(中文)KISSsoft软件基础培训--轴承

KISSsoft软件基础培训------轴承一.知名轴承厂商概述世界著名滚动轴承品牌瑞典，主要有：SKFSKFGroup（斯凯孚集团）德国，主要有：INASchaefflerGroup（舍弗勒集团）FAGSchaefflerGroup（舍弗勒集团）IBCKRW（原名DKF）美国，主要有：TIMKEN铁姆肯公司日本NSK精工株式会社KOYO捷太格特（JTEKT）株式会社，原光洋精工（KOYOSEIKO）数据库是根据国外著名轴承供应商提供的参数建立的系统。一.知名轴承厂商概述一.知名轴承厂商概述一.知名轴承厂商概述对于自定义轴承，在数据库中也可以完成，但是仅限于该种类型范围内的设置。对于KISSsoft中没有涉及到的特殊轴承，由于几何形状的特殊性（载荷计算差异不是很大），需要谨慎使用，请于KISSsoft官方联系。外圈：支持零件和轴系保持架：将滚动体分开。内圈：支持零件或轴系。滚动体：滚动内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。一.知名轴承厂商概述中国著名轴承制造企业河南洛阳，主要有：---洛阳轴承集团有限公司---洛阳轴研科技股份有限公司（含洛阳轴承研究所）东北，主要有：---瓦房店轴承集团有限责任公司---哈尔滨轴承集团浙江，主要有：---万向集团公司---人本集团---浙江天马轴承股份有限公司---慈兴集团有限公司随着特殊轴承类型和材料的发展，KISSsoft也会根据最新修正的标准适时更新，不断推出新版本和新模块。一.知名轴承厂商概述回转支承（轴承）设置案例Fourpointslewingbearing二.轴承分类和特征滚动轴承类型Rollingbearing按载荷方向分按滚动体形状分向心轴承Annularbearing推力轴承Thrustbearing向心推力轴承球轴承滚子轴承圆柱滚子圆锥滚子滚针球面滚子annularcontactthrustbearingBallbearingCylindricalrollerTaperrollerSphericalrollerNeedle二.轴承分类和特征根据轴承使用的工作状况：1.径向载荷2.轴向载荷3.转速要求4.径向跳动5.轴向跳动选用不同类型的轴承，才能更好的发挥轴承的功能，并能延长轴承的使用寿命。二.轴承分类和特征各类轴承公称接触角接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角称为公称接触角。它是滚动轴承的一个重要参数，轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。方向：纯轴向载荷—轴向接触轴承（推力轴承）纯径向载荷—径向接触轴承（向心轴承）大小：载荷大、有冲击—滚子轴承；载荷小—球轴承二.轴承分类和特征常用滚动轴承的结构类型及其主要性能、特点和应用列于表中。二.轴承分类和特征二.轴承分类和特征二.轴承分类和特征尺寸代号：内径相同、外径宽度不同。直径系列(右起第三位)—结构内径相同、外径宽度变化，向心及向心推力轴承：0、1-特轻、2-轻、3-中、4-重系列；在KISSsoft软件中，轴承的类型、大小都可以变换，根据寿命的需要也可以选择寿命比较长的轴承，请看演示。二.轴承分类和特征为实现双向轴向力的传递并使附加轴向力得到部分平衡，角接触向心轴承应成对使用。（a）和（b）为角接触向心轴承成对使用时的主要配置形式。二.轴承分类和特征一对相同轴承反向远离安装，起两个支承的作用。设置支承的配置形式（Angularcontact）：一根轴需要两个支承，每个支承可由一个或多个轴承组成。为保证滚动轴承轴系能正常传递轴向力且不发生窜动以及轴受热膨胀后不致将轴承卡死，必须合理设计轴承支承的配置形式。典型的轴承支承配置形式有以下三种。二.轴承分类和特征1．两端单向固定（BacktoBackarrangement-Fixedbearingadjustedonrightorleftside）常温下工作的短轴（支承跨距小于400mm），常采用深沟球轴承或反向安装的角接触球轴承、圆锥滚子轴承作为两端支承，每一端轴承单向固定，各承受一个方向的轴向力。两端单向固定也是工程中轴承最常用的轴向固定形式。图为深沟球轴承两端单向固定支承，适用于受纯径向载荷或径向载荷与较小轴向载荷联合作用下的轴。为允许轴工作时有少量热膨胀，轴承安装时应留有0.25mm-0.4mm的轴向间隙（间隙很小，结构图上不必画出），通过调整端盖端面与支承座之间的垫片厚度或调整螺钉来调节间隙的大小。由于轴向间隙的存在，这种支承不能作精确轴向的定位。二.轴承分类和特征2．一端双向固定、一端游动（singleorastandem-Fixedbearingadjustedonbothsides和Non-locatingbearing）当轴较长或工作温度较高时，轴的热膨胀收缩量较大，宜采用一端双向固定、一端游动的支点结构。固定端由单个轴承或轴承组承受双向轴向力，而游动端则保证轴伸缩时能自由游动。作为双向固定支承的轴承，因要承受双向轴向力，故内外圈在轴向都要固定。当轴向载荷较大时，作为固定支点可以采用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，如也可以采用两个角接触球轴承（或圆锥滚子轴承）“背对背”或“面对面”组合在一起的结构。二.轴承分类和特征3．两端游动（都设为Non-locatingbearing）要求能左右双向游动的轴，可采用两端游动的轴系结构。如图所示，对于人字齿轮传动的轴，为了使轮齿受力均匀或防止齿轮卡死，采用允许轴系左右少量轴向游动的结构，故两端都选用圆柱滚子轴承。二.轴承分类和特征使用KISSsoft软件举例说明：一、选择轴承类型（type）、厂商（label）[从数据库资料提取信息]及轴承根据轴直径内外尺寸的选择（diameter）。二.轴承分类和特征二、设置转速（speed）、轴承数目（Numberofbearings）、轴向载荷（axialforce）、径向载荷（radialforce）、许用寿命（requiredservicelife）。三、设置支承的配置形式（Angularcontact）：一端双向固定、一端游动。在typeofbearing一栏中设置对应轴承的定位类型：Fixedbearingonbothsides和non-locatingbearing。四、查看特殊模块设置（Modulespecificsetting）当中是否有需要定义的参数。五、为计算更准确的（修正modified）寿命，考虑润滑或杂质对轴承的影响，后面会详细讲解。六、是否考虑载荷谱的计算。三.轴承计算方法介绍在KISSsoft系统中，滚子轴承通常做为轴计算分析的一部分，但在最新版本（2010和2011）中滚动轴承已经可以作为单独一个模块在KISSsoft中进行计算。这次介绍的重点将不会单独把滚动轴承模块拿出来详细分析，而是将其视为整个轴系统模块的一部分（轴、轴承、外部环境载荷）计算。此方法最大的优点是施加在轴系统上的载荷能够自动添加轴承当中计算,并且不容易产生错误，而单独使用滚动轴承模块需要手动输入已知的轴向和径向载荷才能分析计算。请参考KISSsoft软件官方滚动轴承自带教程。三.轴承计算方法介绍目前国内对传动系统的动态特性的研究文献不少，但都都把轴承简化为弹簧和阻尼的组合，不能准确模拟出轴承的动态特性，借助KISSsoft软件自带的轴承库可以方便的选择轴承型号，对轴承进行真实的模拟，提高传动系统动态仿真结果。使用寿命很不理想！三.轴承计算方法介绍对于每一特定应用场合所选用的轴承，若通过大量的轴承实验来确定其是否适用，通常是不现实的，然而寿命是适用性的一种主要表现形式，因此可以认为，可靠的寿命计算可以恰当和方便地替代实验。基本额定寿命Ln（h）：对于单个滚动轴承或一组在相同条件下运转、近于相同的滚动轴承、其寿命是与90%的可靠度（在达到额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏了10%）、当代常用材料和加工质量以及常规运转条件相关的寿命。修正额定寿命Lnm（h）：考虑所期望的可靠度水平、特殊的轴承性能和特定的运转条件，而对基本额定寿命进行修正所得到的额定寿命。轴承寿命：轴承在一定转速下，其中任何零件出现疲劳扩展迹象之前内外圈相对旋转的总转速或一定转速下的工作时间。三.轴承计算方法介绍常规运转条件可以假定这种运转条件为：轴承正确安装、无外物侵入、充分润滑、按常规加载、工作温度不过高或过低，以及不以特别高或特别低的速度运转。寿命为1百万转时.可靠度为90%，寿命为5百万转时.可靠度只有50%。可靠度：一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比。基本额定动载荷：当一套轴承运转达到一百万转时，轴承所能承受的载荷C。向心轴承记为：Cr，推力轴承记为：Ca。当量额定动载荷P：系值在一恒定载荷，在该载荷作用下，滚动轴承具有与实际载荷条件下相同的寿命。三.轴承计算方法介绍含义：当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响，经换算后的假想载荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。计算公式：P=XFr+YFaX----径向动载荷系数；Y----轴向动载荷系数。向心轴承：P=Fr推力轴承：P=Fa三.轴承计算方法介绍滚动轴承的寿命与所受载荷的大小有关，并随载荷的增大而降低。大量试验表明，滚动轴承的基本额定寿命L10与当量动载荷P之间具有下列关系：ε为寿命指数，对于球轴承，ε=3；对于滚子轴承，ε=10/3当轴承的当量动载荷等于基本额定动载荷C时，基本额定寿命L10等于1，代入上式得：若轴承工作转速为n（单位为r/min），则以小时数表示的基本额定寿命为：上式含有C、P、n和L10h共四个参数，当已知其中的三个，即可建立另一参数的计算关系或校核关系。三.轴承计算方法介绍对于KISSsoft软件使用到的ISO281和ISO16281标准，有必要进行一些介绍，方便用户使用。首先根据上面的介绍，我们知道基本额定寿命是理想条件下轴承的寿命值，不适用于实际生产和应用，所以推出了ISO281《滚动轴承额定动载荷和额定寿命》，该标准一直沿用到了2007年。同时，国内根据该标准也推出了GB/T6391-2003，基本为ISO281的中文版本。ISO281标准不仅规定了基本额定寿命的计算方法，该寿命是与90%的可靠度、常用高质量材料和良好加工质量以及常规运转条件下计算出的基本额定值，还规定了考虑不同可靠度、特殊轴承性能和特定运转条件，利用寿命修正系数计算修正额定寿命的方法。对于某些应用场合，或许要求计算更高可靠度下的寿命，同时，对于许多应用场合，还希望更精确、更完善地考虑轴承质量和运转条件对寿命的影响，修正额定寿命Lnm则满足了这一要求。三.轴承计算方法介绍寿命Lnm，即（100-n失效率）%可靠度、特殊轴承性能和特定运转条件下的修正额定寿命，可按下式计算：Lnm=a1axyzL10三.轴承计算方法介绍寿命Lnm，即（100-n）%可靠度、特殊轴承性能和特定运转条件下的修正额定寿命，可按下式计算：Lnm=a1axyzL10三.轴承计算方法介绍三.轴承计算方法介绍但是ISO281的也有局限性，该标准并不能够对特殊轴承性能和运转条件寿命修正系数的具体数值作出规定，因此这些系数应根据经验确定，通常应与轴承制造厂家商议。同时，虽然考虑了轴向载荷和径向载荷，但存在很多限制，即很多方面不能考虑，如：没有考虑轴承的误差、公差和高速离心效应，没有考虑内外圈轮廓。所以ISO281也只能计算一些简单的轴承计算，目前我国轴承的设计主要遵循的标准仍然为ISO281（1990），与国际轴承行业技术脱节情况比较严重。在KISSsoft软件中可以在该标准下进行修正寿命的计算。三.轴承计算方法介绍轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈中心线发生相对倾斜。ISO281并没有考虑该因素对轴承寿命的影响。三.轴承计算方法介绍轴承内外圈之间的错位量反映了轴承内、外圈的张角。错位将导致轴承内部的滚动体不再按理想状态运转，轴承实际使用的寿命比国际标准ISO给出的理想条件的名义寿命要低。过大的错位量将导致轴承的早期失效。一般要求，轴承的错位量最大不超过1.6mRad较好，错位量过大，轴承受力不均匀