1、机械原理大作业,在UG下的轴承三维建模,金鹏 20090430509 机自五班,轴承定义,轴承 ：用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置，起支承或导向作用的零部件。 轴承（bearing）是机械中的固定机件。当其他机件在轴上彼此产生相对运动时，用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件，就称之为 轴承。它的主要功能是支撑旋转轴或其它运动体，引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类。,滚动轴承,大作业创建的是滚动轴承的三维模型,UGNX5.0轴承造型主要用到的命令有：回转命令、直线命令、圆弧命令、标注命令、约束命令、拉伸命令、圆命
2、令、环形阵列命令、球命令、创建组件阵列命令等等。,创建过程,第一步 选择UGNX5.0新建命令，输入文件名称点击确定，选择建模命令进入建模界面点击确定，选择插入-设计特征-回转命令，选择草绘回转截面点击确定，选择直线命令绘制直线，选择圆弧命令创建圆弧，选择标注命令对草图进行标注，选择约束命令对草图进行约束,选择回转轴，选择保存命令。,创建过程,第二步选择UGNX5.0新建命令，输入文件名称点击确定，选择建模命令进入建模界面点击确定，选择直线命令绘制直线，选择标注命令对零件进行标注，选择回转轴，创建回转特征，选择拉伸命令，选择草绘拉伸截面，点击确定，选择圆命令绘制圆，选择约束命令对草图进行约束，
3、选择标注命令对草图进行标注，设置拉伸条件，并对零件进行求差处理，选择插入-关联复制-实例-环形阵列命令，对拉伸特征进行阵列，选择保存。,创建过程,第三步选择UGNX5.0新建命令，输入文件名称点击确定，选择建模命令进入建模界面点击确定，选择插入-设计特征-球命令，对球参数进行设置，创建球，对球进行颜色设置，选择装配选项对绘制的轴承部件进行装配，选择创建组件阵列命令，对创建的球进行阵列 第四步选择UGNX5.0回转命令，选择草绘回转截面，选择直线命令绘制直线，选择约束命令对零件进行约束，选择标注命令对零件进行标注，选择回转轴，创建完成轴承,最终效果图,模型渲染,视图剖切,滚动轴承的失效分析,对轴
4、承三维建模之后，我对轴承的失效问题进行了分析。轴承在工作中丧失其规定功能，从而导致故障或不能正常工作的现象称为失效。滚动轴承虽然体积小成本低，但滚动轴承的失效给运转机械乃至整个生产设备带来的损失是巨大的。 一、 轴承的失效机理,1 接触疲劳失效 指轴承工作表面受到交变应力的作用而产生的材料疲劳失效。 接触疲劳失效常见的形式是接触疲劳剥落发。接触疲劳剥落发生在轴承工作表面，往往也伴随着疲劳裂纹，首先从接触表面以下最大交变切应力处产生，然后扩展到表面形成不同的剥落形状，如点状为点蚀或麻点剥落，剥落成小片状的称浅层剥落。由于剥落面的逐渐扩大，而往往向深层扩展，形成深层剥落。深层剥落是接触疲劳失效的疲
5、劳源。,滚动轴承的失效分析,2 磨损失效 指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。持续的磨损将引起轴承零件逐渐损坏，并最终导致轴承尺寸精度丧失及其它相关问题。磨损失效是各类轴承常见的失效模式之一，按磨损形式通常可分为最常见的磨粒磨损和粘着磨损。,滚动轴承的失效分析,3 断裂失效 轴承断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。当外加载荷超过材料强度极限而造成零件断裂称为过载断裂。过载原因主要是主机突发故障或安装不当。轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组织及局部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起断裂，称为缺陷断裂。应当指出，轴承在制造过程中，对原材料
6、的入厂复验、锻造和热处理质量控制、加工过程控制中可通过仪器正确分析上述缺陷是否存在，今后仍必须加强控制。但一般来说，通常出现的轴承断裂失效大多数为过载失效。,滚动轴承的失效分析,4 腐蚀失效有些滚动轴承在实际运行当中不可避免的要接触到水、水汽以及腐蚀性介质等，这些物质会引起滚动轴承的生锈和腐蚀，另外滚动轴承在运转过程中还会受到微电流和静电的作用，造成滚动轴承的电流腐蚀。 滚动轴承的生锈和腐蚀会造成套圈、滚动体表面的坑状锈，梨皮状锈及滚动体间隔相同的坑状锈，全面生锈及腐蚀。最终引起滚动轴承的失效。,滚动轴承的失效分析,二、 滚动轴承常见失效模式及对策1 沟道单侧极限位置剥落沟道单侧极限位置剥落主
7、要表现在沟道与挡边交界处有严重的剥落环带。产生原因是轴承安装不到位或运转过程中突发轴向过载。采取对策是确保轴承安装到位或将自由侧轴承外圈配合改为间隙配合，以期轴承过载时使轴承得到补偿。如果无法确保安装到位，可以提高润滑剂的油膜厚度，或减低轴承的负载等方法来减少轴承的直接接触。,滚动轴承的失效分析,2 沟道在圆周方向呈对称位置剥落 表现在内圈为周围环带剥落，而外圈呈周向对称位置剥落，其产生原因主要是因为外壳孔椭圆过大或两半分离式外壳孔结构。当轴承压入椭圆偏大的外壳孔中或两半分离式外壳固紧时，使轴承外圈产生椭圆，在短轴方向的游隙明显减少甚至负游隙。轴承在载荷的作用下，内圈旋转产生周向剥落痕迹，外圈
8、只在短轴方向的对称位置产生剥落痕迹。采取的对策是提高外壳孔加工精度或尽可能不采用外壳孔两半分离结构。,滚动轴承的失效分析,3 滚道倾斜剥落在轴承工作面上呈倾斜剥落环带，说明轴承是在倾斜状态下工作的，当倾斜角达到或超过临界状态时，易早期形成异常的急剧磨损与剥落。产生的原因主要是因为安装不良，轴有挠度、轴颈与外壳孔精度低等，采取对策为确保轴承安装质量与提高轴肩、孔肩的轴向跳动精度、或提高润滑油的粘度以获得较厚的润滑油膜。,滚动轴承的失效分析,5 保持架断裂保持架断裂属于偶发性非正常失效模式。其产生原因主要有以下五个方面： a保持架异常载荷 ； b 润滑不良主要指轴承运转处于贫油状态，易形成粘着磨损
9、，使工作表面状态恶化，粘着磨损产生的撕裂物易进入保持架，使保持架产生异常载荷； c 外来异物的侵入； d 蠕变现象； e 保持架材料缺陷,滚动轴承的失效分析,6卡伤是由于在滑动面损伤产生的部分的微小烧伤汇总而产生的表面损伤。滑道面、滚动面圆周方向的线状伤痕。滚子端面的摆线状伤痕，靠近滚子端面的轴环面的卡伤。造成卡伤的主要原因有：过大载荷、过大预压、润滑不良、异物咬入、内圈外圈的倾斜、轴的挠度、轴、轴承箱的精度不良等。可以通过适当的预压、改善润滑剂和润滑方法、提高轴、轴承箱的精度来解决。,滚动轴承的失效分析,7压痕咬入了金属小粉末，异物等的时候，在滚道面或转动面上产生的凹痕或由于安装等时受到冲击
10、，在滚动体的间距间隔上形成了凹面（布氏硬度压痕）。引起压痕的主要因素是：金属粉末等的异物咬入，组装时或运输过程中受到的冲击载荷过大等。解决方法：改善密封装置，过滤润滑油，改善组装及使用方法等。,滚动轴承的失效分析,8烧伤滚道轮、滚动体以及保持架在旋转中急剧发热直至变色、软化、熔敷和破损。造成烧伤的原因有润滑不良，过大载荷，转速过大，游隙过小，水、异物的侵入，轴、轴承箱的精度不良、轴的挠度大等。可以通过改善润滑剂及润滑方法，纠正轴承的选择，研究配合、轴承间隙和预压，改善密封装置，检查轴和轴承箱的精度或改善安装方法等方法来解决。,滚动轴承的失效分析,除上述八种常见的失效形式外，滚动轴承在实际运行中
11、还有很多的失效形式，比如电流腐蚀和生锈腐蚀，也有待我们进一步的分析研究。综上所述，从轴承常见失效机理与失效模式可知，尽管滚动轴承是精密而可靠的机构基础体，但使用不当也会引起早期失效。 一般情况下，如果能正确使用轴承，可使用至疲劳寿命为止。轴承的早期失效多起于主机配合部位的制造精度、安装质量、使用条件、润滑效果、外部异物侵入、热影响及主机突发故障等方面的因素。因此，正确合理地使用轴承是一项系统工程，在轴承结构设计、制造和装机过程中，针对产生早期失效的环节，采取相应的措施，可有效地提高轴承及主机的使用寿命。,预防滚动轴承的失效,轴承失效的预防主要是指早期失效。 加强对轴承失效的预测和预防，及早发现意外破损和缺陷，采取预防措施以防止突发性失效事故可能造成的重大损失。Thank you ！,
