SKF轴承及轴承故障诊断解析.ppt

1.球轴承的几何模型 （1）套圈 如图，内外套圈沟道的表面形貌分别用三个参数来描述（外圈用单数号，内圈用偶数号）： （2）球 （） 数学 模型 磁流体研磨 电化学磁力研磨 磁性磨料研磨 磁流变抛光 磁力悬浮研磨 磁力研磨光整加工（ MAF）目前技术类别 Magnetic Fluid Grinding Magnetic Abrasive Grinding Electrochemical Magnetic Abrasive Finishing Magnetorheological Finishing Magnetic Suspension Grinding 2.球轴承的物理模型 超声波加工是利用产生超声振动的工具(模具)，带动工具和陶瓷元件间的磨料悬浮液，冲击和抛磨工件进行加工。随着工具在三维方向上的进给，工具端部的形状被逐步复制在陶瓷工件上。 常用的磨料是碳化硼、碳化硅和氧化铝等。一般选用的工作液为水，为提高材料表面的加工质量，也可用煤油或机油作液体介质。 其主要应用在深小孔的加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声复合加工等难加工作业。 下图为德国DMG公司DMS35Ultrasonic超声振动加工机床，主轴转速3 000～4 0000 r/min，特别适合加工陶瓷、玻璃、硅等硬脆材料。与传统加工方式相比，生产效率提高5倍，加工表面粗糙度Ra＜0.2μm，可加工0.3 mm精密小孔 超声加工的特点 （1）适合于加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻璃、陶瓷(氧化铝、氮化硅等)、石英、锗、硅、石墨、玛瑙、宝石、金刚石等。对于导电的硬质金属材料(如淬火钢、硬质合金等)也能进行加工，但加工生产率较低。 （2）由于工具可用较软的材料做成较复杂的形状，故不需要使工具和工件做比较复杂的相对运动，因此超声加工机床的结构比较简单，操作、维修方便。 （3）由于去除加工余量是靠极小的磨料瞬时局部的撞击作用，所以工具对工件加工表面宏观作用力小，热影响小，不会引起变形和烧伤。表面粗糙度可达Ra1～0.1um或更低，加工精度可达0.01～0.02mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度的工件。 摩擦化学反应辅助加工 Furey等人1997年研制了能够和硬脆材料发生化学腐蚀的切削液，金刚石砂轮片切割Si3N4陶瓷试验效率比水基冷却液提高8倍。后人又不断研制出类似切削液，主要用于Si3N4陶瓷的磨削加工。 Si3N4陶瓷首先会和磨削液中的有机物分子发生如下式所示的化学吸附： 此吸附现象在磨削高温条件下会进一步衍化为摩擦化学反应： 生成的固态物-硅脂，小部分溶于磨削液被冲刷带走，大部分附着在Si3N4陶瓷加工表面上，不但降低了试件表面硬度，而且具有更优异的润滑性能，进而影响磨削效率和质量 磨料水射流抛光技术 磨料水射流抛光技术是在磨料水射流加工技术的基础上发展起来的集流体力学、表面技术于一体的一种新型精密加工技术。目前，国内外对于它的研究还比较少，只有少数学者进行了探索性实验研究，尚未形成系统的研究成果。  辅助电极电火花加工 在绝缘陶瓷体上涂上一层导电层，直接作为工件电极做电火花放电加工如图（a）。工件电极依靠热膨胀和局部爆炸,在导电层和绝缘陶瓷中产生热作用在爆炸冲击波作用下蚀除小部分导电层和绝缘陶瓷,形成一个小凹坑如图（b）。同时，电火花加工时瞬间局部高温使工作液(煤油) 热分解出来的碳、工具电极(铜块) 溅射出来的金属及其化合物在绝缘陶瓷表面形成新的导电层如图（c）,从而使电火花磨削加工能连续进行 喷嘴 块状工具电极 脉冲电源 导电层 绝缘陶瓷 喷嘴 煤油 辅助电极电火花加工示意图 块状工具电极 陶瓷 煤油 导电层 块状工具电极 陶瓷 煤油 导电层 块状工具电极 陶瓷 煤油 导电层 新的导电层 （a） （b） （c） 电火花、电解、磨削加工工艺(MEEC)是一种以机械磨削为主的三复合加工方法。其工作原理是在砂轮旋转的过程中，当不导电部分与工件相接触时磨粒对工件产生机械磨削作用，当导电部分接近工件时，由喷射到砂轮和工件间的磨削液引起电解作用而改善加工表面质量。在导电部分脱离工件表面的瞬间所发生的火花放电，除了在一定程度上去除工件材料外，由此产生的高温还使砂轮上磨粒周围的结合剂熔化和气化而保持砂轮的锋利，并使陶瓷等某些工件材料因受热而利于磨削。该法能对无法采用电火花、电解加工的非导电材料(陶瓷)进行加工。 电火花电解磨削加工（MEEC） 电解电火花加工(ECDM) ECDM是将电化学加工(ECM)与放电加工(EDM)结合起来的可控在线电化学加工。瑞士苏黎士的M.Schoepf等人称其为整形修锐金属结合剂砂轮和经济高效地磨削陶瓷材料的理想方法，目前多用于玻璃材料加工。 微流道法加工硼硅玻璃SEM照片 ECDM微流道加工法