子共振频率和转子
轨道形状的角度研究了支撑油膜轴承的转子轴特性。
实验结果表明:轴承类型对转子自然频率的影响不能忽略;此外,对油膜轴承和滚动轴承来说,转子轨道显示了完全不同的形状。
1.实验装置
SpectraQuest公司研发了新型仿真器——机械故障仿真器-精简延展版TM,如图1所示。
在研究由油液润滑滑动轴承支撑的转子动态特性方面是一个特别创新工具。
机械故障仿真器-精简扩展版上装备有SpectraQuest公司的润滑油泵,以此来驱动润滑油液;另外,在不影响工厂生产或利润情况下,它对于研究常见机械故障特性来说是一个非常得力的工具。
本实验采用新型仿真器,针对油膜轴承和滚动轴承支撑的转子,研究共振条件下转子系统的动态特性。
采用四种方法激发机械故障仿真器-精简扩展版TM的转子常态。
1.改变轴上的盘数量或负载数量
2.改变轴上的盘的位置
3.改变在转子甲板上的轴承座位置
图1. 机械故障仿真器精简-扩展版
在共振测试中,尽量平衡速度和振动。
如果失衡太多,或者失衡处在特定模式下的最大振动幅值,电机控制器可能由于负载值太大被断电。
然而为了产生共振需要一定数量的失衡。
因此,需要有一种大到足以激发共振,但不要切断电动机电源的失衡。
由经验法则得知,为了在失衡中达到某种平衡,就低速共振来说,失衡重量可以利用;对于高速共振来说,(第三模式)失衡重量不需要,因为由盘自身引发的盘失衡足以引起失衡。
通过适当配置轴上的转子盘,可以激发前三种转子的自然频率。
利用安装在轴承座上的两个转子轴的电涡流探头来收集轴的位移数据。
在每个轴承座上分别安装水平方向和垂直方向的电涡流探头,如图2所示。
图2. 安置在轴承座上的电涡流探头
利用pectraQuest 公司的硬件/软件系统收集加速和减速数据(S /products/vibraquest/inde.html)。
2. 结果和讨论
采用VibratorQuest 软件对数据进行分析,重点分析振动频谱和转子轴的轨道形状。
2.1谐振试验波特图 2.1.1 滑动轴承
在减速运行共振测试中得到的油膜轴承支撑的轴的振动频谱,如图3所示。
在图3中至少能区分3种共振,请注意振幅图中的峰值和在相位图中相应的相位峰值。
应当指出发生在速率为800转/分和3000转/分时360度相位突变,实际上并不反映任何物理现象。
事实上,360度的相变就等于没变。
图3. 滑动轴承的转子共振的波特图
2.1.2滑动轴承
减速运行测试如图4所示,该图显示了由滑动轴承支撑的轴的振动频谱。
图4可以识别出三种共振,这类似于油膜轴承情况,不过该相图并不像油膜轴承那样清晰。
这是因为在轴承在运转时,滑动轴承会产生大量噪音,而相位对噪音要比幅值敏感的多。
图3和图4之间最大的不同是:滑动轴承最大的振动峰值是第二共振峰值,滑动轴承油膜第二共峰值是在这三个共振峰值之间的最小峰。
从图3中可以看出,三个共振分别发生在转速为800转/分,2900转/分和5400转/分处。
从图4可以看出,三个共振分别发生在转速为1200转/分,3500转/分和5600转/分处。
滚动轴承的结构刚度要比液膜轴承高,因此能给转子轴提供的支撑刚度高,这样,滚动轴承的共振频率要比液膜轴承高。
2.2转子
把水平和垂直方向的振动位移数据合成在一起,以便获得轴的轨道图,在减速运行测试的各种情况下记录轴的轨道图。
2.2.1滑动轴承
图5显示了在减速运行测试中整体位移和速度曲线数据,图6显示了在减速运行测试72秒内(图5)的转子轴旋转轨道变化。
图6中的轨道子图按时间相对应顺序从左到右,从上到下。
应该注意对应共振条件的月食状轨道和对应非共振条件(图6(1,1),(3,3),(5,1)和(8,3))的环形轨道。
从图6(1,2)到图6(3,2)可以看出,这是第三次转子轴的共振。
月食轨道是逆时针旋转形成的。
从图6(5,2)到图6(8,1)可以看出,转子轴正经历第一次共振。
月食轨道形状也是逆时针。
仔细观察图6(5,2)到图6(8,1),可以看出不仅仅是转子的轨道发生变化,转子的形状也明显地发生变化。
从图6(6,1)到图6(7,1)可以看出月食状轨道很狭窄,轴的振动几乎仅在一个方向上。
图5. 减速实验中的液膜轴承的位移和速度数据
图6. 轴和油膜轴承的轨道图
2.2.2 滚动轴承
图7显示了减速运行实验中的总体位移数据和速度曲线数据,图8显示了在减速测试中32秒内(图7)转子轴轨道的变化。
观察图8,可以看出当轴未发生共振时(图8(2,2),(2,3),(5,2)(5,3)和(8,2)),轴的振动更多的是以一种随意的方式产生。
当轴发生共振时,振动轨道可以预测。
和油膜轴承情况相比较,滚动轴承轨道的形状更多变。
注意图8(2,1),两个月食形状预示着2倍振动。
图8(6,3)中有3个月食,可以推断有3倍振动。
注意图6观察到的轨道方向的旋转问题在图8中并未显示。
图7. 滚动轴承在减速实验中的位移和速度数据
轴承
图8. 轴和滚动轴承的轨道图
3.结论
从转子共振频率和转子轨道形状方面,研究了油膜轴承和滚动轴承支撑转子轴的动态特性。
从实验结果来看,滚动轴承的支撑稳定性要比油膜轴承高。
油膜轴承在共振过程中旋转方向可变,而滚动轴承并非如此。
对液膜轴承的轴在非共振条件下轨道是盘型的。
而滚动轴承的轴在非共振条件下形式任意。
在共振过程中由滚动轴承支撑的轴明显地有2倍或3倍的振动分量,而对油液轴承支撑的轴仅仅有1倍的振动分量。