简述轴承设计

简述：滚动轴承设计

滚动轴承从用途上分为：通用轴承和专用轴承。通用轴承专业化，引发出若干种通用轴承的结构改变。比如：618系列薄壁球轴承可以设计成MA结构、MB结构等，所有的改变与客户工况不同而改变，若外圈旋转更多使用外引导；内圈旋转等多使用内引导；在转速低的情况下采用滚动体引导；这一切不都是不变的，一切以工况而改变。

在水泥立磨磨头部分，轴承厂家会有一个“水泥立磨轴承技术协议”，其中里面包含了“额定动载荷理论寿命计算”和“寿命可靠性计算”。这是轴承设计与客户的接口。

在通用轴承这一块，洛轴所出了《轴承设计主导文件》，是多年来对国外轴承设计经验的吸收、测绘，获得技术参数，形成设计指导书指导设计。

滚动轴承设计之初，输入参数（国家标准）；主参数（滚子外形尺寸，数量、列数）；目标参数（额定载荷、极限转数等）；输出参数（成图参数）。

主参数确定之后，保持架进行确定，根据工厂工艺特点确定保持架设计方向。显然有时会产生矛盾。举例：81207轴承，若实际转速超过3500r/min，通常一些厂家无法实现设计目标，而保持架的改变和滚动体的改变，使实际转速达到4000r/min以上。

设计的参照依据，通用轴承我们大多依据SKF/FAG/NSK、石

油机械轴承由于圆锥滚子轴承居多，更多依据TIMKEN.举例：由于SKF滚子设计比较大，对保持架工艺制造提出挑战，也面临许多问题。

对于新产品，没有依据，在主参数确定之后，进行多部门会审：设计的工艺性、设计的目标性（与市场应用工程师对接）、往往会产生争议。设计第一性还是工艺第一性往往成为焦点，有时工艺保证不了设计要求。保持架设计精度的工艺可行性。

SKF的设计理念：更强调客户端的使用环境，不同行业、不同设备，设计不同的同系列轴承产品。

比如：深沟球轴承，钢球的大小、沟曲率大小，即使密封都有多种设计，满足不同工况要求。

新产品跟踪，对失效新产品进行持续改进也是SKF产品多样性的一个重要原因。

设计工具的进步

二维CAD图纸设计是我国最早应用CAD技术，三维CAD/CAM技术对加速新产品开发、提高产品质量、降低成本起着重要作用；

例如圆柱滚子轴承动静态有限元分析，通过SOLIDWORKS三维软件对圆柱滚子轴承进行建模,并利用ANSYS有限元分析

软件对圆柱滚子轴承进行合理的加载和求解,经过Block Lanczos方法的模态分析得到前6阶的固有频率、振型以及共振下的薄弱部位;经过加载极限动载荷值94kN下的静态分析得到工况下的最大应力值、变形值以及变形、应力的分布规律,对圆柱滚子轴承的刚度进行了校核,为轴承的结构优化提供建议和方法

SKF公司与PELAB合作开发的BEAST滚动轴承仿真软件使滚动轴承动力学仿真设计真正变成现实 ,并应用于轴承新产品的开发当中。着重介绍仿真软件BEAST数学模型和特点 ,以及仿真结果的实验验证。

目前轴研所与杭州某公司进行合作开发仿真设计、有限元设计、现场模拟设计。