【正文】 類似的一種缺陷是當(dāng)軸承不旋轉(zhuǎn)時由于滾珠在軸承圈間振動而產(chǎn)生的橢圓形壓痕。如果安裝不正 確從而使某一載荷橫穿軸承圈也會產(chǎn)生剝蝕。剝蝕的特征是在軸承圈滾道上留有由沖擊載荷或不正確的安裝產(chǎn)生的壓痕。弄清諸如剝蝕和疲勞破壞一類失效的機理，有助于消除問題的根源。由環(huán)境和污染所產(chǎn)生的軸承失效是可以預(yù)防的，而且通過簡單的肉眼觀察是可以確定產(chǎn)生這類失效的原因。 1 軸承失效的原因 在球軸承的失效中約有 40%是由 灰塵、臟物、碎屑的污染以及腐蝕造成的。 然而，當(dāng)事后的調(diào)查分析提供出寶貴的信息時，最好首先通過正確地選定軸承來完全避免失效的發(fā)生。 關(guān)鍵詞 ： 軸承 失效 壽命 導(dǎo)致軸承失效的原因很多，但常見的是不正確的使用、污染、潤滑劑使用不當(dāng)、裝卸或搬運時的損傷及安裝誤差等。但是一個被損壞的軸承，會留下它 為什么被損壞的線索。 [6] 張健文：液壓氣壓附件及管路系統(tǒng)設(shè)計，西北工業(yè)大學(xué)出版社， 1993 [7] 劉艷革：焊接用自調(diào)式滾輪架設(shè)計 .化工機械，第 2 期 P103， 1998 [8] 陳秀寧主編：機械設(shè)計基礎(chǔ) （第二版） .杭州：浙江大學(xué)出版社， 1999 [9] 王政主編：焊接工裝夾具及變位機械 — 性能、設(shè)計、選用 .機械工業(yè)出版社， 2021 [10] 何鏡民：公差配合使用指南 .北京：機械工業(yè)出版社， 1990 [11] 羅圣國：機械設(shè)計課程設(shè)計手冊，清華大學(xué)吳宗澤 —— 北京科技大學(xué) [12] 江煥中：焊接方法與設(shè)備，機械工業(yè)出版社 [13] 楊峰： Pro/E 曲面設(shè)計技巧與實例，北京 : 中國鐵道出版社 ,2021 [14] 林清安： Pro/E 2021 零件設(shè)計與工程圖， 北京 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 外文資料翻譯譯文 如何延長軸承壽命 摘要 ： 自然界苛刻的工作條件會導(dǎo)致軸承的失效，但是如果遵循一些簡單的規(guī)則，軸承正常運轉(zhuǎn)的機會是能夠被提高的。 [4] 甘肅工業(yè)大學(xué)焊接教研室編 ： 焊接機械裝備圖冊 ，機械工業(yè)出版社， 1986。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 參考文獻 [1] 王傳妹：滾輪式焊接架的設(shè)計及校驗，常熟專用汽車制造廠，《專用汽車》 200l3 [2] 陳煥明：焊接工裝設(shè)計 ， 航空工業(yè)出版社 ， 2021。 還要感謝與我做同一課題的吉祥同學(xué)，與我一起探討問題，分享資料。 此外，感謝在大學(xué)四年間教過我的老師，感謝他們傳授給我知識。 本焊接滾輪架具有結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，并且可以根據(jù)焊件的特點任意組合等優(yōu)點，便于維護和保養(yǎng)，使用壽命長。為了保證工件旋轉(zhuǎn)時的位置精度，在 80 年代初期出現(xiàn)了防工件軸向竄動的焊接滾輪架，但我國對這類滾輪架還處于研究階段。主動滾輪座上裝有直流電機驅(qū)動裝置，驅(qū)動滾輪帶動工件進行旋轉(zhuǎn)，而簡形工件則以摩擦力的形式帶動從動滾輪旋轉(zhuǎn)，以達到環(huán)形焊接的目的，而從動輪本身只起支撐工件的作用。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 設(shè)計感想 本次設(shè)計是我們學(xué)完大學(xué)四年所有的專業(yè)課之后所進行的一次綜合性很強的設(shè)計，所有它就是我們在 畢業(yè) 前 將自己的所學(xué)向老師所做的全面匯報。 主動滾輪架不僅對焊接起支撐作用，而且在主動滾輪座上裝有直流電機驅(qū)動裝置，采用無級調(diào)速，帶動滾輪轉(zhuǎn)動，以達到焊件的轉(zhuǎn)動，從動滾輪架僅對工件起支撐作用，在焊件轉(zhuǎn)動的情況下，依靠摩擦阻力從動輪也相應(yīng)地轉(zhuǎn)動，從而達到沿圓周環(huán)焊的目的。 在支撐板上的軸承左右的軸承座，加工至尺寸后以定心軸定心組焊，以保證它與滾輪的同軸度及與支架的垂直度。 焊接滾輪架的底架設(shè)計 我設(shè)計的是焊接滾輪架，它是由主動滾輪架和從動滾輪架的組合，所以其中的工作臺底架就是用來支撐主動滾輪和從動滾輪的。 r／ min 所以采用脂潤滑，由于潤滑脂是一種粘稠凝膠狀材料，故潤滑膜強度高，能承受較大的載荷，不易流失，容易封閉，一次加脂可以維持相當(dāng)長的一段時間 。根據(jù) dn =30 1500= 104 mm 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 軸的校核 (1)根據(jù)對軸的校核知 軸承徑向載荷尺 R== l 2 l 6． 6=60 8． 3N 軸承軸向載荷 A=3342．． 5N 軸承的轉(zhuǎn)速 n=l 500r／ min 裝軸承處的軸向直徑為 35mm,根據(jù)載荷情況取軸承預(yù)期計算壽命 h=12021h選定向心推力球軸承 36307，查《機械設(shè)計手冊》 Cr=33KN，查《機械設(shè)計》表13． 5 及 13． 6 得， P， =608． 3+1． 2 3342． 5： 4619． 3N LPCL herrh n 39。這時 d1／ a=44／ 122=0． 36。 （ 6)確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSnl0Pl，金屬模制造，蝸桿硬度 45HRC，可從《機械設(shè)汁》表 1l 一 7 中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 本蝸輪減速器的壽命要求為 L^=12021h，應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60 l 30 12021=2． 16 1000000 壽命系數(shù)： （ 220） 則，【 o H]=KHN KA為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 }IT200 制造 ,在校核齒根彎曲疲勞強度，有公式 按 z=l，估取效率 rl=0． 7，則 （ 3)確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) K B=l，由表 11． 5 選取工作情況系數(shù)鼬 =1，轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，由圖 10． 8 可 取動載系數(shù) KFl． 0l(《機械設(shè)計》 )。這種蝸桿可以在專用機床上加工。 ． 7 蝸桿傳動的標準中心距 a (1)根據(jù) GB＼ T 10085． 1988 的推薦，采用漸開線蝸桿 (z1)。 齒數(shù)比 u=Z2/Z1 式中： z2 為蝸輪的齒數(shù)為 1 7． 當(dāng)蝸桿為主動時， i=n1/n2=z2/z1=u=50 蝸輪齒數(shù) z2 蝸輪齒數(shù) z：主要是根據(jù)傳動比來確定。 導(dǎo)程角 Y 蝸桿的直徑系數(shù)和蝸桿頭數(shù)選定之后，蝸桿分度圓梓上的導(dǎo)程角也就確定了。但蝸桿的頭數(shù)過 多 ，又會給加工帶來困難。單頭蝸桿傳動的傳動比可 以較大，但效率較低。如果采用非標準滾刀或飛刀切制蝸輪， dl 與 q 值可不受標準的限制。為了限制蝸輪的數(shù)目及便于滾刀的標準化，就對每一標準，模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑 dl，而把比值 q：稱為蝸桿的直徑系數(shù)。對于同一模數(shù)，可以有很多不同直徑的蝸桿，因而對每一模數(shù)就要配備很多蝸輪滾刀。 蝸桿的分度圓直徑 d1 在蝸桿傳動中，為了保證蝸桿與配對蝸輪的正確嚙合，常用與蝸桿具有同樣尺寸的蝸輪滾刀來加工與其配對的蝸輪。 表 25 電動機功率 根據(jù)上訴情況電動機功率應(yīng)放大數(shù)倍，電動機功率選定為： 型號： JO2214 功率： P= 轉(zhuǎn)速： N=1500r/min 根據(jù)公式 793nn ??滾輪電i （ 216） 式中： i————— 傳動比 n電 ————— 電動機轉(zhuǎn)速 n滾輪 ————— 主動滾輪轉(zhuǎn)速 根據(jù)總傳動比 i=793 決定選用兩臺蝸桿減速器進行減速?？紤]上訴因素功率應(yīng)留足夠余量才能使?jié)L輪架穩(wěn)定工作。電動機功率應(yīng)進行放大。 （查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表 1410 知 X0=1， Y0=0） 經(jīng)計算 P0= 當(dāng)量靜載荷應(yīng)滿足： 000CpS? (215) 式中： P0—— 當(dāng)量靜載荷 C0—— 基本額定靜載荷（查簡明機械設(shè)計手冊表 1520 知， C0=42770N) S0—— 靜載荷安全系數(shù) (查機械設(shè)計基礎(chǔ)表 1412 知， S0=） 經(jīng)計算 00CS =， P0= ? ，軸承強度滿足要求 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 電動機的選型 為了滿足工藝過程的要求，一般生產(chǎn)機械的運動速度比較低，而 電動機 多數(shù)具有較高的速度，因此電動機不能與生產(chǎn)機械直接連接，而需要在兩者之間加裝減速傳動機構(gòu)。選擇 PK = 進行設(shè)計） R — 徑向荷載 A — 軸向荷載 X — 徑向荷載系數(shù)（查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 14— 10 可知 X=1） Y — 軸向荷載系數(shù) 因為采用的是圓柱滾子軸承，軸向力為 0. NXRP K P 32 ??? 軸承壽命為： 610 10 ()60h CL nP ?? （ 213） 式中： 10hL —— 以小時計算的軸承基本額定壽命 n —— 軸承轉(zhuǎn)速（根據(jù)公式 3— 6， n=） 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 C —— 基本額定動載荷（查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表 8— 142 知 C=） P —— 當(dāng)量動載荷 ? —— 壽命指數(shù)（對滾子軸承 ? =10/3） 經(jīng)計算： 10hL =52437h14000~30000h 每六年需更換 軸承的強度計算 為限制滾動軸承在靜載荷或沖擊載荷 作用下產(chǎn)生過大的塑性變形，應(yīng)進行靜強度計算。主動滾輪按最大線速度進行計算： 主動滾輪轉(zhuǎn)速 60m/hn= 60* R? (211) 式中： n———— 主動滾輪的轉(zhuǎn)速 R———— 60m/hn=60* R? 滾輪直徑 Rhmn ?6060? 經(jīng)計算： n=（ r/min） 所以 KWN ? 附著力的驗算 為了保證焊件在主動滾輪上不打滑，焊件在滾輪上的附著力應(yīng)滿足311 ?? ?FFK ff 式中 ?—— 焊件在滾輪上的附著系數(shù)，即滑動摩擦因數(shù)，對于橡膠輪， ? =～ ?FFK ff11? = 3? 軸承壽命計算 軸承預(yù)期壽命 的選擇 如 表 24 所示： 表 24 軸承預(yù)期壽命參考 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 使用場合 10hL? 不常使用的設(shè)備 500 短期或間斷使用的機械，中斷不致引起嚴重后果 4000~8000 間斷使用機械，中斷會引起嚴重后果 8000~14000 每天 8 小時工作的機械和不經(jīng)常滿載工作的機械 14000~30000 24 小時連續(xù)工作的機械 50000~60000 因為是 4T 焊接滾輪架，設(shè)滾輪架上工件為 4T 進行計算。 因此兩滾輪間距的調(diào)節(jié)范圍選定為： 255mm~800mm 之間。工件直徑在 250mm~1600mm 之間，經(jīng)過三角函數(shù)的關(guān)系得出： 當(dāng)工件直徑為 250mm 時，兩滾輪間距在 ~409mm 之間適合。因此在實際應(yīng)用中為使焊件在滾輪架上獲得可靠的穩(wěn)定性，并保證焊件可以平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動 ? 應(yīng)小于 40 度我國制定的焊接滾輪架行業(yè)標準（ ZBJ/T330031990）中規(guī)定中心角 ? 應(yīng)在 45 度到 110 度之間。 ，在偏心距等于零 時，也應(yīng)采用此值。 如圖 3— 4 所示，當(dāng) ? 角給常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 定后，偏心距只有滿足 圖 3— 3 防焊件從滾輪架上傾覆的分析用途 (27) 式中： e———— 偏心距 D———— 工件直徑 ? ———— 中心角 焊件才不致從滾輪架上掉下而破壞其穩(wěn)定性。另外，中心角的使用上限應(yīng)不大于 120176。 ，一般不超過 120176。 ~165176。 3)當(dāng) ? ＞ 130176。增至 130 時，主動滾輪的驅(qū)動圓周力將增加 1 倍。即滾輪軸承無論采用滾動的或是滑動的，都對 Ff 值影響不大，但對 Fl 值的影響較大。 范圍內(nèi)，支反力和驅(qū)動 圓周 力的變化較小。 分析圖 23 和圖 24 可得出如下結(jié)論： 1)當(dāng) G 一定時，在 ? ＝ 20176。圓周力 F1 是根據(jù)公式 2sin2 aD