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實習報告 姓名:戴宇 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 學號：1103010220 生產(chǎn)實習是我們機械專業(yè)學習的一個重要環(huán)節(jié)，是將課堂上學到的理論知識與實際相結合的一個很好的機會，對強化我們所學到的知識和檢測所學知識的掌握程度有很好的幫助。為期2天的生產(chǎn)實習，我們?nèi)チ私礄C械制造有限公司，在江麓機械制造有限公司實習當中，我們學到了許多課本上沒有的知識，真的是受益匪淺。? （一）?實習目的???1.通過江麓機械制造有限公司生產(chǎn)實習，深入生產(chǎn)第一線進行觀察和調(diào)查研究，獲取必要的感性知識和使自己全面地了解布勒機械制造有限公司的生產(chǎn)組織形式以及生產(chǎn)過程，了解和掌握本專業(yè)基礎的生產(chǎn)實際知識，鞏固和加深已學過的理論知識，并為后續(xù)專業(yè)課的教學，課程設計，畢業(yè)設計打下堅實的基礎。??????2.在實習期間，通過對典型零件機械加工工藝的分析，以及零件加工過程中所用的機床，夾具、量具等工藝裝備，把理論知識和實踐相結合起來，讓我們的考察，分析和解決問題的工作能力得到有效的提高。???????3.通過實習，廣泛接觸工人和聽工人技術人員的專題報告，學習他們的好的增產(chǎn)經(jīng)驗，技術革新和成果，實踐中的經(jīng)驗，學習他們在機械行中的無私貢獻精神。?4.通過參觀江麓機械制造有限公司，掌握一臺機床從毛坯到產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程，組織管理，設備選擇和車間布置等方面的知識，擴大知識面，開闊了視野。??????5.通過記實習日記，寫實習報告，鍛煉與培養(yǎng)我們的觀察，分析問題以及搜集和整理技術資料等方面的能力。??（二）?生產(chǎn)實習的要求??????為了達到上述實習目的，生產(chǎn)實習的內(nèi)容和要求有：??1.機械零件的加工?根據(jù)實習工廠的產(chǎn)品，選定幾種典型零件作為實習對象，通過對典型零件機械加工工藝的學習，掌握各類機器零件加工工藝的特點，了解工藝在工廠中所用的機床，刀具，夾具的工作原理和機構以及定位方式，在此基礎上指定其中幾個典型的零件進行重點的分析研究，要求如下：???（1）閱讀和查閱典型零件的零件圖及其加工圖，了解該零件在機床中的功用及工作條件，零件的結構特點及要求，分析此零件的加工工序、工藝。???（2）大致了解毛坯的制造工藝過程，找出鑄（鍛）件、型材的分型（模）面。??（3）深入了解零件的制造工藝過程以及零件的制造前所需要的哪些處理，找出現(xiàn)場加工工藝情況；???（4）對主要零件加工工序、工藝做進一步的分析，并做好工序卡片、工藝卡片。?? ?2.裝配工藝???（1）了解機械的裝配組織形式和裝配工藝方法和裝配工藝所需要注意的精度、平行度、垂直度的要求。???（2）了解個中裝配方法中的優(yōu)、缺點，如何避免缺點；及裝配方法使用類型、要求。???（3）了解典型裝配工具在裝配方法中的工作原理，結構特點和使用方法。3、基本知識；銑削加工的特點、應用范圍。?（1）?所實習搖臂萬能銑床的基本結構、加工范圍。?（2）?搖臂萬能銑床中銑刀的種類、結構、應用及安裝。?（3）?搖臂萬能銑床常用附件的工作原理、加工方法與應用。（4）?搖臂萬能銑床工件的安裝及定位方式。??（5）?平面、溝槽導軌面的銑削方法，尺寸以及一些重要精度的檢驗，銑削用量的選擇。??（三）生產(chǎn)實習的時間安排??（1）第一天了解車間及工件大體情況??（2）第一天分析萬能搖臂銑床六大件的加工工藝?（四）生產(chǎn)實習的內(nèi)容??1.?搖臂萬能銑床的主要特點是可以轉(zhuǎn)任何一個角度，所應用的場合一般是單件小批量生產(chǎn)；??2.?搖臂萬能銑床的六大件分別是懸梁、轉(zhuǎn)盤、床身、工作臺、床鞍、升降臺；該銑床的導軌分為移置導軌和滑動導軌兩種導軌，其中滑動導軌需要淬火處理，一般較長的導軌需要淬火；??3.?搖臂萬能銑床在銑齒輪時需要裝分度頭，裝刀時刀具與主軸錐面緊密結合，這樣使不易變形；同時銑床的錐度有7：24不能自鎖，而莫氏錐度能自鎖.?4.?牛頭刨床加工效率低，應加工窄長面工件，萬能磨床可以磨軸類外圓柱、孔、和錐面；以及加工其他東西；??4.?工作臺面加工需要注意：平行度，平面度，精度等；工作臺面表面需要進行淬火處理；在安裝時需要用百分表進行精度調(diào)整而且精度的調(diào)整要與國家標準來對照；??5.?床鞍軸承上、下兩半圓在鏜床上安裝好以后再進行加工； 需要人工進行精度的調(diào)整；??10.夾緊與孔的大小，接觸面的面積大小，水平面是否水平有著密切的聯(lián)系；?11.?工作臺一般用鑄件毛坯來加工，材料牌號HT250,僅第一步，鉗（劃線）分為兩個步驟：一、以劃線為基準，劃出臺面余量線、中心線；二、其余按要求劃出各面的余量加工線；此道工序在大件車間完成，在銑床或刨床上加工；?12.?升降臺的導軌面有兩種：水平導軌面、垂直導軌面；??13.?砂輪越程槽：為了加工方便而設立的，此砂輪越程槽在刨床上加工；設立的目的是為了防止在加工燕尾導軌時將刀具打壞；??13.?加工工件時需要考慮效率、成本、和精度，具體要求由工廠情況而定；?14.?在機床上加工工件時，必須用夾具裝好夾牢工件。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾牢，就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾15..工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。找正裝夾方法是以工件的有關表面或?qū)ｉT劃出的線痕作為找正依據(jù)，用劃針或指示表進行找正，將工件正確定位，然后將工件夾用虎鉗中，按側邊劃出的加工線痕，用劃針找正。?16.?工作夾緊概述?????夾緊的目的是防止工件在切削力、重力、慣性力等的作用下發(fā)生位移或振動，以免破壞工件的定位。因此正確設計的夾緊機構應滿足下列基本要求：?（1）夾緊應不破壞工件的正確定位；?（2）夾緊裝置應有足夠的剛性；??（3）夾緊時不應破壞工件表面，不應使工件產(chǎn)生超過允許范圍的變形；?（4）能用較小的夾緊力獲得所需的夾緊效果；??(5)工藝性好，在保證生產(chǎn)率的前提下結構應簡單，便于制造、維修和操作。手動夾緊機構應具有自鎖性能。??17.工件在夾具中定位的任務是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置。工件定位的實質(zhì)就是要限制對加工有影響的自由度18.?加工中心中貼塑導軌的加工過程：加工面拉毛、滑銑、晾干、涂膠、最后壓緊，一般要壓緊48小時；??19.?在檢驗燕尾是否是55度，應于標準化進行接觸磨（涂色法）；??20.?工作面是否水平需要水平儀來檢測，將水平儀放在橋板上首尾相接，依次測量；??21.?若精加工以后的重要工作面上有夾砂和氣孔時，先將夾砂和氣孔鉆掉，然后再進行塞補；??22.?在介紹測量工作臺面平面度時，先建立一個假想平面，在上面放三個等高塊，需要用平尺和可調(diào)量塊，如圖所示：?23.?發(fā)藍處理：強制性的氧化措施? 24.?升降臺的砂輪越程槽加工時一定要在淬火之前，因為淬火之后工件不易加工；??25.?工作臺的加工先加工工作臺面，再以工作臺面為粗基準加工導軌面；?26.?鏜床夾具鏜床夾具又稱鏜模，是一種精密夾具，主要用于加工箱體類零件上的孔或孔系。??27.鏜床夾具由主要部分組一個完整的鏜床夾具，應該由夾具體、定位裝置、夾緊裝置、帶有引導元件的導向支架及套筒、鏜桿等主要部分組成。??28.工件在鏜床夾具上常用的定位形式工件在鏜床夾具上常用的定位形式有用圓柱孔、外圓柱面、平面、V形面及用圓柱銷同V形導軌面、圓柱銷同平面、垂直面的聯(lián)合定位等。??29?.?鉆床夾具的主要類型鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。??30.?鉆模的設計要點鉆?套?鉆套安裝在鉆模板或夾具體上，用來確定工件上加工孔的位置，引導刀具進行加工，提高加工過程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標準鉆套和特殊鉆套兩大類。??（1）固定鉆套?（2）可換鉆套?（3）快換鉆套?（4）特殊鉆套；鉆模板?鉆模板用于安裝鉆套，確保鉆套在鉆模上的正確位置，鉆模板多裝在夾具體或支架上，?常見的鉆模板有：?（1）固定式鉆模板?（2）鉸鏈式鉆模板?（3）可卸（分離）式鉆模板?（4）懸掛式鉆模板??31.?工件的六個自由度都限制了的定位稱為完全定位；工件限制的自由度少于六個稱為不完全定位。??32.?支承：作用起限制自由度已達到定位的作用；支承有三種（1）固定支承（2）調(diào)節(jié)支承（3）自位支承《浮動支承》??33.?床身導軌的粗磨應在端面磨削，生產(chǎn)效率高，加工表面精度低；床身導軌的精磨應在周邊磨削，生產(chǎn)效率低，加工表面精度高。?34.?導軌精磨時砂輪修整應增加或加少材料。??35.?升降臺燕尾導軌導磨性好，剛度差；矩形導軌磨性差，剛度好。?36.?銑刀類型選擇??根據(jù)被加工零件的幾何形狀，選擇刀具的類型有： 5）孔加工時，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具，??37.??加工中心是一種備有刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序加工的數(shù)控機床，是具備兩種機床功能的組合機床。它的最大特點是工序集中和自動化程度高，可減少工件裝夾次數(shù)，避免工件多次定位所產(chǎn)生的累積誤差，節(jié)省輔助時間，實現(xiàn)高質(zhì)、高效加工。??38.加工中心可完成鏜、銑、鉆、攻螺紋等工作，它與普通數(shù)控鏜床和數(shù)控銑床的區(qū)別之處，主要在于它附有刀庫和自動換刀裝置。?三：感受??參觀實習，在老師和工廠技術人員的帶領下看到了很多也學到了很多。讓我對原先在課本上許多不很明白的東西在實踐觀察中有了新的領悟和認識。????在這個科技時代中，高技術產(chǎn)品品種類繁多，生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程也各不相同，但不管何種產(chǎn)品，從原料加工到制成產(chǎn)品都是遵循一定的生產(chǎn)原理，通過一些主要設備及工藝流程來完成的。因此，在專業(yè)實習過程中，首先要了解其生產(chǎn)原理，弄清生產(chǎn)的工藝流程和主要設備的構造及操作。其次，在專業(yè)人員指導下，通過實習過程見習產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)及開發(fā)等環(huán)節(jié)，初步培養(yǎng)我們得知識運用能力。概括起來有以下幾方面：????1、了解了當代機械工業(yè)以及搖臂萬能銑床的發(fā)展概況，生產(chǎn)目的、生產(chǎn)程序及產(chǎn)品供求情況。????2、了解了機械產(chǎn)品以及搖臂萬能銑床的生產(chǎn)方法和技術路線的選擇，工藝條件的確定以及流程的編制原則。?3、了解了機械產(chǎn)品以及搖臂萬能銑床的的質(zhì)量標準、技術規(guī)格、包裝和使用要求。????4.?在企業(yè)員工的指導下，見習生產(chǎn)流程及技術設計環(huán)節(jié)，鍛煉自己觀察能力及知識運用能力。????5、社會工作能力得到了相應的提高,在實習過程中，我們不僅從企業(yè)職工身上學到了知識和技能，更使我們學會了企業(yè)中科學的管理方式和他們的敬業(yè)精神。感到了生活的充實和學習的快樂，以及獲得知識的滿足。真正的接觸了社會，使我們消除了走向社會的恐懼心里，使我們對未來充滿了信心，以良好的心態(tài)去面對社會。同時，也使我們體驗到了工作的艱辛，了解了當前社會大學生所面臨的嚴峻問題，促使自己努力學習更多的知識，為自己今后的工作奠定良好的基礎 湖 南 科 技 大 學 開題報告 學 生 姓 名： 戴宇 學 院： 機電工程學院 專業(yè)及班級：機械設計制造及其自動花專業(yè) 學 號： 1103010220 指導教師： 賓光復 2015 年 4 月 12 日 湖南科技大學2015屆畢業(yè)設計開題報告 題 目 多功能轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)實驗臺橢圓軸承結構設計 作者姓名 戴宇 學號 1103010220 所學專業(yè) 機械設計制造及其自動化 1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題 研究意義 隨著現(xiàn)代化建設步伐的不斷前進，旋轉(zhuǎn)機械也向著越來越大，轉(zhuǎn)速越來越高發(fā)展，這也就對旋轉(zhuǎn)機械的核心部件轉(zhuǎn)子提出了更高的設計要求。對轉(zhuǎn)子動力學特征的研究可以 更 好 的 優(yōu) 化設 計 方 案，提 出 效 率 更 高、更 加 安 全、更 加 節(jié) 能 的 轉(zhuǎn) 子 系 統(tǒng) ，對 于 理 論和實踐都有著很大的意義。 本課題設計的是多功能轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)實驗臺橢圓軸承結構設計，將橢圓結構設計，瓦塊，軸承座等零部件強度校核的作為主要研究方向，以振動分析為動力學方面主要手段。通過對轉(zhuǎn)速的控制，模擬出單自由度轉(zhuǎn)子在不同的轉(zhuǎn)速下的各種運動狀態(tài)。系統(tǒng)有機械部分和測控部分組成，機械部分主要完成對轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的結構設計和電機選型；測控部分完成了對電機無級調(diào)速電路設計和傳感器等軟硬件設備的選取，最終組成完整的實驗系統(tǒng)。作為大四的學生，通過這次畢業(yè)設計，我們可以達到以下目的： 1、 鞏固、擴大和深化我們大學所學的專業(yè)知識； 2、 培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實際的能力； 3、 培養(yǎng)我們調(diào)查研究，正確熟練運用國家標準、手冊、圖冊等資料、工具的能力； 4、 鍛煉自己的設計計算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術資料繪圖等獨立工作的能力； 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 旋轉(zhuǎn)機械被廣泛地應用于包括燃氣輪機、航空發(fā)動機、工業(yè)壓縮機及各種電動機等機械裝置中。在 電 力、 航 空、機 械、化 工、紡 織 等 國 民 經(jīng) 濟 領 域 中 起 著 非 常 重 要 的 作用，而對其動力學特性的研究也形成了一門專門的學科—轉(zhuǎn)子動力學。50年代以來，電 力、航 空、機 械、化 工 工業(yè) 的 迅 猛 發(fā) 展 極 大 地 推 動 了 轉(zhuǎn) 子 動 力 學 的 研 究 。 發(fā) 電 機 組 的單機容量從幾萬千瓦發(fā)展到了上百萬千瓦，飛機也開始進入噴氣發(fā)動機時代。旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子越來越柔、功率越來越大、轉(zhuǎn)速越來越高，甚至達到了三、四階臨界以上，這為轉(zhuǎn)子動力學的研究提出了一系列的研究課題，也有力地促進了轉(zhuǎn)子動力學的發(fā)展。我國的轉(zhuǎn)子動力學研究開始于上世紀八十年代，當時主要是有針對性的對地面旋轉(zhuǎn)機械的平衡技術和航空發(fā)動機的機構強度問題進行了相關研究。進入到九十年代，大量的科學技術人員加入到對轉(zhuǎn)子動力學的研究當中，也涌現(xiàn)出一些優(yōu)秀的專著。當前我國在轉(zhuǎn)子動力學研究上存在的主要問題是重復研究較多，缺少自主創(chuàng)新能力，并且在某些領域的研究還是處于空白階段。雖然存在一些問題，但是我國在轉(zhuǎn)子動力學的方面的研究的進步是顯著的，對國民經(jīng)濟的推動作用是很大，相信我國的科學技術人員會取得更大的成果。目前我國對轉(zhuǎn)子動力學研究的重點是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性振動、分叉與混沌。尤其是有關轉(zhuǎn)子碰摩、裂紋和軸承油膜力引起的分叉和混沌的研究是當前研究的熱點。在這方面也取得了不少成果，基本摸清了分叉響應的特點和進入混沌的道路形式。但是我國目前在密封動力學、航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子動力學、磁軸承等方面的研究離世界水平還有較大差距，而在全尺寸轉(zhuǎn)子動力學的實驗研究方面的差距更大。另外研究中存在理論研究的深度不夠、數(shù)值分析的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型過于簡單等問題[1]。在國外，近年來隨著計算機容量和速度的迅速提高，一些學者已開始進行大型復雜非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動態(tài)特性分析，并開始將分析結果用于指導轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性設計。總體來看，國內(nèi)外對多自由度、強非線性系統(tǒng)還缺少成熟的理論分析方法。 隨著研究的不斷升入，以理論力學為基礎的分析方法只能滿足于簡單離散轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，而對于復雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對采用傳遞矩陣法和有限元法。由于算法的改進和發(fā)展同時伴隨著計算機計算能力的不斷提高，出現(xiàn)了系統(tǒng)的針對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)而建立的分析方法，一些基于有限元的成熟商業(yè)用軟件也涌現(xiàn)出來，例如ANSYS、MATLAB等分析軟件 2、 研究目標、內(nèi)容和擬解決的關鍵問題 研究內(nèi)容： （1） 通過對多功能轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)實驗臺橢圓軸承結構設計的原則了解，并在研究大量國內(nèi)外有關轉(zhuǎn)子實驗臺的設計、使用等方面的資料基礎上，確定了多功能轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)實驗臺增速齒輪箱結構設計。 （2） 通過借鑒國內(nèi)外先進轉(zhuǎn)子試驗臺參數(shù)，確定多功能轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)實驗臺橢圓軸承結構設計的基本參數(shù)，同時對實驗臺傳動系統(tǒng)的主要組成部件如電動機、滾筒、減速器、齒輪進行參數(shù)設計。 (3) 根據(jù)實驗臺的使用環(huán)境及工作要求的需要，完成多功能轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)實驗臺橢圓軸承結構設計，分別對實驗臺傳動系統(tǒng)的主要部件如變速系統(tǒng)總成和滾筒軸總成進行設計；對組成實驗臺傳動系統(tǒng)的主要零件如滾筒軸、滾筒進行了結構設計，并在SolidWorks中對其進行三維建模。 (4) 應用有限元軟件建立多功能轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)實驗臺橢圓軸承結構設計主要零件軸承，瓦塊，軸承座裝配體的有限元模型，科學合理的確定它們的約束條件、載荷分布，對滾 筒、滾筒軸和滾筒軸裝配體進行了有限元計算分析，從有限元分析結果中分析滾筒和滾筒軸設計是否滿足實驗臺的正常工作要求。 關鍵問題： 卷筒和機架的強度校核，齒輪參數(shù)的計算以及軸與軸承的校核 3、 擬采取的研究方法、步驟、技術路線 研究方法： 1、在學校圖書館查閱相關資料 2、通過老師的指導 3、通過瀏覽網(wǎng)上相關資料 4、通過對相關資料和數(shù)據(jù)的理論計算和分析 5、利用計算機Proe和CAD繪制相關圖 步驟： 1、 設計出橢圓軸承結構設計 2、 橢圓軸承瓦塊，軸承座等關鍵零件強度校核 3、 橢圓軸承動力學建模與動力學特性系數(shù)分析 4、 橢圓軸承瓦塊加工工序 4、 擬使用的主要設計、分析軟件及儀器設備 本次主要設計的是多功能轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)實驗臺橢圓軸承結構設計，主要用到的軟件有軸承動力學專業(yè)分析軟件DyRoBeS-BePerf。由于我們主要是對橢圓結構進行三維建模，然后對其進行仿真分析，所以不需要太多的設備。 6、參考文獻 聞邦椿, 武新華, 丁千, 等. 故障旋轉(zhuǎn)機械非線性動力學的理論 與實驗[M]. 北京: 科學出版社, 2004. 2 聞邦椿, 顧家柳, 夏松波,等. 高等轉(zhuǎn)子動力學[M]. 北京：機械工 業(yè)出版社, 2000. 3 A diletta G, Guido A R, Rossi C. Chaotic Motions of a Rigid Rotor in Short Journal Bearings[J]. Nonlinear Dynamics, 1996, 10 (6) : 251- 269. 4 Wang Wen, Zhang Zhiming. Calculation of journal dynamic locus aided by database of non-stationary oil film force of single bush segment[C]. Asia-Pacific Vibration Conference’93, Kitakiushu, Japan, 1993 5秦平, 沈鉞, 朱均. 橢圓軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)快速運動狀態(tài)分析[J]. 西 安交通大學學報, 2003, 37(1): 29-32. 6崔穎, 劉占生, 黃文虎, 等. 高維轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)非線性動力穩(wěn) 定性分析[J].哈爾濱工業(yè)大學學報, 2005, 37(11): 1465-1468. 4 畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 外文題目： Friction , Lubrication of Bearing 譯文題目： 軸承的摩擦與潤滑 系 （部）： 機 械 系 專業(yè)班級：機械設計制造及其自動化二班 2015年 5 月 20 日 外文文獻原文： Friction , Lubrication of Bearing In many of the problem thus far , the student has been asked to disregard or neglect friction . Actually , friction is present to some degree whenever two parts are in contact and move on each other. The term friction refers to the resistance of two or more parts to movement. Friction is harmful or valuable depending upon where it occurs. friction is necessary for fastening devices such as screws and rivets which depend upon friction to hold the fastener and the parts together. Belt drivers, brakes, and tires are additional applications where friction is necessary. The friction of moving parts in a machine is harmful because it reduces the mechanical advantage of the device. The heat produced by friction is lost energy because no work takes place. Also , greater power is required to overcome the increased friction. Heat is destructive in that it causes expansion. Expansion may cause a bearing or sliding surface to fit tighter. If a great enough pressure builds up because made from low temperature materials may melt. There are three types of friction which must be overcome in moving parts: (1)starting, (2)sliding, and(3)rolling. Starting friction is the friction between two solids that tend to resist movement. When two parts are at a state of rest, the surface irregularities of both parts tend to interlock and form a wedging action. To produce motion in these parts, the wedge-shaped peaks and valleys of the stationary surfaces must be made to slide out and over each other. The rougher the two surfaces, the greater is starting friction resulting from their movement . Since there is usually no fixed pattern between the peaks and valleys of two mating parts, the irregularities do not interlock once the parts are in motion but slide over each other. The friction of the two surfaces is known as sliding friction. As shown in figure ,starting friction is always greater than sliding friction . Rolling friction occurs when roller devces are subjected to tremendous stress which cause the parts to change shape or deform. Under these conditions, the material in front of a roller tends to pile up and forces the object to roll slightly uphill. This changing of shape , known as deformation, causes a movement of molecules. As a result ,heat is produced from the added energy required to keep the parts turning and overcome friction. The friction caused by the wedging action of surface irregularities can be overcome partly by the precision machining of the surfaces. However, even these smooth surfaces may require the use of a substance between them to reduce the friction still more. This substance is usually a lubricant which provides a fine, thin oil film. The film keeps the surfaces apart and prevents the cohesive forces of the surfaces from coming in close contact and producing heat . Another way to reduce friction is to use different materials for the bearing surfaces and rotating parts. This explains why bronze bearings, soft alloys, and copper and tin iolite bearings are used with both soft and hardened steel shaft. The iolite bearing is porous. Thus, when the bearing is dipped in oil, capillary action carries the oil through the spaces of the bearing. This type of bearing carries its own lubricant to the points where the pressures are the greatest. Moving parts are lubricated to reduce friction, wear, and heat. The most commonly used lubricants are oils, greases, and graphite compounds. Each lubricant serves a different purpose. The conditions under which two moving surfaces are to work determine the type of lubricant to be used and the system selected for distributing the lubricant. On slow moving parts with a minimum of pressure, an oil groove is usually sufficient to distribute the required quantity of lubricant to the surfaces moving on each other . A second common method of lubrication is the splash system in which parts moving in a reservoir of lubricant pick up sufficient oil which is then distributed to all moving parts during each cycle. This system is used in the crankcase of lawn-mower engines to lubricate the crankshaft, connecting rod ,and parts of the piston. A lubrication system commonly used in industrial plants is the pressure system. In this system, a pump on a machine carries the lubricant to all of the bearing surfaces at a constant rate and quantity. There are numerous other systems of lubrication and a considerable number of lubricants available for any given set of operating conditions. Modern industry pays greater attention to the use of the proper lubricants than at previous time because of the increased speeds, pressures, and operating demands placed on equipment and devices. Although one of the main purposes of lubrication is reduce friction, any substance-liquid , solid , or gaseous-capable of controlling friction and wear between sliding surfaces can be classed as a lubricant. Varieties of lubrication Unlubricated sliding. Metals that have been carefully treated to remove all foreign materials seize and weld to one another when slid together. In the absence of such a high degree of cleanliness, adsorbed gases, water vapor ,oxides, and contaminants reduce frictio9n and the tendency to seize but usually result in severe wear; this is called “unlubricated ”or dry sliding. Fluid-film lubrication. Interposing a fluid film that completely separates the sliding surfaces results in fluid-film lubrication. The fluid may be introduced intentionally as the oil in the main bearing of an automobile, or unintentionally, as in the case of water between a smooth tuber tire and a wet pavement. Although the fluid is usually a liquid such as oil, water, and a wide range of other materials, it may also be a gas. The gas most commonly employed is air. Boundary lubrication. A condition that lies between unlubricated sliding and fluid-film lubrication is referred to as boundary lubrication, also defined as that condition of lubrication in which the friction between surfaces is determined by the properties of the surfaces and properties of the lubricant other than viscosity. Boundary lubrication encompasses a significant portion of lubrication phenomena and commonly occurs during the starting and stopping off machines. Solid lubrication. Solid such as graphite and molybdenum disulfide are widely used when normal lubricants do not possess sufficient resistance to load or temperature extremes. But lubricants need not take only such familiar forms as fats, powders, and gases; even some metals commonly serve as sliding surfaces in some sophisticated machines. Function of lubricants Although a lubricant primarily controls friction and ordinarily does perform numerous other functions, which vary with the application and usually are interrelated . Friction control. The amount and character of the lubricant made available to sliding surfaces have a profound effect upon the friction that is encountered. For example, disregarding such related factors as heat and wear but considering friction alone between the same surfaces with on lubricant. Under fluid-film conditions, friction is encountered. In a great range of viscosities and thus can satisfy a broad spectrum of functional requirements. Under boundary lubrication conditions , the effect of viscosity on friction becomes less significant than the chemical nature of the lubricant. Wear control. wear occurs on lubricated surfaces by abrasion, corrosion ,and solid-to-solid contact wear by providing a film that increases the distance between the sliding surfaces ,thereby lessening the damage by abrasive contaminants and surface asperities. Temperature control. Lubricants assist in controlling corrosion of the surfaces themselves is twofold. When machinery is idle, the lubricant acts as a preservative. When machinery is in use, the lubricant controls corrosion by coating lubricated parts with a protective film that may contain additives to neutralize corrosive materials. The ability of a lubricant to control corrosion is directly relatly to the thickness of the lubricant film remaining on the metal surfaces and the chermical composition of the lubricant. Other functions Lubrication are frequently used for purposes other than the reduction of friction. Some of these applications are described below. Power transmission. Lubricants are widely employed as hydraulic fluids in fluid transmission devices. Insulation. In specialized applications such as transformers and switchgear , lubricants with high dielectric constants acts as electrical insulators. For maximum insulating properties, a lubricant must be kept free of contaminants and water. Shock dampening. Lubricants act as shock-dampening fluids in energy transferring devices such as shock absorbers and around machine parts such as gears that are subjected to high intermittent loads. Sealing. Lubricating grease frequently performs the special function of forming a seal to retain lubricants or to exclude contaminants. The object of lubrication is to reduce friction ,wear , and heating of machine pars which move relative to each other. A lubricant is any substance which, when inserted between the moving surfaces, accomplishes these purposes. Most lubricants are liquids(such as mineral oil, silicone fluids, and water),but they may be solid for use in dry bearings, greases for use in rolling element bearing, or gases(such as air) for use in gas bearings. The physical and chemical interaction between the lubricant and lubricating surfaces must be understood in order to provide the machine elements with satisfactory life. The understanding of boundary lubrication is normally attributed to hardy and doubleday , who found the extrememly thin films adhering to surfaces were often sufficient to assist relative sliding. They concluded that under such circumstances the chemical composition of fluid is important, and they introduced the term “boundary lubrication”. Boundary lubrication is at the opposite end of the spectrum from hydrodynamic lubrication. Five distinct of forms of lubrication that may be defined :(a) hydrodynamic; (b)hydrostatic;(c)elastohydrodynamic (d)boundary; (e)solid film. Hydrodynamic lubrication means that the load-carrying surfaces of the bearing are separated by a relatively thick film of lubricant, so as to prevent metal contact, and that the stability thus obtained can be explained by the laws of the lubricant under pressure ,though it may be; but it does require the existence of an adequate supply at all times. The film pressure is created by the moving surfaces itself pulling the lubricant under pressure, though it maybe. The film pressure is created by the moving surface to creat the pressure necessary to separate the surfaces against the load on the bearing . hydrodynamic lubrication is also called full film ,or fluid lubrication . Hydrostatic lubrication is obtained by introducing the lubricant ,which is sometime air or water ,into the load-bearing area at a pressure high enough to separate the surface with a relatively thick film of lubricant. So ,unlike hydrodynanmic lubrication, motion of one surface relative to another is not required . Elasohydrodynamic lubrication is the phenomenon that occurs when a lubricant is introduced between surfaces which are in rolling contact, such as mating gears or rolling bearings. The mathematical explanation requires the hertzian theory of contact stress and fluid mechanics. When bearing must be operated at exetreme temperatures, a solid film lubricant such as graphite or molybdenum disulfide must be use used because the ordinary mineral oils are not satisfactory. Must research is currently being carried out in an effort, too, to find composite bearing materials with low wear rates as well as small frictional coefficients. In a journal bearing, a shaft rotates or oscillates within the bearing , and the relative motion is sliding . in an antifriction bearing, the main relative motion is rolling . a follower may either roll or slide on the cam. Gear teeth mate with each other by a combination of rolling and sliding . pistions slide within their cylinders. All these applications require lubrication to reduce friction ,wear, and heating. The field of application for journal bearing s is immense. The crankshaft and connecting rod bearings of an automotive engine must poerate for thousands of miles at high temperatures and under varying load conditions . the journal bearings used in the steam turbines of power generating station is said to have reliabilities approaching 100 percent. At the other extreme there are thousands of applications in which the loads are light and the service relatively unimportant. a simple ,easily installed bearing is required ,suing little or no lubrication. In such cases an antifriction bearing might be a poor answer because because of the cost, the close ,the radial space required ,or the increased inertial effects. Recent metallurgy developments in bearing materials , combined with increased knowledge of the lubrication process, now make it possible to design journal bearings with satisfactory lives and very good reliabilities. 參考文獻： 1. Chambers T. L., Parkinson A. 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Douglas M Bryce, 1997, “Plastic injection molding-Mold design fundamentals”, v2, pp 1-120 中文譯文： 軸承的摩擦與潤滑 現(xiàn)在看來，有很多這種情況，許多學生在被問到關于摩擦的問題時，往往都沒引起足夠的重視，甚至是忽視它。實際上，摩擦從某種程度上說，存在于任何兩個相接 觸并有相對運動趨勢的部件之間。而摩擦這個詞，本身就意味著，兩個或兩個以上部件的阻止相對運動趨勢。 在一個機器中，運動部件的摩擦是有害的，因為它降低了機械對能量的充分利用。由它引起的熱能是一種浪費的能 量。因為不能用它做任何事情。還有，它還需要更大的動力來克服這種不斷增大的摩擦。熱能是有破壞性的。因為它產(chǎn)生了膨脹。而膨脹可以使得軸承或滑 動表面之間的配合更緊密。如果因為膨脹導致了一個足夠大的積壓力，那么，這個軸承就可能會卡死或密封死。另外，隨著溫度的升高，如果不是耐高溫材料制造的軸承，就可能會損壞甚至融化。 在運動部件之間會發(fā)生很多摩擦，如 1.啟動摩擦 2.滑動摩擦 3.轉(zhuǎn)動摩擦。 啟動摩擦是兩個固體之間產(chǎn)生的傾向于組織其相對運動趨勢的摩擦。當兩個固體處于靜止狀態(tài)時，這兩個零件表面的不平度 傾向于相互嵌入，形成楔入作用，為了使這些部件“動”起來。這些靜止部件的凹谷和尖峰必須整理光滑，而且能相互抵消。這兩個表面之間越不光滑，由運動造成的啟動摩擦（最大靜摩擦力）就會越大。 因為，通常來說，在兩個相互配合的部件之間，其表面不平度沒有固定的圖形。一旦運動部件運動起來，便有了規(guī)律可循，滑動就可以實現(xiàn)這一點。兩個運動部件之間的摩擦就叫做滑動摩擦。啟動摩擦通常都稍大于滑動摩擦。 轉(zhuǎn)動摩擦一般發(fā)生在轉(zhuǎn)動部件和設備上，這些設備“抵觸”極大的外作用力，當然這種外力會導致部件的變形和性能的改變。在這種情況下，轉(zhuǎn)動件的材料趨向于堆積并且強迫運動部件緩慢運動，這種改變就是通常所說的形變?？梢允狗肿舆\動。當然，最終的結果是，這種額外的能量產(chǎn)生了熱能，這是必需的。因為它可以保證運動部件的運動和克服摩擦力。 由運動部件的表面不平度的楔入作用引起的摩擦可以被部分的克服，那就需要靠兩表面之間的潤滑。但是，即使是非常光滑的兩個表面之間也可能需要一種物質(zhì)，這種物質(zhì)就是通常所說的潤滑劑，它可以提供一個比較好的、比較薄的油膜。這個油膜使兩個表面分離，并且組織運動部件的兩個表面的相互潛入，以免產(chǎn)生熱量使兩表面膨脹，又引起更近的接觸。 減小摩擦的另一種方式是用不同的材料制造軸承和轉(zhuǎn)動零件?？梢阅命S銅軸承、鋁合金和含油軸承合金做例子進行解釋。也就是說用軟的或硬的金屬組成表面。含油軸承合金是軟的。這樣當軸承在油中浸泡過以后，因為毛細管的作用，將由帶到軸承的各個表面。這種類型的軸承把它的潤滑劑帶到應力最大的部位。 對運動部件潤滑以減小摩擦，應力和熱量，最常用的是油、脂、還有合成劑。每一種潤滑劑都有其各自不同的功能和用途。兩個運動部件之間的運動情況決定了潤滑劑的類型的選擇。潤滑劑的分布也決定了系統(tǒng)的選擇。 在低速度運動的部件，一個油溝足以將所需要的數(shù)量的潤滑劑送到相互運動的表面。 第二種通用的潤滑方法是飛濺潤滑系統(tǒng)，在每個周期內(nèi)這個系統(tǒng)內(nèi)一些零件經(jīng)過潤滑劑存儲的位置，帶起足夠的潤滑油，然后將其散布到所有的運動零件上。這種系統(tǒng)用于草坪修剪機中發(fā)動機的曲軸箱，對曲軸、連桿和活塞等零件進行潤滑。 在工業(yè)裝置中，常用的有一種潤滑系統(tǒng)是壓力系統(tǒng)。這種系統(tǒng)中，一個機器上的一個泵，可以將潤滑劑帶到所有的軸承表面。并且以一種連續(xù)的固定的速度和數(shù)量。 關于潤滑，還有許多其他的系統(tǒng)，針對各種類型的潤滑劑，對不同類型的運動零件是有效的。由于設備或裝置的速度、壓力和工作要求的提高，現(xiàn)代工業(yè)比以前任何時候都更注重選用適當?shù)臐櫥瑒? 盡管潤滑的主要目的之一是為了減小摩擦力，任何可以控制兩個滑動表面之間摩擦和磨損的物質(zhì)，不管是液體還是固體或氣體，都可以歸類于潤滑劑。 潤滑的種類 無潤滑滑動。經(jīng)過精心處理的、去除了所有外來物質(zhì)的金屬在相互滑動時會粘附或熔接到一起。當達不到這么高的純凈度時，吸附在表面的氣體、水蒸氣、氧化物和污染物就會降低摩擦力并減小粘附的趨勢，但通常會產(chǎn)生嚴重的磨損，這種現(xiàn)象被稱為“無潤滑”摩擦或者叫做干摩擦。 流體膜潤滑。在滑動面之間引入一層流體膜，把滑動表面完全隔離開，就產(chǎn)生了流體膜潤滑。這種流體可能是有意引入的。例如汽車主軸承中的潤滑油；也可能是無意中引入的，例如在光滑的橡膠輪胎和潮濕的路面之間的水。盡管流體通常是油、水和其他很多種類的液體，它可以是氣體。最常用的氣體是空氣。 為了把零件隔離開，潤滑膜中的壓力必須和作用在滑動面上的負荷保持平衡。如果潤滑膜中的壓力是由外源提供的，這種系統(tǒng)稱為流體靜壓潤滑。如果滑動表面之間的壓力是由于滑動面本身的形狀和運動所共同產(chǎn)生的，這種系統(tǒng)就稱為流體動壓力潤滑。 邊界潤滑。處于無潤滑滑動和流體膜潤滑之間的潤滑被稱為邊界潤滑。它可以被定為這樣一種潤滑狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，表面之間的摩擦力取決于表面的性質(zhì)和潤滑劑中的其他性質(zhì)。邊界潤滑包括大部分潤滑現(xiàn)象，通常在機器的啟動和停止時出現(xiàn)。 固體潤滑。當普通潤滑劑沒有足夠的承受能力或者不能在溫度極限下工作時，石墨和二硫化鉬這一類固體潤滑劑得到廣泛應用。但潤滑劑不僅僅以脂肪、粉末和油脂這樣一些為人們所熟悉的形態(tài)出現(xiàn)，在一些精密的機器中，金屬也通常作為滑動面。 潤滑劑的作用 盡管潤滑劑主要是用來控制摩擦和磨損的，它們能夠而且通常也確實起到許多其他的作用，這些作用隨其用途不同而不同，但通常相互之間是有關系的。 控制摩擦力。 滑動面之間潤滑劑的數(shù)量和性質(zhì)對所產(chǎn)生的摩擦力有很大的影響。例如，不考慮熱和磨損這些相關因素，只考慮兩個油膜潤滑表面見的摩擦力，它能比兩個同樣表面，但沒有潤滑時小200倍。在流體潤滑狀況時，摩擦力與流體黏度成正比。一些諸如石油衍生物這類潤滑劑，可以有很多黏度，因此能夠滿足范圍寬廣的功能要求。在邊界潤滑狀態(tài)，潤滑劑黏度對摩擦力的影響不象其化學性質(zhì)的影響那么顯著。 磨損控制。磨蝕、腐蝕與固體和固體之間的接觸就會造成磨損。適當?shù)臐櫥瑒⒛軒椭朔鲜鎏岬降囊恍┠p現(xiàn)象。潤滑劑通過潤滑膜來增加滑動面之間的距離，從而減輕磨料污染物和表面不平度造成的損傷，因此，減輕了磨損和由固體與固體之間接觸造成的磨損。 控制溫度。潤滑劑通過減小摩擦和將產(chǎn)生的熱量帶走來降低溫度。其效果取決于潤滑劑的用量和外部冷卻措施。冷卻劑的種類也會在較小的程度上影響表面的溫度。 控制腐蝕。潤滑劑在控制表面腐蝕方面有雙重作用。當機器閑置不工作時，潤滑劑起到防腐劑的作用。當機器工作時，潤滑劑通過給被潤滑零件涂上一層可能含有添加劑，能使腐蝕性材料中和的保護膜來控制腐蝕。潤滑劑控制腐蝕的能力與潤滑劑保留在金屬表面的潤滑膜的厚度和潤滑劑的化學成分有直接的關系。 其他作用 除了減小摩擦外，潤滑劑還經(jīng)常有其他的用途。其中的一些用途如下所述。 傳遞動力。潤滑劑被廣泛用來作為液壓傳動中的工作液體。 絕緣。在象變壓器和配電裝置這些特殊用途中，具有很高介電常數(shù)的潤滑劑起電絕緣材料的作用。為了獲得最高絕緣性能，潤滑劑中不能含有任何雜質(zhì)和水分。 減振。在象減振器這樣的能量傳遞裝置中和在承受很高的間隙載荷的齒輪這樣的機器零件的周圍，潤滑劑被作為減振液使用。 密封。潤滑脂通常還有一個特殊作用，就是形成密封層以防止?jié)櫥瑒┩鉃a和污染物進入。 潤滑的目的就是為了，減小摩擦力，降低能量損耗，減少機器的熱量產(chǎn)生。熱量就是因為表面的相互間的相對運動造成的。潤滑劑可以是任何一種物質(zhì)，這樣的物質(zhì)被填充到發(fā)生相對運動的兩個表面之間，實現(xiàn)這一目的。大部分的潤滑劑是液體，比如說，油，脂，合成劑等。但它們有時也可能是固體，用在干軸承上，有的用在旋轉(zhuǎn)基體的軸承上，或者也可能是氣體，如空氣等，它是用在空氣軸承上。在潤滑劑和潤滑表面之間這種化學的和物質(zhì)的相互滲入作用，就是為了提供給機器一個良好的工作狀態(tài)。 對潤滑劑邊界的理解，往往是比較硬的，而且是流動的、非常薄的一層帖附在被潤滑的表面。這些表面通常是要發(fā)生相對滑動。有些人推斷，按這種理解，液體的這種化學合成是十分重要的，它們提出了這樣的詞“邊界潤滑”，邊界潤滑是和流體潤滑相對的另一種潤滑。 關于潤滑的五種不同的潤滑形式主要有： （1）無潤滑潤滑劑。 （2）流體膜潤滑。 （3）干潤滑。 （4）邊界潤滑。 （5）固體潤滑。 無潤滑潤滑劑是指軸承的工作表面被一種相對比較厚的液體潤滑劑分隔開，于是阻止了金屬表面的直接接觸，這樣得到的這種穩(wěn)定性就可以用一種理論來解釋：潤滑液在外壓力下工作的理論，盡管這只是一種可能。但確實需要在任何時候都得提供的足夠充分。這種擠壓力是運動表面本身施加給潤滑劑而產(chǎn)生的，當然這仍然是一種可能。這種由運動表面產(chǎn)生的擠壓力產(chǎn)生了必要的壓力來分隔工作表面來抵抗加在軸承上的載荷。所以，這種潤滑也可以被叫做液體潤滑。 還有一種潤滑方式，那是一種特別的潤滑劑，它有時是空氣或水，當加在軸承上的外載荷足夠高時，它就會以一種比較厚的狀態(tài)分隔開相互相對運動的工作表面。所以，不象上面的那種潤滑方式，并不需要兩種工作表面一定發(fā)生相對運動。 第三種潤滑方式是一種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是，一種潤滑劑是用在發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的工作表面之間。比如說齒輪或者是滾動軸承。從數(shù)學上的解釋就需要接觸壓力和流體機械的理論。 當軸承不得不在較高的溫度下工作的時候，固體潤滑劑例如合成物等，必須被使用，因為通常使用的潤滑油在這種情況下都不能工作。目前，在這方面的研究正在實施，為了尋找到合成軸承的材料，并且有低損耗和小的熱量產(chǎn)生的性能。 在有的軸承上，搖桿旋轉(zhuǎn)或在軸承上轉(zhuǎn)動，相對運動就是滑動。在一個自鎖的軸承裝置中，這種相對運動就是轉(zhuǎn)動。其他的裝置也可能是旋轉(zhuǎn)或滑動。齒輪的齒嚙合是轉(zhuǎn)動與相對滑動的合成。活塞是相對于剛體的滑動，所有的這些應用都需要潤滑劑來減小摩擦，降低能耗，減少熱量的產(chǎn)生。 在有些軸承的應用領域是不太成熟的。有些有連接桿的軸承，比如說汽車發(fā)動機上的，必須在幾千度高的高溫下和各種不同性質(zhì)的載荷下工作。這種軸承用在汽輪發(fā)動設備上可以說是穩(wěn)定性接近100%。還有另一種極端的情況，在有些軸承有幾千種應用，應對各種不同的載荷。其他的輔助設施就相對不重要了。需要的是一個簡單的、容易安裝的軸承。需要很少的甚至是不需要潤滑劑。在這種情況下，有的軸承并不是最好的選擇，因為成本和相近的公差。最近在軸承材料上的研究已有了一定的突破。隨著對潤滑的研究的知識的積累，設計出有良好工作狀況和較高的穩(wěn)定性的軸承已不是很遙遠了。 參考文獻： [1] 錢伯斯 T. 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