新结构磁路解耦型混合磁轴承及其控制策略研究

目录

目录

摘要 .......................................................................................................................... I ABSTRACT............................................................................................................... I II 第1章绪论 .. (1)

1.1课题背景及研究目的和意义 (1)

1.2磁路解耦型磁轴承研究现状 (2)

1.2.1 同极型永磁偏置径向磁轴承 (2)

1.2.2 异极型永磁偏置磁轴承 (3)

1.2.3 永磁偏置轴向磁轴承 (4)

1.2.4 永磁偏置轴径向磁轴承 (5)

1.2.5 混合型径向磁轴承 (5)

1.2.6 磁轴承电磁力特性研究现状 (7)

1.3磁轴承力耦合研究现状 (8)

1.4磁轴承扰动控制策略研究现状 (11)

1.4.1 陀螺效应控制策略研究现状 (12)

1.4.2 不平衡振动控制策略研究现状 (12)

1.4.3 抗冲击扰动研究现状 (13)

1.5本文主要研究内容 (15)

第2章新结构磁路解耦型混合磁轴承电磁力特性 (16)

2.1引言 (16)

2.2新结构磁路解耦型混合径向磁轴承电磁力特性 (16)

2.2.1 DHRMB结构及工作原理 (16)

2.2.2 斥力型径向PMB轴向力分析 (18)

2.2.3 斥力型径向PMB轴向力分析方法改进 (19)

2.2.4 DHRMB数学模型 (20)

2.2.5 DHRMB参数设计 (24)

2.3新结构磁路解耦型混合轴径向磁轴承电磁力特性 (26)

2.3.1 DHARMB结构及工作原理 (26)

2.3.2 DHARMB数学模型 (27)

2.3.3 DHARMB参数设计 (29)

2.4铁磁贴合斥力型径向PMB电磁力特性仿真分析 (31)

2.4.1 铁磁贴合斥力型径向PMB轴向力仿真分析 (31)

2.4.2 铁磁贴合PMB轴向力解析方法改进效果仿真分析 (32)

2.4.3 铁磁贴合斥力型径向PMB环形铁芯等效模型仿真分析 (34)

2.5DHRMB及DHARMB电磁力特性仿真分析 (35)

2.5.1 DHRMB电磁力特性仿真分析 (35)

2.5.2 DHARMB电磁力特性仿真分析 (39)

2.6本章小结 (41)

第3章混合磁轴承系统的耦合动力学模型 (42)

3.1引言 (42)

3.2HMB的耦合动力学模型 (42)

3.2.1 HMB结构及工作原理 (42)

3.2.2 HMB矢量叠加力耦合模型 (43)

3.2.3 HMB等效力耦合模型 (46)

3.2.4 HMB转轴的耦合运动微分方程 (48)

3.3DHRMB及DHARMB的五自由度耦合动力学模型 (50)

3.3.1 DHRMB及DHARMB等效力耦合模型 (50)

3.3.2 DHRMB及DHARMB运动微分方程解耦 (54)

3.4HMB转轴耦合运动仿真分析 (56)

3.5本章小结 (59)

第4章混合磁轴承的抗冲击粘弹性控制策略 (60)

4.1引言 (60)

4.2主动粘弹性控制的理论基础及参数整定 (60)

4.2.1 主动粘弹性控制的理论基础 (60)

4.2.2 粘弹性控制律参数整定 (66)

4.3主动控制/主动粘弹性切换控制策略 (67)

4.3.1 主动粘弹性控制磁轴承电磁力特性 (67)

4.3.2 切换控制信号 (68)

4.3.3 切换控制策略 (69)

4.4主动粘弹性控制器的抗扰性能分析 (70)

4.4.1 弹性系数、阻尼系数、抗扰系数对比分析 (70)

4.4.2 MVCL、MVCL1、PIDVCL控制律对比分析 (73)

4.5DHRMB及DHARMB抗冲击性能分析 (75)

4.5.1 DHRMB抗冲击特性 (75)

4.5.2 DHARMB抗冲击特性 (78)

4.5.3 考虑耦合的DHRMB及DHARMB抗冲击特性 (84)

目录

4.6本章小结 (86)

第5章力耦合与抗冲击扰动实验 (88)

5.1引言 (88)

5.2HMB转轴耦合运动实验 (88)

5.3DHRMB及DHARMB启浮实验 (91)

5.3.1 DHRMB启浮实验 (93)

5.3.2 DHARMB启浮实验 (94)

5.4DHRMB及DHARMB抗冲击扰动实验 (95)

5.4.1 DHRMB抗冲击扰动实验 (95)

5.4.2 DHARMB抗冲击扰动实验 (97)

5.5本章小结 (98)

结论 (99)

参考文献 (101)

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 (113)

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (114)

致谢 (115)

个人简历 (116)

Contents

Abstract (In Chinese)........................................................................................?Abstract (In English)........................................................................................?I?Chapter 1 Introduction (1)

1.1 Background, objective and significance of the subject (1)

1.2 Research status of decoupling magnetic bearing (2)

1.2.1 Homopolar permanent magnetic bias radial magnetic bearing (2)

1.2.2 Heteropolar permanent magnetic bias radial magnetic bearing (3)

1.2.3 Permanent magnetic bias axial magnetic bearing (4)

1.2.4 Permanent magnetic bias axial and radial magnetic bearing (5)

1.2.5 Hybrid radial magnetic bearing (5)

1.2.6 Research status of electromagnetic force in magnetic bearing (7)

1.3 Research status of coupling in magnetic bearing system (8)

1.4 Research status of disturbance control strategy in magnetic bearing (11)

1.4.1 Research status of control strategy in gyro effect (12)

1.4.2 Research status of control strategy in unbalanced vibration (12)

1.4.3 Research status of impulsive disturbance (13)

1.5 Research contents (15)

Chapter 2 Electromagnetic force of novel decoupling hybrid magnetic bearings (16)

2.1 Introduction (16)

2.2 Electromagnetic force of novel decoupling hybrid radial magnetic

beari ng (16)

2.2.1 Structure and principle of DHRMB (16)

2.2.2 Analysis of axial force in repulsive radial PMB (18)

2.2.3 Improved analysis of axial force in repulsive radial PMB (19)

2.2.4 Mathematical model of DHRMB (20)

2.2.5 Parameters design of DHRMB (24)

2.3 Electromagnetic force of novel decoupling hybrid axial and radial magnetic

bearing (26)

2.3.1 Structure and principle of DHARMB (26)

2.3.2 Mathematical model of DHARMB (27)

2.3.3 Parameters design of DHARMB (29)

2.4 Simulation analysis of electromagnetic force in repulsive radial PMB

with ferromagnetic structure (31)

2.4.1 Analysis of axial force in PMB with ferromagnetic structure (31)

Contents

2.4.2 Improved analysis of axial force in ferromagnetic PMB (32)

2.4.3 Analysis of equivalent model in ferromagnetic radial PMB (34)

2.5 Simulation anal ysis of electromagnetic force in DHRMB and

DHARMB (35)

2.5.1 Analysis of electromagnetic force in DHRMB (35)

2.5.2 Analysis of electromagnetic force in DHARMB (39)

2.6 Brief summary (41)

Chapter 3 Coupling dynamics model of hybrid magnetic bearing System (42)

3.1 Introduction (42)

3.2 Coupling dynamics model of HMB (42)

3.2.1 Structure and principle of HMB (42)

3.2.2 Force coupling model of HMB with vector superposition principle (43)

3.2.3 Force coupling model of HMB with equivalence principle (46)

3.2.4 Differential equation of shaft coupling motion in HMB (48)

3.3 Coupling dynamics model of DHRMB and DHARMB in 5-DOF system (50)

3.3.1 Structure and principle of HMB (50)

3.3.2 Force coupling model of DHRMB and DHARMB with equivalence

principle (54)

3.4 Simulation of shaft coupling motion in HMB (56)

3.5 Brief summary (59)

Chapter 4 Active viscoelastic control for impulsive disturbance rejection in hybrid magnetic bearings (60)

4.1 Introduction (60)

4.2 Basic theory of active viscoelastic control and parameters tuning (60)

4.2.1 Basic theory of active viscoelastic control (60)

4.2.2 Parameters tuning of viscoelastic control law (66)

4.3 Switching control between Active control and active viscoelastic control (67)

4.3.1 Electromagnetic force characteristics of magnetic bearing with active viscoelastic control (67)

4.3.2 Switching control signals (68)

4.3.3 Switching control strategy (69)

4.4 Disturbance rejection characteristics of active viscoelastic controller (70)

4.4.1 Comparative analysis of elasticity, damper and anti-interference

coefficient (70)

4.4.2 Comparative analysis of MVCL, MVCL1 and PIDVCL (73)

4.5 Simulation analysis of impulsive disturbance rejection in DHRMB and

DHARMB (75)

4.5.1 Impulsive disturbance rejection characteristics of DHRMB (75)

4.5.2 Impulsive disturbance rejection characteristics of DHARMB (78)

4.5.3 Impulsive disturbance rejection characteristics of DHRMB and

DHARMB with mechanical coupling (84)

4.6 Brief summary (86)

Chapter 5 Experiments of coupling mechanical characteristics and impulsive disturbance rejection (88)

5.1 Introduction (88)

5.2 Experiments of shaft coupling motion in HMB (88)

5.3 Experiments of startup in DHRMB and DHARMB (91)

5.3.1 Experiments of startup in DHRMB (93)

5.3.2 Experiments of startup in DHARMB (94)

5.4 Experiments of impulsive disturbance rejection in DHRMB and

DHARMB (95)

5.4.1 Experiments of impulsive disturbance rejection in DHRMB (95)

5.4.2 Experiments of impulsive disturbance rejection in DHARMB (97)

5.5 Brief summary (98)

Conclusions (99)

References (101)

Papers published in the period of Ph.D. education (113)

Statement of copyright and l etter of authorization (114)

Acknowledgements (115)

Resume (116)

磁轴承系统的分析与控制

Engineering Master Degree Dissertation of Chongqing University The Control and Analize of Magnetic Suspension System Master Degree Candidate: Du Tian Xu Supervisor: Prof. Chai Yi Pluralistic Supervisor: Senior Engineer Xiao Xin Zhong Specialty: Control Engineering College of Automation Chongqing University October 2007

摘要 磁悬浮轴承是一种没有任何机械接触的新型高性能轴承，它从根本上改变了传统的支承形式。磁轴承在工业控制、超高速、精密加工、航空航天、机器人、能源、交通等高科技领域都有广泛的应用背景。它具有回转精度高、功耗低、刚度高、寿命长等一系列独特的优点，因此近年来对其研究颇为重视。磁悬浮轴承技术涉及多个领域，多项技术的交织，研究和开发利用的难度较大，对其研究力度正在进一步加强。经过30 多年的发展，磁悬浮轴承在国外的应用场合进一步扩大，从应用角度看，在高速旋转和相关高精度的应用场合磁悬浮轴承具有极大的优势并已逐渐成为应用研究的主流。磁轴承实验系统包括单入单出系统辨识、多入多出系统辨识、经典控制器设计、线性反馈系统、非线性控制综合、多变量控制综合以及自适应控制设计。 本文介绍了电磁轴承的现状及发展趋势，阐述了电磁轴承工作的基本原理和当前的一些控制方法。在认为水平方向与竖直方向解耦的情况下，利用状态空间法对磁轴承实验系统的数学模型进行分析。考虑到机理建模时忽略了转子的柔性，传感器、电流放大器以及悬浮力的非线性，所得到的模型是不完全的，利用了系统辨识的办法来研究系统模型。由于转子的柔性、作用于转子上的电磁力关于位移和控制电流的非线性引起了转子谐振，本文对最大谐振进行了简单的滤波处理。并设计了一个二阶滤波器。磁轴承系统是一个不稳定的机电系统，设计控制器使其稳定是必要的。磁轴承具有四路补偿器，利用实验系统的三路补偿器对系统进行单入单出设计。在进行控制器设计的过程中，首先是在利用实验系统部分控制器的基础上进行的。通过对系统模型的分析，采用了常用的含微分环节的超前校正。在单入单出的基础上，考虑水平方向与竖直方向解耦，可采用分散控制的办法，考虑到频域法的直观性，以水平方向为例尝试了多入多出的设计。 本文在控制器的设计上选用了四种方法进行，分别是SISO 磁轴承系统的古典控制设计，SISO 磁轴承系统的现代控制设计，磁轴承的MIMO 设计，含补偿器的输出反馈设计。并分析了各自的优缺点，对系统整体有个较好的比较。 关键词：磁悬浮轴承，控制，稳定性，系统辨识

陶瓷轴承的优缺点

陶瓷轴承的优缺点 陶瓷轴承是一个总称呼，大分两种，全陶瓷轴承和半陶瓷轴承（混合陶瓷轴承），若是在不考虑其它（如转速、寿命、使用环境等）前提条件下，单独就陶瓷轴承的负荷（载荷、承重）来说：同一型号的轴承，轴承钢6204ZZ，基本额定动载荷13.5kN，混合陶瓷轴承 6204ZZC：基本额定动载荷大概在27kN左右，若是全氧化锆陶瓷轴承6204CE,基本额定动载荷大概在2kN左右，单独的陶瓷轴承负荷（载荷、承重）来说是比不上同型号规格的轴承钢轴承或是混合陶瓷轴承。 但若是综合使用环境来说，陶瓷轴承有以下几点明显优势： 陶瓷轴承的优缺点： 陶瓷轴承原子结构，非金属固有的共价键。这意味着它们共享电子，此原子有强烈的吸附力，由于这个原因，陶瓷轴承提供一些好的性能比金属轴承。它们通常有很高的硬度，有弹性，轻巧。这意味着在形状改变时，负荷与提高耐磨特性一起应用。 陶瓷轴承运行免润滑。这是因为陶瓷材料不微焊接。微焊接发生时，通常与金属，当滚动元件和滚道表面上的瑕疵与另一种引起电弧相互作用。这降低了表面并大大降低了轴承的寿命。陶瓷材料不具有这样的问题，这使得它们适合于需要一个自由润滑油环境的各种应用。他们通常在高温下这意味着有较少的热膨胀以稳定的方式行事。

它需要大量的更多的能量，以增加一个共价键的键长相比，金属离子键。 陶瓷是非金属的，非铁材料。当暴露于水和其它有害化学品它们不以同样的方式作为金属腐蚀。它们的高的耐蚀性的允许它们在潮湿和化学腐蚀环境中优异的性能。许多工程陶瓷也具有低的密度，导致在轴承'工作速度，这是改善由于低向心力和减少摩擦。由于缺乏在大多数陶瓷自由电子，它们是非磁性和优良的绝缘体。研究陶瓷轴承，当人们可能会注意到的第一件事情是，他们基本上比金属更加昂贵。有许多原因。 有与以达到高档原料烧结过程所需要的温度所需要的大量的能量有关极高能量和加工成本。由于陶瓷是这么辛苦，加工和磨削成本制造精密轴承时迅速增加。所有这一切都必须在一个干净的环境中具有熟练的劳动力来完成。陶瓷是在他们的毛孔杂质难以置信的敏感，所以任何污染物可能会导致过早失效。随着尺寸的增加，价格也增加了指数，因为成本高，加工方法的要求。这些包括，以克服在生坯的温度梯度，均匀施加压力的量在较大体积和所得机器成本需要较慢的烧结过程。 陶瓷轴承具有较低的承载能力相比，金属和对热冲击敏感。热冲击是当材料内的温度梯度会导致不同的膨胀，这会导致内部应力。这种压力可以超过这样的材料形成裂纹的实力。

二自由度混合磁轴承设计与有限元分析

…．堕堕熏塑～２…０１０曼！塑……………………………………复臻戮…ｊ二自由度混合磁轴承设计与有限元分析 张涛１，邬清海１，倪伟１，莫丽红１，贾红云２ （１．淮阴工学院，江苏淮安２２３０００；２．东南大学，江苏南京２１００００） 摘要：在阐述二自由度混合磁轴承工作机理的基础上，推导了其数学模型，设计了实验样机，并采用三维有限元分析软件Ｍａｘｗｅｌｌ对之进行建模并仿真，分析了样机内部磁场关系，验证了二自由度混合磁轴承悬浮原理，计 算了径向力与位移以及径向力与控制绕组电流之间关系，得出磁轴承的最佳工作范围，并采用Ｍａｆｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进 行仿真实验研究。研究结果表明：该设计的磁轴承能够稳定悬浮，并具有较好的控制性能。 关键词：磁轴承；有限元；Ｍａｘｗｅｌｌ；径向力 中图分类号：ＴＭ３４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－７０１８（２０１０）１１—００３１—０４ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｗｏＤｅｇｒｅｅＦｒｅｅｄｏｍＨｙｂｒｉｄＭａｇｎｅｔｉｃＢｅａｒｉｎｇｓ ＺＨＡＮＧＴａ０１，１聊Ｑ垤一ｈａｉｌ，ＮｌＷｅｉｌ，ＭＯＬｉ—ｈｏｎ９１，ＪＩＡＨｏｎｇ—ｙｕｎ２ （１．ＨｕａｉｙｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉ＇ａｎ２２３０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｂｅａｒｉｎｇｓｗａｓｄｅｄｕｃｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｄｃｂｅａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｗｏｄｅｇｒｅｅｆｒｅｅｄｏｍ．ＡｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｍａｇｎｅｔｉｃｂｅａｒｉｎｇＷａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＷａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＩｎｔｅｒｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅＷａＳａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｂｅａｔｉｎｇｗｉｔｈｔｗｏｄｅｇｒｅｅｆｒｅｅｄｏｍＷａｓｖａｌｉｄａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒａｄｉａｌ ｆｏｒｃｅ，ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｒａｄｉａｌｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｅｗｉｎｄｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔＷａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｏｐｔｉｍｕｍｗｏｒｋｉｎｇｒａｎｇｅｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｂｅａｒ－ ｉｎｇｓＷａｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｂｅａｒｉｎｇｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎｂｅｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｔａｂｌｙａｎｄ ｈａｓａｇｏｏｄｃｏｎｔｒｏｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｔｉｃｂｅａｒｉｎｇ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；Ｍａｘｗｅｌｌ；ｒａｄｉａｌｆｏｒｃｅ Ｏ引言 磁轴承具有无磨损、无需润滑和密封、高速度、高精度、寿命长等优良品质，从根本上革新了传统的支承方式。针对主动磁轴承体积大、直流功放功率损耗高、气隙偏小及成本高等缺点，本文设计了结构新颖、紧凑，易于采用高性能数字信号处理器ＤＳＰ控制的三相逆变器来驱动的新型交流二自由度永磁偏置混合磁轴承［１刁】。 本文在分析其工作原理的基础上，基于磁路分析法推导出该磁轴承的数学模型；并设计了实验样机，运用Ｍａｘｗｅｌｌ３Ｄ有限元分析软件对交流二自由度混合磁轴承的磁路、转子受力特性进行仿真计算，验证了二自由度混合磁轴承悬浮原理，计算了径向力与位移以及径向力与控制绕组电流之间关系，得出磁轴承的最佳工作范围。并对控制系统进行仿真实验研究。研究结果证明了实验样机设计数据准确，能够实现转子稳定悬浮。 １交流二自由度混合磁轴承工作机理 交流磁轴承工作原理如图１所示，基于无轴承 收稿日期：２００９－０９—２７ 基金项目：淮阴工学院青年科研基金资助（ＨＧＱ０６２９） 电机原理，使电机转矩绕组极对数ＰＭ＝０，径向力绕 组极对数Ｐ。＝ｌ，两者之间满足径向力产生条件ＰＭ＝ 图１交流二自由度混合磁轴承工作原理 Ｐ。土１，这种结构的无轴承电机实际就变成了只产生 径向力的磁轴承。根据电机理论，三相对称绕组通 过三相交流电流后，可产生一个合成旋转磁动势。 当转子在平衡位置受到径向扰动力，即转子偏离几 何中心位置时，传感器检测出转子的偏移量并与Ｙ， 经过Ａ／Ｄ转换后，将采样信号传送给处理器，通过 处理器实现数字ＰＩＤ和２／３坐标变换，经过算法处 理后由三相逆变电路驱动磁轴承的控制电流，气隙 磁场是由径向力绕组电流产生的磁场和永磁体磁场 相互叠加而形成合成磁场，这个磁场对转子的磁吸 力与位置偏移的方向相反，使转子回到径向平衡位 置，从而实现转子悬浮。 滢 ｛痉 ｛鑫 霪 ｌ茑 ｜趸 霪 万方数据

轴承加工工艺

转盘轴承加工工艺流程简介 1）锻件毛坯的检查 在加工前首先了解毛坯的材质、锻后状态（一般为正回火状态，查阅锻件合格证即材质书）。其次要检查毛坯是否有叠层、裂纹等缺陷。 测量毛坯外型尺寸。测量毛坯内外径、高度尺寸、计算加工余量，较准确地估算出车削加工的分刀次数。 2)车削加工 2.1 粗车：根据车削工艺图纸进行粗车加工，切削速度、切削量严格按工艺规定执行（一般切削速度为5转/分钟。切削量为10mm~12mm）。 2.2 粗车时效：轴承零件粗车完成后，采用三点支承、平放（不允许叠放），时效时间不小于48小时后才能进行精车加工。 2.3 精车轴承零件精车时，切削速度每分钟6至8转，切削量0.3~0.5毫米。 2.4 成型精车：轴承零件最后成型精车时，为防止零件变形，须将零件固定夹紧装置松开，使零件处于无受力状态，车削速度为每分钟8转、切削量为0.2毫米。 2.5 交叉、三排滚子转盘轴承内圈特别工艺：为防止交叉、三排滚子转盘轴承内圈热处理后变形。车削加工时必须进行成对加工，即滚道背靠背加工，热处理前不进行切断，热后切断成型。 2.6 热后精车：轴承内外圈热处理后，进行精车成工序、工艺规程同2.3、2.4 3)热处理— 3.1 滚道表面淬火：轴承滚道表面中频淬火，硬度不低于55HRC，硬化层深度不小于4毫米，软带宽度小于50毫米，并在相应处作“S”标记。（有时客户要求可以渗碳、渗氮、碳氮共渗等） 3.2 热后回火处理：轴承内外圈中频淬火后需在200C度温度下48小时方可出炉。以确保内应力的消失。 4)滚、铣加工— 4.1 对有内外齿的转盘轴承，磨削加工前要进行滚铣齿工序，严格按工艺要求加工，精度等级要达到8级以上。 5)钻孔— 5.1 划线：在测量零件的外型尺寸后，按图纸规定尺寸进行划线、定位工序，各孔相互差不得大于3%0。 5.2 钻孔：对照图纸检测划线尺寸，确保尺寸正确无误后再进行钻孔工序，分体内套转盘轴承安装孔应组合加工，并使软带相间180C度各孔距误差不得大于5%0

微小型深沟球轴承振动检测及识别

微小型深沟球轴承振动检测及识别 周兴荣,王志坚 (无锡光洋轴承有限公司,江苏无锡214072) 摘要:介绍测振仪类型、性能、使用注意事项及检测项目,详细说明速度型测振仪对微型深沟球轴承振动的识别方法以及对轴承运转异常内容的推断。 关键词:深沟球轴承;振动;检测;识别;测振仪 中图分类号:TH133.33;TG806文献标识码:B文章编号:1000-3762(2003)06-0040-03 高精度低噪声深沟球轴承的生产中,异常声占不良率的60%以上,因此,降低异常声是低噪声轴承生产的重要课题。一般生产过程中异常声产生的主要原因为:加工异常、组装异常和洗净异常。测量人员由于对轴承振动机理和测量原理了解不足,不能充分利用测定数据、图像进行分析判断,及时查明异常发生原因而延误时机,带来经济损失。本文根据我们的使用经验就测振仪检测原理、识别方法作一介绍。 1测振仪类型和检测原理 目前,国内用于轴承振动检测的仪器主要有两类:加速度型(如S0910)和速度型(如B VT-1A)。 1.1加速度型测振仪 S0910加速度型测振仪的传感器由加速度计、测杆和弹簧组成,其系统谐振频率一般在4 kHz左右。该仪器检测的加速度信号转变为电信号,经过测量放大并经带通滤波器将250Hz~10 kHz频带内信号输出进行处理,由表头显示振动加速度分贝值。加速度型传感器谐振频率在轴承的振动工作频区内,易使拾取的测定信号失真。传感器测定力为5~10N,这相当于测试时在轴承外径上加了一个较大的径向力,测量微小型轴承时,使得轴承的结构响应发生变化,导致测值不准。 1.2速度型测振仪 BVT-1A速度型测振仪的速度传感器谐振频率一般在10kHz以上。该仪器检测信号 收稿日期:2002-03-18 作者简介:周兴荣(1965-),男,汉族,硕士,制造部部长,工程师。经过三个带通滤波将50~300Hz,300~1800Hz,1 800~10000Hz频带内的信号分别输出进行处理。 传感器谐振频率在工作频区外拾取的速度信号失真小,示值可靠。传感器测定力小于0.7N,适用于微小型轴承。 1.3速度型测振仪测定使用方法及注意事项 (1)轴承装夹时采用液压夹紧方式,端面定位,使轴承检测过程中受力均匀,但无法感知一些异常,如低频振动等。微小型轴承可采取内径锥度定位,手持轴向压紧的检测方式。但该方法对手势要求较高,为避免扭力,须经过一定培训方可操作。 (2)轴向夹持力与轴承使用受力状况相似,为最佳检测状态。因轴向力大小将决定钢球接触位置,一般状况下微小型轴承装配力较小,根据客户使用条件确定检测方法,使检测更为有效。 (3)轴承检测装卸时测量头从自由状态到检测压缩状态,噪声大,无法采用耳机监听,降低了监听的分辨能力。 (4)测振仪上主轴磨损和传感器测头磨耗产生异常,将导致视频出现异常图形,输出失真,无法区分合格品和不良品。因此,须作定期主轴清洗并更换测头。 (5)不同尺寸钢球混入无法测定。日前,许多安德鲁仪在低频段配置了不同尺寸检测功能,可有效检定不同尺寸钢球混入品。 (6)根据高频共振原理,示波器输入端接入电箱高频输出端。电箱背后有四个高、中、低和通频带输出端,示波器同其中高频输出相连。否则异常波形无法显示而导致判断失误。 2速度型测振仪检测项目 可检测项目:低、中、高频段振动速度均值 ISSN1000-3762 CN41-1148/TH 轴承 Beari ng 2003年第6期 2003,No.6 40-42

磁轴承数字控制系统介绍

二自由度交流混合磁轴承数字控制系统构成 1 二自由度交流混合磁轴承控制系统原理图 根据二自由度交流混合磁轴承系统的数学模型建立控制系统原理图如图1。 2 控制系统硬件 控制系统硬件框图如图2所示， 由磁轴承转子系统、DSP 控制器、三相功率驱动电路、位移传感器、接口 电路等构成。 DSP 控制器采用TMS320F2812，它是TI 公司最新推出的TMS320C28x 系列之一，是目前国际市场上最先进、功能最强大的32位定点DSP 芯片，内含闪存以及高达150MIPS 的信号处理 器，专为工业自动化、光学网络及自动化控制等应用而设计。TMS320F2812最高主频150MHz ，保证了处理信号的快速性和实时性，尤其是在磁悬浮系统的控制中，高速的信号可以提供实时的位置信息，保证控制信号响应的快速性。两个事件管理器模块为电机及功率变换控制提供 了良好的控制功能，16通道高性能12 位ADC 单元提供了两个采样保持电路，可以实现双通道信号同步采样， 串行口有CAN ，McBSP ，SPI ，2 SCIs ，充分保证了通讯的方便。 为了提高X 和Y 方向位移的测量 精度，在每个方向上安装了两个位移 传感器进行差动测量。DSP 的ADC 模块的输入电压范围为0~3V ，因此需将位移传感器检测到的电压信号经过一系列的处理，才可以送入DSP 。图2中位移接口电路的作用是将电涡流传感器检测到位移信号经过差动放大和偏置调节后转变成幅值在0~3V 之间的电压信号输入到DSP 中进行采样处理。电流检测电路是用两个霍尔电流传感器检测u 、v 两相电流，并通过采样电阻将电流信息转化为电压信息，并将电压转化到[0，3V]范围内送入DSP 。ADC 图1 二自由度交流混合磁轴承控制原理图 图2 控制系统硬件框图

滚动轴承的类型名称、代号、简图、性能和特点

滚动轴承的类型名称、代号、简图、性能和特点 滚动轴承是标准件，用于支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件。滚动轴承使用、安装、维修方便、价格较便宜，应用广。采用滚动轴承的机器起动力矩小，有利于在负载下起动。对于同尺寸的轴颈，滚动轴承的宽度比滑动轴承小，可使机器的轴向结构紧凑。大多数滚动轴承能同时受径向和轴向载荷，因此轴承组合结构较简单。但滚动轴承存在承受冲击载荷能力较差；高速重载荷下轴承寿命较低；振动及噪声较大的缺点。 典型的滚动轴承构造如图1所示。由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈、外圈分别与轴颈及轴承座孔装配在一起。多数情况是内圈随轴回转，外圈不动；但也有外圈回转、内圈不转或内、外围分别按不同转速回转等使用情况。滚动体使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动磨擦。根据不同轴承结构的要求，滚动体有球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子等 滚动体的大小和数量直接影响轴承的承载能力。在球轴承内、外圈上都有凹槽滚道，它起着降低接触应力和限制滚动体轴向移动的作用。保持架使滚动体等距离分布并减少滚动体间的摩擦和磨损。如果没有保持架，相邻滚动体将直接接触，且相对摩擦速度是表面速度的两倍，发热和磨损都较大。 滚动轴承的内、外圈和滚动体用强度高、耐磨性好的铬锰高碳钢制造，如 GCrls、GCr15SiMn等，淬火后硬度达到 61 HRC～65 HRC。保持架选用较软材料制造，常用低碳钢板铜合金、铝合金、工程塑料等材料。 1.滚动轴承的类型 滚动轴承的类型名称、代号、简图、性能和特点等列于表1中。

表1 常用滚动轴承的类型、代号、简图、性能和特点

注：⑴表中括号内的数字在基本代号中可省略。 ⑵基本额定动载荷比、极限转速比、价格比为同一尺寸系列的轴承与深沟球轴承之比。极限转速比比值＞90%为高，60%～90%为中，＜60%为低。 滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线的平面间的夹角α称为公称接触角。滚动轴承按所能承受载荷方向与公称接触角的不同分为两大类（图3）。 （1）向心轴承主要用于承受径向载荷，其公称接触角从0°到45°。其中径向接触轴承（如深沟球轴承、圆柱滚子轴承等）公称接触角α=0°；向心角接触轴承（如角接触球轴承。圆锥滚子轴承等）0°＜α＜45°。 （2）推力轴承主要用于承受轴向载荷，其公称接触角大于45°到90°。其中轴向接触轴承（如推力球轴承、推力圆柱滚子轴承等）α=90°；推力角接触轴承（如推力角接触球轴承、推力调心滚子轴承等）45°＜α＜90°。 图3 滚动轴承的公称接触角

轴承种类及特点

轴承分类，常见轴承的类型及其特点 １、深沟球轴承： 用途广泛，最具代表性的滚动轴承。可接受径向负荷与双向轴向负荷。适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场所带钢板防尘盖或橡胶密封圈的密封型轴承内预先充填了适量的润滑脂，外圈带止动环或凸缘的轴承，即容易轴向定位，又便于外壳内的装置。最大负荷型轴承的尺寸与标准轴承相同，但内外圈有一处装填槽，增加了装球数，提高了额定负荷。 ２、调心球轴承： 装配有鼓形滚子的轴承。外圈滚道面的曲率中心与轴承中心一致，调心滚子轴承在有二条滚道的内圈和滚道为球面的外圈之间。所以具有与自动调心球轴承同样的调心功能。轴、外壳出现挠曲时，可以自动调荷及二个方向的轴向负荷。径向负荷能力大，适用于有重负荷、冲击负荷的情况。内圈内径是锥孔的轴承，可直接安装。或使用紧定套、装配筒安装在圆柱轴上。坚持架使用钢板冲压保持架、聚酰胺成形坚持架及铜合金车制保持架。 ３、滚针轴承： 实体型滚针轴承 但由于采用滚针，有内圈轴承的基本结构与NU 型圆柱滚子轴承相同。体积可以缩小，并可接受大径向负荷无内圈轴承要把具有合适精度和硬度的轴的装置面作为滚道面使用。 推力滚针轴承 可与冲压加工的薄型滚道圈（W 或切制加工的厚型滚道圈（WS 任意组合。非分离型轴承是由经精密冲压加工的滚道圈与滚针和保持架组件构成的整体型轴承。可接受单向轴向负荷该类轴承。占用空间小，分离型轴承由滚道圈与滚针和保持架组件构成。有利于机械的紧凑设计，大多仅采用滚针和保持架组件，而把轴及外壳的装置面作为滚道面使用。 滚子由内圈大挡边引导。设计上使得内圈滚道面、外圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点。单列轴承可接受径向负荷与单向轴向负荷，圆锥滚子轴承该类轴承装有圆台形滚子。双列轴承可接受径向负荷与双向轴向负荷，适用于承受重负荷与冲击负荷。 圆柱滚子轴承可分为单列、双列和多列圆柱滚子轴承。其中应用较多的有保持架的单列圆柱滚子轴承。此外，圆柱滚子轴承根据轴承装用滚动体的列数不同。还有单列或双列满装滚子等其它结构的圆柱滚子轴承。 根据套圈挡边的结构也可承受一定的单向或双向轴向负荷。NN 型和NNU 型双列圆柱滚子轴承结构紧凑，单列圆柱滚子轴承根据套圈挡边的不同分为N 型、NU 型、NJ 型、NF 型和NUP 型等。圆柱滚子轴承承受的径向负荷能力大。刚性强，承载能力大，受载荷后变形小，大多用于机床主轴的支承。FC FCD FCDP 型四列圆柱滚子轴承可承受较大的径向载荷，多用于轧机等重型机械上.

新结构磁路解耦型混合磁轴承及其控制策略研究

目录 目录 摘要 .......................................................................................................................... I ABSTRACT............................................................................................................... I II 第1章绪论 .. (1) 1.1课题背景及研究目的和意义 (1) 1.2磁路解耦型磁轴承研究现状 (2) 1.2.1 同极型永磁偏置径向磁轴承 (2) 1.2.2 异极型永磁偏置磁轴承 (3) 1.2.3 永磁偏置轴向磁轴承 (4) 1.2.4 永磁偏置轴径向磁轴承 (5) 1.2.5 混合型径向磁轴承 (5) 1.2.6 磁轴承电磁力特性研究现状 (7) 1.3磁轴承力耦合研究现状 (8) 1.4磁轴承扰动控制策略研究现状 (11) 1.4.1 陀螺效应控制策略研究现状 (12) 1.4.2 不平衡振动控制策略研究现状 (12) 1.4.3 抗冲击扰动研究现状 (13) 1.5本文主要研究内容 (15) 第2章新结构磁路解耦型混合磁轴承电磁力特性 (16) 2.1引言 (16) 2.2新结构磁路解耦型混合径向磁轴承电磁力特性 (16) 2.2.1 DHRMB结构及工作原理 (16) 2.2.2 斥力型径向PMB轴向力分析 (18) 2.2.3 斥力型径向PMB轴向力分析方法改进 (19) 2.2.4 DHRMB数学模型 (20) 2.2.5 DHRMB参数设计 (24) 2.3新结构磁路解耦型混合轴径向磁轴承电磁力特性 (26) 2.3.1 DHARMB结构及工作原理 (26) 2.3.2 DHARMB数学模型 (27) 2.3.3 DHARMB参数设计 (29) 2.4铁磁贴合斥力型径向PMB电磁力特性仿真分析 (31) 2.4.1 铁磁贴合斥力型径向PMB轴向力仿真分析 (31)

磁轴承的若干问题

Magnetic bearings: Theory, design and application to rotating machinery. 磁力轴承非线性表现在： 1力与电流和气隙的二次方关系，导致的非线性 2当气隙较小或电流较大时铁芯此路接近饱和也会导致强烈的非线性。 为衰减工作点费劲的振动，控制力中还必须包含阻尼力成分。 评估控制环路质量的一般准则是：闭环特征值，静态、动态刚度以及系统的鲁棒性。 电磁轴承作为一个能动单元，可以转却定位转子，并且很容易集成于过程控制中。转子的振动能获得主动阻尼，这在过弯曲临界转速时尤其重要。 参照简单的弹簧阻尼系统，设置轴承系统的期望控制力，这种控制策略的而设计方法仅仅是众多可选择设计方法的一种。现代控制设计技术，诸如H infinite或u综合，都能提供与这种简单方法具有很大区别，并同样可获得优越的闭环性能的控制逻辑。然而，即使采用弹簧-阻尼型控制逻辑，AMB热然能提供众多的一系列的优点。 闭环刚度：k，即等效成弹簧后的弹簧刚度； 开环刚度：即力位移系数； 在有些产品如机床主轴，液压泵等高承载力、高精度的应用要求高刚度；而如分子泵、飞轮、鼓风机以及某些类型的透平压缩机、膨胀机等应用，几乎没有或仅有很低的外载荷，则不要求过高的轴承刚度。 任何噪声信号经反馈回路，也就是在传感器、功放中将会被剧烈放大。刚度越高，阻尼系数必须选择越大。而高阻尼反馈增益将导致高噪声水平。 若系统能提供足够低噪声的位移（及速度）信号，AMB对其刚性模态可以获得临界或更高的阻尼，而对高频模态，如弯曲或挠性模态，要获得高阻尼，甚至临界阻尼也都是不可能的。实际应用中，阻尼值的适宜选择（P31） 积分反馈会导致控制器有一个相位滞后，会抵消速度反馈的相位超前。 在磁轴承技术领域，迄今为止，仅仅采用简单的单输入单输出控制是不够的。但甚至有可能出现根本无法获得实现充分稳定的单输入单输出控制的情形。在这种情形下，必须采用较复杂的多输入多输出控制策略。 不采用状态反馈而采用输出反馈的原因（p40） 磁轴承系统中控制设计方法的比较（p41） 磁悬浮系统辨识的方案选择：（p46-p48） 值得注意，各传递函数测量的实施过程必须是在被控对象处于悬浮状态，对于开环对象自身测量这一点尤其重要，以便能够获得一个不受转子-定子接触影响的结果。 一般情况下，转子平动与转动将发生耦合，当转子转速不为0时，在xz平面的运动将于yz 平面内的运动耦合。 磁轴承参数辨识：（p100） 对于刚性建模的转子： 当转子极转动惯量和直径转动惯量相等时，章动频率等于转子转速，这是潜在的不稳定因素。在转子设计时需要避免。对于极转动惯量大于直径转动惯量的转子，总有章动频率大于转子转速，章动频率的共振将永远不会发生。求出的特征值，包括平移振动频率和角振动频率。

轴承分类型号及尺寸

一滚动轴承 1、滚动轴承的结构、分类及特点 结构 滚动轴承（以下简称轴承）一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。（如图） 内圈与外圈之间装有若干个滚动体，由保持架使其保持一定的间隔避免相互接触和碰撞，从而进行圆滑的滚动。 轴承按照滚动体的列数，可以分为单列、双列和多列。 1）、内圈、外圈 内圈、外圈上滚动体滚动的部分称作滚道面。球轴承套圈的滚道面又称作沟道。 一般来说，内圈的内径、外圈的外径在安装时分别与轴和外壳有适当的配合。 推力轴承的内圈、外圈分别称作轴圈和座圈。 2）、滚动体 滚动体分为球和滚子两大类，滚子根据其形状又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。 3）、保持架 保持架将滚动体部分包围，使其在圆周方向保持一定的间隔。 保持架按工艺不同可分为冲压保持架、车制保持架、成形保持架和销式保持架。 按照材料不同可分为钢保持架、铜保持架、尼龙保持架及酚醛树脂保持架。 分类 轴承受负荷时作用于滚动面与滚动体之间的负荷方向与垂直于轴承中心线的平面内所形成的角度称作接触角，接触角小于45°主要承受径向负荷称为向心轴承，在45°~90°之间主要承受轴向负荷称为推力轴承，根据接触角和滚动体的不同，通用轴承分类如下： 深沟球轴承（单、双列） 向心球轴承角接触球轴承（单、双列） 四点接触球轴承 调心球轴承 向 心圆柱滚子轴承（单、双、四列） 轴向心滚子轴承圆锥滚子轴承（单、双、四列）滚承滚针轴承（单、双列） 动调心滚子轴承 轴 承推力球轴承推力球轴承（单、双列） 推力角接触球轴承（单、双向） 推 力推力圆柱滚子轴承 轴推力滚子轴承推力圆锥滚子轴承 承推力滚针轴承 推力调心滚子轴承 特点 1.3.1滚动轴承的优点 滚动轴承虽有许多类型和品种，并拥有各自固定的特征，但是，它们与滑动轴承相比较，却具有下述共同的优点： （1）、起动摩擦系数小，与动摩擦系数之差少。 （2）、国际性标准和规格统一，容易得到有互换性的产品。

实用轴承基础知识手册

第一章轴承的几种分类方法 一、）轴承按其外径尺寸大小分为： (1) 微型轴承----外径尺寸范围为26mm以下的轴承 (2) 小型轴承----外径尺寸范围为28-55mm的轴承 (3) 中小型轴承----外径尺寸范围为60-115mm的轴承 (4) 中大型轴承----外径尺寸范围为120-190mm的轴承 (5) 大型轴承----外径尺寸范围为200-430mm的轴承 (6) 特大型轴承----外径尺寸范围为440mm以上的轴承 二、）按工作的摩擦性质可分为滑动轴承和滚动轴承如图： 三、）按滚动体不同可分为球轴承和滚子轴承（仅指滚动轴承）如图： 四、）按载荷方向分为向心轴承（绝大多数滚动轴承）和推力轴承。

五、）其它还有专用轴承、非标轴承、冲压轴承、塑料轴承、陶瓷轴承、不锈钢轴承等等。 第二章滚动轴承 滚动轴承最为常见，滚动轴承的分类结构如下图：

下面进行分类详细介绍： 1、深沟球轴承 深沟球轴承结构简单，使用方便，是 生产批量最大，应用范围最广的一类轴承。 它主要用于承受径向载荷，也可承受一定 的轴向载荷。当轴承的径向游隙加大时， 具有角接触轴承的功能。可承受较大的轴 向载荷。 2、圆柱滚子轴承 圆柱滚子与滚道为线接触轴承。负荷能 力大，主要承受径向负荷。滚动体与套圈 挡边摩擦小，适于高速旋转。根据套圈有 无挡边，可以分有NU、NJ、NUP、N、NF 等单列圆柱滚子轴承，及NNU、NN等双 列圆柱滚子轴承。该轴承是内圈、外圈可 分离的结构。 圆柱滚子轴承的滚子通常由一个轴承 套圈的两个挡边引导。保持架、滚子和引 导套圈组成一组合件，可与另一个轴承套 圈分离，属于可分离轴承。此种轴承安装， 拆卸比较方便此类轴承一般只用于承受径 向载荷，只有内、外圈均带挡边的单列轴 承可承受较小的定常轴向载荷或较大的间 歇轴向载荷。 内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承，其 内圈和外圈可以向轴向作相对移动，所以可以作为自由端轴承使用。在内圈和外圈的某一侧有双挡边，另一侧的套圈有单个挡边的圆柱滚子轴承，可以承受一定程度的一个方向轴向负荷。一般使用钢板冲压保持架，或铜合金

轴承的几种类型

轴承的几种类型 轴承是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。也可以说，当其它机件在轴上彼此产生相对运动时，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件。轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。扬州富恩崎轴承有限公司生产的轴承按运动元件摩擦性质的不同，可分为滚动轴承和滑动轴承两类。 滚针轴承 滚针轴承装有细而长的滚子（滚子长度为直径的3~10倍，直径一般不大于5mm），因此径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其他类型轴承相同时，外径最小，特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构.滚针轴承根据使用场合不同，可选用无内圈的轴承或滚针和保持架组件，此时与轴承相配的轴颈表面和外壳孔表面直接作为轴承的内、外滚动表面，为保证载荷能力和运转性能与有套圈轴承相同，轴或外壳孔滚道表面的硬度，加工精度和表面质量应与轴承套圈。用途组合滚针轴承是由向心滚针轴承和推力轴承部件组合的轴承单元，其结构紧凑体积小，旋转精度高，可在承受很高径向负荷的同时承受一定的轴向负荷。并且产品结构形式多样、适应性广、易于安装。组合滚针轴承广泛用于机床、冶金机械、纺织机械和印刷机械等各种机械设备，并可使机械系统设计的十分紧凑灵巧。 调心球轴承 调心球轴承：二条滚道的内圈和滚道为球面的外圈之间，装配有鼓形滚子的轴承。外圈滚道面的曲率中心与轴承中心一致，所以具有与自动调心球轴承同样的调心功能。在轴、外壳出现挠曲时，可以自动调整，不增加轴承负担。调心滚子轴承可以承受径向负荷及二个方向的轴向负荷。调心球轴承径向负荷能力大，适用于有重负荷、冲击负荷的情况。内圈内径是锥孔的轴承，可直接安装。或使用紧定套、拆卸筒安装在圆柱轴上。保持架使用钢板冲压保持架、聚酰胺成形. 调心球轴承适用于承受重载荷与冲击载荷、精密仪表、低噪音电机、汽车、摩托车、冶金、轧机、矿山、石油、造纸、水泥、榨糖等行业及一般机械等。 深沟球轴承 深沟球轴承进口轴承主要用于承受纯径向载荷，也可同时承受径向载荷和轴向载荷。当其仅承受纯径向载荷时，接触角为零。当深沟球轴承具有较大的径向游隙时，具有角接触轴承的性能，可承受较大的轴向载荷。深沟球轴承的摩擦系数很小，极限转速也很高，特别是在轴向载荷很大的高速运转工况下，深沟球轴承比推力球轴承更有优越性。深沟球轴承是最具代表性的滚动轴承，用途广泛。 在结构上深沟球轴承的每个套圈均具有横截面大约为球的赤道圆周长的三分之一的连续沟型滚道。深沟球轴承主要用于承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。当轴承的径向游隙增大时，具有角接触球轴承的性质，可承受两个方向交变的轴向载荷。与尺寸相同的其它类型轴承相比，该类轴承摩擦系数小，极限转速高，精度高，是用户选型时首选的轴承类型。深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大，应用范围最广的一类进口轴承。

机械制图-滚动轴承及其代号和画法

机械制图-滚动轴承及其代号和画法 什么是滚动轴承？滚动轴承有哪些？滚动轴承的代号是什么？滚动轴承怎么画？本文主要解决这几个问题。 一、什么是滚动轴承？ 滚动轴承是一种标准件，它的作用是用来支承旋转轴及轴上的机件的，因为具有结构紧凑、摩擦力小的特点，在机械工业中被广泛使用，也是机械制图中不时需要接触的。滚动轴承的标准和规格很多，但它是标准件，所有的规格都是标准化的，使用时可以直接查表选择。 二、滚动轴承的种类有哪些？ 按大类可以分为向心轴承（主要是承载径向力的）、推力轴承（主要承载轴向力）、向心推力轴承（可以同时承受径向和轴向的载荷）。下边是常见的几种轴承的样图。 三、滚动轴承的代号是什么？ 滚动轴承虽然尺寸和类型很多，但其本身是标准件。我国在GB/T272-93中就有规定，作一般用途的滚动轴承由基本代号、前置代号和后置代号构成，排列顺序为: 前置代号基本代号后置代号。下边分别了解这三种代号： 1.基本代号： 基本代号是表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。除滚针轴承外，基本代号由轴承类型、尺寸系列代号及内径代号构成。具体用到时要查表。例如下图就表示了一个基本代号

2，前置代号和后置代号： 前置、后置代号只是一个补充代号，是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，才在基本代号的周围添加以作补充。同样需要查表标注。 四、如何表示以及如何画？ 滚动轴承剖视图轮廓应按外径D、内径d、宽度B等实际尺寸绘制，轮廓内可用简化画法或示意画法绘制。 （1）装配图中较详细表达滚动轴承结构时，可以采用简化画法； （2）装配图中简单表达滚动轴承结构时，可以采用示意画法； （3）只需符号表示滚动轴承时，可以采用图示符号。

陶瓷轴承中国市场可行性分析

陶瓷轴承在中国市场的可行性分析 一、引言 陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件，由于具有金属轴承所无法比拟的优异性能，近年来，在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用。在航空航天、核工业、石油工业、化学工业、轻纺工业、食品工业、高速机床等高温、高速、耐腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦的特殊环境下，陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。随着加工技术的不断进步，工艺水平的日益提高，陶瓷轴承的成本不断下降，已经从过去中在一些高精尖类领域小范围内应用，逐步推广到可以接受的程度，陶瓷轴承大面积应用的时代已经到来。 二、陶瓷轴承在国外的发展历程 六十年代初，研究者发现工程陶瓷具有作为轴承材料的优良性能，如耐高温、耐腐蚀、耐磨、硬度高、密度小、热膨胀系数小、自润滑性好等，但陶瓷材料的弹性模量大，会增加轴承滚动体作用在内外圈上的接触应力，降低了轴承的使用寿命。研究者对陶瓷材料的各种性能进行了大量的试验研究，认为在所有的陶瓷材料中热压氮化硅最适于作为轴承材料。 七十年代，材料专家们把探索新型轴承材料的注意力由全部陶瓷材料集中到氮化硅陶瓷材料上。Scot t 、Dalal 等人认为：氮化硅是一种可湿润且能使润滑油在轴承中形成适当厚度油膜的材料，在不润滑时热压氮化硅陶瓷是最耐磨的材料, 在高温下使用固体润滑剂可消除热压氮化硅材料的磨损，在重载润滑条件下热压氮化硅作为轴承材料不比轴承钢好。在相同应力条件下，氮化硅混合轴承的使用寿命L 10比其他陶瓷混合轴承寿命L 10要大许多倍。氮化硅陶瓷球的疲劳破坏形式与轴承钢疲劳破坏形式相似，都为疲劳剥落，而非断裂破碎。在混合轴承性能方面，Parker 等人认为由于氮化硅弹性模量高、密度小，分别对内、外圈影响，这样混合轴承内圈使用寿命的减小值大于其外圈使用寿命的增加值，最终使混合陶瓷轴承总的使用寿命降低；混合轴承在轻载和高速下其使用寿命相对于钢轴承会有所改善；对于氮化硅滚动体来说，滚动体表面加工质量的好坏对其疲劳寿命、耐腐蚀性和耐磨性有很大影响，同时，混合陶瓷轴承的寿命也受到钢制套圈滚道寿命的限制。 进入八十年代，对陶瓷轴承的研究日益加深、加宽。1982 年美国润滑工程协会的Mo rrison 等人对混合轴承的使用寿命进行研究，认为混合陶瓷轴承的寿命仍然是载荷的指数函数，寿命指数的最大似然估计值为4 .29，而钢轴承寿命公式中寿命指数值为3，这说明混合轴承的寿命比钢轴承对外载荷的依赖性大。日本机械部的菊地滕男等人在1983 年对混合陶瓷轴承和全陶瓷轴承作了疲劳试验，得出如下结论：①常压烧结碳化硅、氮化硅和热压碳化硅不适合作轴承材料；②热压氮化硅陶瓷寿命相当于或好于轴承钢的寿命，如果保证陶瓷材料具有良好的微观结构和表面质量可提高其性能，轴承的破坏形式是疲劳剥落；③常压和热压材料的损伤形状无明显区别，和寿命长短也没有联系；④在运行中，陶瓷套圈滚道表面变形极小，特别是热压氮化硅陶瓷材料几乎没有变形。他们 同时得出热压氮化硅陶瓷球疲劳寿命L 与赫兹应力P 的关系: n mox L P -∞ , 其中n =16 .0。 1987年日本的藤原孝志在轴承材料的疲劳试验中研究了氮化硅陶瓷材料的额定静负荷，结果表明氮化硅陶瓷材料的额定静载荷比轴承钢的额定静载荷要大，同时藤原孝志讨论了陶瓷材料和轴承钢的接触应力，认为在接触区内的应力都是压应力，而在接触区外, 沿接触区的径向上产生的是拉应力, 最大拉应力产生在接触界线上。1989 年Zaretsky 又在总结前人试验成果的基础上，对陶瓷轴承做了进一步研究，得出如下结论：①氮化硅陶瓷轴承的寿命比钢轴承的寿命长，但全氮化硅陶瓷轴承的额定动负荷仅为同型号钢轴承的5~20%；②对大部分陶瓷来说，混合轴承的寿命比同型号钢轴承寿命低，原因是其弹性模量比轴承钢的大；③轴承能量的损失和热量的产生不仅依赖于轴承材料本身的性质，更主要的是依赖于单个轴承的设计和运行状态；④陶瓷滚动体的寿命与温度指数函数的倒数成正比(L ∞1/△T m )。对氧化铝来说，当试验温度在1366K 时， m =1.8；⑤全陶瓷轴承在无润滑剂和664K

常用轴承类型、结构和轴承代号对照

常用轴承类型、结构和轴承代号对照（一） 轴承名称 新标准原标准 类型 代号 尺寸系轴承 代号 宽度系结构 代号 类型 代号 直径系轴承 代号列代号列代号列代号 深沟球轴承6 (1)0 6000 0 0 1 100 6 (0)2 6200 0 0 2 200 6 (0)3 6300 0 0 3 300 6 (0)4 6400 0 0 0 4 400 角接触球轴承7 19 71900 1 3 9 1036900 7 (1)0 7000 0 3 1 36100 7 (0)2 7200 0 4 2 46200 7 (0)3 7300 0 6 3 66300 7 (0)4 7400 0 6 4 46400 推力圆柱滚子轴承8 11 81100 0 0 1 9100 8 12 81200 0 0 9 2 9200 - NU 10 NU1000 0 3 1 32100 NU (0)2 NU200 0 3 -1 2 32200 内圈无挡边圆柱滚子轴承NU 22 NU2200 0 3 5 32500 NU (0)3 NU300 0 3 3 32300 NU 23 NU2300 0 3 6 32600 NU (0)4 NU400 0 3 2 4 32400 内圈单挡边圆柱滚子轴承NJ (0)2 NJ200 0 4 2 42200 NJ 22 NJ2200 0 4 5 42500 NJ (0)3 NJ300 0 4 3 42300 NJ 23 NJ2300 0 4 6 42600 NJ 10 NJ400 0 4 2 4 42400 内圈单挡边并带平NUP (0)2 NUP200 0 9 2 92200 NUP 22 NUP2200 0 9 2 5 92500 挡圈圆柱滚子轴承NUP (0)3 NUP300 0 9 3 92300 NUP 23 NUP2300 0 9 - 6 92600 外圈无挡边圆柱滚子轴承N 10 N 1000 0 0 1 2100 N (0)2 N 200 0 0 2 2 2200 N 22 N 2200 0 0 5 2500 N (0)3 N 300 0 0 3 2300 N 23 N 2300 0 0 6 2600 N (0)4 N 400 0 0 4 2400 外圈单挡边圆柱滚子轴承NF (0)2 NF 200 0 1 2 12200 NF (0)3 NF 300 0 1 3 12300 NF 23 NF 2300 0 1 2 6 12600 双列圆柱滚子轴承NN 30 NN 3000 3 28 2 1 3282100 内圈无挡边双列圆滚轴承NNU 49 NNU4900 4 48 2 9 4482900