姚杰
（黃山云谷索道 ）

　　摘　要：深溝球軸承的徑向剛度與外載荷以及接觸變形有關(guān)，有效地解決了深溝球軸承的剛度的問題，個要求是在承受徑向載荷，軸承接觸力分布和對應(yīng)的應(yīng)力分布，Z讓變形之間的關(guān)系，并載入有關(guān)剛度參數(shù)，選擇和深溝球軸承，為未來的應(yīng)用需要根據(jù)深溝球軸承提供有效的理論依據(jù)。方便在工程中的應(yīng)用。本文對客運索道深溝球軸承進行研究，更好的了解軸承的結(jié)構(gòu)。
　　關(guān)鍵詞：載荷；結(jié)構(gòu)；深溝球軸承
　　一、索道中深溝球的構(gòu)造及在索道中的應(yīng)用
　　1.基本參數(shù)
　　深溝球軸承是滾動軸承中Z常見的類型。基本型深溝球軸承由一個外圈，一個內(nèi)圈、一組鋼球和一組保持架構(gòu)成。有兩種類型的單列和雙列深溝球軸承型號，深溝球結(jié)構(gòu)也密封和開放的架構(gòu)，開放是指軸承而不封口結(jié)構(gòu)，密封型深溝球密封和防塵，防油密封。防塵罩材料由鋼板壓制，只有進入軸承輥的灰塵只能播放一個簡單的方法。防油型為接觸型油封，能有效地防止軸承溢出內(nèi)的油脂。
　　2.軸承構(gòu)造
　　深溝球軸承具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，和其他類型的，并不算高的制造精度更容易。因此，很容易成為系列大批量生產(chǎn)，制造成本低，運用是很常見的。深溝球軸承除基本型，還有各種變型結(jié)構(gòu)，如：深溝球軸承防塵蓋，帶密封橡膠密封圈的深溝球軸承環(huán)，止深溝球軸承，裝球缺口的大深溝球軸承的承載能力已安裝，雙深溝球軸承。
　　3.軸承特性
　　深溝球軸承是Z具代表性和廣泛的應(yīng)用。適用于高轉(zhuǎn)速，即使高速運轉(zhuǎn)，而且非常耐用，無需經(jīng)常維護。該軸承具有摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，制造容易，精度高的優(yōu)點。尺寸范圍和各種低噪音電機，汽車，摩托車及一般機械等行業(yè)的應(yīng)用精密儀器的形式，是Z廣泛應(yīng)用于機械工業(yè)，一類軸承。主要承受徑向負荷，同時也能承受一定的軸向載荷。選擇下純徑向力更大的徑向間隙軸向承載能力增加時，接觸角為零。當有軸向力，接觸角大于零。一般采用沖壓波浪形架，車身架，有時也采用尼龍架。深溝球軸承安裝在軸和軸承，軸向位移限制軸或外殼的軸向游隙范圍在兩個方向上深溝球軸承。因此，它可以在軸向方向使用。此外，這種軸承具有一定的調(diào)心能力，當2′～10′時相對傾斜容納孔仍能正常工作，但軸承的使用壽命有一定的療效。沖壓鋼保持架，深溝球軸承大型軸承實體保持架的金屬車。
　　深溝球軸承是Z常用的滾動軸承。它的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。主要用來承受徑向載荷，但是當軸承的徑向游隙增大，具有一定的角接觸球軸承的性能，可以承受徑向負荷和軸向負荷。當轉(zhuǎn)速較高時，推力球軸承是不適合的，它也可以用于承受純軸向載荷。深溝球軸承軸承與其它類型相同尺寸的軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高相比。但不耐沖擊，不適宜承受重載荷。
　　4.工作原理
　　深溝球軸承主要承受徑向載荷，也可以承受徑向負荷和軸向負荷。當徑向載荷僅承受徑向載荷時，接觸角為零。當深溝球軸承具有較大的徑向游隙時，具有角接觸軸承的性能，可承受較大的軸向載荷，摩擦系數(shù)的深溝球軸承小，極限轉(zhuǎn)速也很高。
　　二、受力分析計算（受徑向力不受軸向力）
　　為了計算齒輪以及計算軸和軸承的強度，需要知道齒輪上的作用力。對于軸承，若略去齒面間的摩擦力，則輪齒間的相互作用力為法向力An。為了便于分析計算，可以節(jié)點C處進行受力分析，并將法向力An分解為相互垂直的兩個分力，即圓周力Ft和徑向Fr如下圖。各力的計算公式為
　　Ft1=Ft2=2T1/d1
　　Fr1=Fr2=Fntanα
　　Fn1=Fn2=Ft2/cosα
　　三、損壞的原因分析
　　16%的裝配不當：
　　安裝過盈量人大；軸或外殼的圓角過大；沖擊負荷過大。
　　36%的潤滑不當：
　　軸承內(nèi)部游隙過??；潤滑劑小合適或不足；負荷過大。
　　14%的污染：
　　有異物侵入；安裝時有沖擊；內(nèi)外孔配合不當。
　　34%的疲勞：
　　軸承載荷區(qū)工作表面疲勞剝落；軸承內(nèi)圈軸向貫穿斷裂，內(nèi)圈碎裂；軸承外圈徑向斷裂，外圈掉邊，外圈碎裂。
　　四、軸承損壞的表現(xiàn)及判斷方法
　　1.損壞表現(xiàn)
　　軸承是索道用輪組或其他設(shè)備的易損件，在每年的機損事故中居首位。深溝球的軸承依靠滾道和滾動體的相互接觸來支承載荷，所以了解其接觸形態(tài)十分的重要。為此我們首先討論球與平面這一Z簡單的接觸形式。如果負載是零，這兩者是在與接觸點接觸，接觸面積是幾何點。如果負載是不為零，就沒有幾何點的區(qū)域，并且它的應(yīng)力是無限的。但沒有材料，可承受無限材料，所以兩者之間的接觸面積將有非常小的變形。球體和平面之間的接觸面積是圓形的。如果負載不是很大，變形將所述材料的彈性限度內(nèi)進行，負載，球后解除與平面將返回到其原始狀態(tài)。如果負載增加時，接觸表面將增加，并且塑料部件將逐漸增加。在這一點上，即使除去負荷，變形將不會恢復(fù)。球軸承的接觸形狀是與上述類似?；谒鲣撉虻男螤詈蜐L道，無負載是與負載的條件下的線接觸。面接觸情況下鋼球和滾道之間的運動相對復(fù)雜，無載荷的情況下相對比較簡單。
　　2.判斷方法
　　有許多種軸承。主要用于支持軸部，這取決于滑動軸承和滾動軸承兩種人類的摩擦性能的軸承點：滾動軸承廣泛用于機械支撐，支撐軸和一個，以實現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)或擺動。為了滿足機械設(shè)備的要求，各類滾動軸承，每個國家都有自己的特點。據(jù)軸承的形狀，可分為深溝球軸承，推力球軸承，圓柱滾子軸承，滾針軸承，滾錐軸承和自動離心滾子軸承。
　　滾動軸承通常由4部分組成：外圈、內(nèi)圈、滾動元件和支撐框架。內(nèi)環(huán)被布置在軸頸部，并且與緊匹配：外圈與軸承座的孔相匹配。軸承的內(nèi)圈和外圈上設(shè)有軋制方式，和滾動體沿著軋制方式軋制：支撐框架從滾動主體分離均勻，以防止相互摩擦。滾動軸承的結(jié)構(gòu)大致有如下幾個共同的特征：環(huán)形體（內(nèi)圈和外圈）、滾動體（滾珠、滾柱）、支持架。環(huán)狀體的結(jié)構(gòu)可以通過創(chuàng)建的差值設(shè)置兩個汽缸，然后輥子路徑的形狀被設(shè)置操作來創(chuàng)建，其他還可以通過環(huán)形狀的旋轉(zhuǎn)進行。根據(jù)滾動體的不同的形狀和球體，圓柱體，圓錐體等。在一般由滾動體被創(chuàng)建，所述支撐框架是通過拉伸或旋轉(zhuǎn)輪廓，然后滾動體孔繪制繪制。
　　五、使用及安裝軸承注意事項
　　1.使用：
　　由于滾動軸承是精密機械的一個組成部分，它需要在它的使用謹慎。即使使用了高性能的軸承，如果使用得當，不能達到預(yù)期的效果。所以，使用軸承時應(yīng)注意如下幾點：
　?。?）應(yīng)保持軸承及其周圍部分的清潔。（不得進入灰塵）
　?。?）細心使用。（避免強烈沖擊）
　?。?）使用準確的工具。（避免使用代用工具）
　?。?）注意不要讓軸承生銹。（應(yīng)帶手套，避免手的出汗。注意腐蝕性氣體）
　　2.組裝：
　　軸承組件是好還是不好，就會影響精度，壽命和軸承性能，因此，請充分研究軸承裝配。請按照操作規(guī)范，包括以下各項為軸承裝配。
　?。?）清洗軸承及相關(guān)零件
　　軸承的清洗目的是除去軸承內(nèi)部的雜質(zhì)，提高清潔度，有利于實施防銹工藝；或在軸承使用前，通過清洗除去軸承上原來的油封。經(jīng)檢驗之后，成品軸承前油封應(yīng)清洗，指紋和兩個清潔。清潔，洗油，主要是對軸承的灰塵和污垢。清洗材料與煤油，汽油或其他清潔劑。該清洗方法可用于清洗的靜態(tài)和動態(tài)洗衣機或溝槽類型浸沒或加壓注射的組合。
　?。?）檢查相關(guān)零件的尺寸及精加工情況
　　確定相關(guān)零件和需要安裝的軸承尺寸是否吻合，防止因尺寸不符合出現(xiàn)的低級錯誤。
　?。?）組裝方法
　　壓入配合法：軸承內(nèi)圈與軸，并使得緊配合，軸承座孔的外圈是松配合，根據(jù)上軸的軸承的壓力和軸承一起放入軸的軸承座孔并壓在端軸承內(nèi)環(huán)，裝配套筒（銅或鋼軸承外圈與軸承座孔的表面緊緊地與軟金屬襯墊材料相匹配。當內(nèi)圈和軸是松配合，軸承壓入軸承孔，然后外殼直徑大于孔座的直徑略小。如果軸承環(huán)和一個軸，一個座孔是緊配合時，設(shè)備內(nèi)部環(huán)和外環(huán)也壓入軸與座孔，所述組件套筒結(jié)構(gòu)應(yīng)該是也可以賭上緊軸承的端面內(nèi)圈和外圈。
　　（4）軸承安裝后的檢查
　　備件充足是保證設(shè)備的安全運行。員工的專業(yè)素質(zhì)不再是好的，沒有足夠的配件和相應(yīng)的維修工具和安全設(shè)施，不能做保持良好的工作。備件僅對壞零件的替代品，但更重要的是，它使我們能夠確定是否一個組件的失效的一小部分，使用替代方法來快速解決該問題。對于關(guān)鍵零部件，只有在需要更換故障組件，保證了設(shè)備的安全運行。在時間仔細檢查設(shè)備，檢查，故障或有缺陷的部件及時檢測也是安全管理的一個重要目標。我們在日常檢查中發(fā)現(xiàn)螺母松動和斷軸的現(xiàn)象。在電纜輪組的檢查，檢查這兩個輪組故障的缺陷的部件，以及組件中及時被替換，以避免事故的發(fā)生。如果小是及時地對設(shè)備進行細致的檢查，及時發(fā)現(xiàn)上述缺陷部件，引發(fā)的后果不敢想象。
　?。?）潤滑劑的添加
　　個：脂杯法
　　打開在軸承的潤滑脂杯側(cè)面的小孔，并在杯的潤滑脂被連續(xù)加入到所述軸承。高速軸承應(yīng)設(shè)置溢流閥，離心力的通過軸承的轉(zhuǎn)動而多余的潤滑脂，以降低所述軸承溫度上升的摩擦和高速旋轉(zhuǎn)拋出的作用。
　　第二個：涂抹法
　　涂抹的時候要用專用工具，不可以用徒手。要求以滿足上述要求的要求，潤滑脂應(yīng)當覆蓋與軸承表面的所有必要的潤滑。后石油的使用，需要更換的脂肪或脂肪的一段時間。
　　第三個：脂槍法
　　用脂槍通過壓力將油脂通過加脂孔打入軸承內(nèi)，這種方法多用來補脂。
　　第四個：集中給脂法
　　用泵通過管道將脂統(tǒng)一輸往軸承的部位，新加入的油脂的流動路線要可以擠除舊脂，從而將新油脂補入各潤滑點?，F(xiàn)索道使用軸承多為免維護軸承，一般多為定期檢查更換。
　　3.運轉(zhuǎn)檢查
　　軸承安裝結(jié)束以后，應(yīng)馬上進行運轉(zhuǎn)檢查，以確定安裝是否正常。
　　六、拓展，探討
　　1.損壞的診斷方法
　?。赫駝釉\斷法（固有振動頻率）
　　振動診斷應(yīng)用很廣，主要有以下五個原因：（1）可以檢測出各種類型軸承的異常現(xiàn)象。（2）在初期可發(fā)現(xiàn)異常。（3）可在旋轉(zhuǎn)中測定。（4）由于振動發(fā)生自軸承本身，不需特別的信號源。（5）測試以及信號處理比較簡單。滾動軸承造成的振動，原則上可分為兩大類：其一為與軸承的彈性有關(guān)的振動；其二是與軸承滾動的表面的狀況（粗糙度或波紋度、傷痕等）有關(guān)的振動。前者代表滾動體的傳輸振動。這種振動是發(fā)生于正常和異常，因此它是不相關(guān)的軸承的故障診斷。和軸承的異常相關(guān)的第二種振動的，即，滾動體的某種形式的異常的表面上。在一般情況下，該軸的較高的旋轉(zhuǎn)速度，所述形態(tài)的更顯著的損害，振動的頻率越高。軸承振動系統(tǒng)，軸承體積小，振動固有頻率高。因此，由于由異常產(chǎn)生的振動，對于所有的軸承沒有特定的頻率。另外，即使對于特定的軸承，振動發(fā)生在幾乎任何單一頻率。
　　第二：其它診斷方法
　?。?）時域診斷方法。時域診斷主要對軸承的振動信號的時域波形進行分析處理，進而判斷軸承是否出現(xiàn)故障。時域診斷通?；谶@樣一個出發(fā)點：對于正常軸承來講，其振動波形比較平緩，沒有明顯的沖擊，而當軸承某部位出現(xiàn)故障時，滾動元件之間的瞬時接觸會產(chǎn)生強烈的沖擊。當然，實際中測得的振動波形由于存在各種干擾信號，看起來會顯得更雜亂些。正因為此，單純從示波器上看振動波形，往往效果不十分明顯。為了提高診斷的準確性，減少人為因素的影響，又提出對時域信號進行簡單的統(tǒng)計分析，利用定量化的指標來判斷。
　?。?）頻域診斷方法。頻域分析廣泛地用于解決振動和噪聲信號的處理。通過對軸承振動信號做頻譜分析，能了解哪種成分的振動起主要作用，振動幅值多大等信息。
　　2.生產(chǎn)一種便攜準確的診斷儀器
　　對于液壓元件特性參數(shù)便攜式液壓故障診斷儀器分類有壓力，流量，溫度，振動，噪音，扭矩和轉(zhuǎn)速，它包含了系統(tǒng)狀態(tài)信息Z多的是壓力和流量液壓參數(shù)。一個是壓力參數(shù)進行Z有關(guān)系統(tǒng)的，Z明顯的故障特征的表達的狀態(tài)的信息；二是儀器是方便，操作簡單，直觀，測量準確，攜帶方便，儀器本身故障少，價格低。
　　3.軸承設(shè)計制造
　　（1）人才培養(yǎng)
　　提升中國重型高速精密軸承的設(shè)計和制造的自主創(chuàng)新能力，為中國的軸承行業(yè)提供原創(chuàng)的核心技術(shù)和一些高性能的軸承技術(shù)原型，培養(yǎng)了一批具有深厚的理論基礎(chǔ)，較強的創(chuàng)新學科帶頭人能力和科研骨干，形成了一個充滿活力的科研隊伍，軸承成立的創(chuàng)新研究平臺的基礎(chǔ)上，顯著提升中國的軸承設(shè)計與制造技術(shù)水平，解決了高性能的軸承中國重大裝備制造業(yè)的瓶頸問題的需求。把工程中心建成國內(nèi)一流的傳動機械與零部件行業(yè)的研發(fā)、培訓(xùn)、服務(wù)和產(chǎn)業(yè)化示范基地。通過“機械工業(yè)齒輪傳動實驗室”和“機械工業(yè)齒輪傳動工程研究中心”的建設(shè)，加快全行業(yè)共性基礎(chǔ)技術(shù)的攻關(guān)和應(yīng)用技術(shù)的輻射，有利于齒輪制造業(yè)的信息化平臺建設(shè)及高層次人才培養(yǎng)，提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，加快產(chǎn)品更新和科研成果產(chǎn)業(yè)化，打造行業(yè)知名品牌企業(yè)，擴大我國齒輪傳動產(chǎn)品在市場上的份額，加快我國成為機械制造強國的進程，對促進我國國民經(jīng)濟建設(shè)具有非常重大的作用。
　?。?）技術(shù)、工藝
　　檢查和先進制造技術(shù)的設(shè)計將大大降低設(shè)計難度和制造這樣的系統(tǒng)。對于難以確定復(fù)雜的零件，快速成型技術(shù)可以用于確定Z佳合理處理。此外，快速原型是從設(shè)計到通信，以商業(yè)化的有效手段。為客戶提供產(chǎn)品樣品，市場營銷等，快速成型技術(shù)已成為并行工程和敏捷制造技術(shù)方法。主軸支承、軸承選擇及軸承設(shè)計制造是高速主軸單元技術(shù)的關(guān)鍵適應(yīng)于高速加工的高速加工進給單元一高速加工技術(shù)要求進給系統(tǒng)能達到很高的速度、大的加速度以及高的定位精度?；_驅(qū)動系統(tǒng)大多采用的要求進給系統(tǒng)能達到很高的速度、大的加速度以及高的定位精度。
　?。?）材料
　?、佥S承合金
　　軸承合金又稱巴氏合金或自合金，有錫基和鉛基兩種，分別以錫或鉛為軟基體，加入適量的銻和銅而成。軸承合金的減摩性能好，具有良好的抗膠合性，但它的機械強度較低，而且價格較貴，所以一般將軸承合金澆鑄在鋼或鑄鐵做成的軸瓦基體上作為軸承襯使用。
　　②銅合金
　　銅合金主要有錫青銅、鋁青銅和鉛青銅三種。青銅強度要高于軸承合金，減摩性和耐磨性均很好，可在較高的溫度（可達250％）下工作。錫青銅適用于中速、中載或重載軸承；鋁青銅適用于低速、重載軸承；鉛青銅適用于高速、重載軸承。
　?、坭T鐵
　　鑄鐵有普通灰鑄鐵和耐磨鑄鐵兩種，價格低廉。鑄鐵材料中的石墨成分可在表面形成一層起潤滑作用的石墨層。但這種材料性脆、跑合性差，只用于低速、輕載且無沖擊的不重要軸承。
　?、芊勰┮苯?br /> 　　粉末冶金是將鐵或銅與石墨粉未混合，經(jīng)壓制燒結(jié)而成的多孔質(zhì)材料，其孔隙體積占總體積的10％～35％，可貯存潤滑油，故用此種材料制成的軸承又稱含油軸承。但粉末冶金材料韌性較差，宜用于載荷平穩(wěn)、低速和加油不方便的場合，目前在家用電器中應(yīng)用較廣。
　?、莘墙饘俨牧?br /> 　　非金屬材料主要有塑料、橡膠等。以塑料用得Z多，其優(yōu)點是摩擦系數(shù)小，可塑性、跑合性良好，耐磨、耐腐蝕，可用水、油及化學溶液潤滑。但它的導(dǎo)熱性差，易變形，一般用于溫度不高．載荷不大的場合。
　　結(jié)論
　　深溝球軸承具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，和其他類型的，并不算高的制造精度更容易。因此，很容易成為系列大批量生產(chǎn)，制造成本低的，是目前Z廣泛用作軸承。除了基本型的深溝球軸承，還有各種變型結(jié)構(gòu)，是滾動軸承的代表，被廣泛使用。適用于高轉(zhuǎn)速，即使高速運轉(zhuǎn)，而且非常耐用，無需經(jīng)常維護。該軸承具有摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，制造容易，精度高的優(yōu)點。因此，針對索道上應(yīng)用的大量的深溝球軸承，做到知其然知其所以然，才能更好的維護好深溝球軸承?！〈_保索道機械設(shè)備的安全持久的運行。
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