630 智能車刀刃磨機機械結構設計【CAD圖+文獻翻譯+PPT+說明書】

630 智能車刀刃磨機機械結構設計【CAD圖+文獻翻譯+PPT+說明書】,CAD圖+文獻翻譯+PPT+說明書,630,智能車刀刃磨機機械結構設計【CAD圖+文獻翻譯+PPT+說明書】,智能,車刀,刃磨機,機械,結構設計,cad,文獻,翻譯,ppt,說明書,仿單 (本科畢業(yè)設計論文)畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯附件：1.外文原文2.外文資料翻譯譯文16壓氣機葉片輥軋模具型腔自動化建模關鍵技術的研究 摘要為實現高效、連續(xù)制造的三維（3D）鈑金件，一種新的成形方法，曲面柔性軋制成形，研究了。該方法只需要兩個整體柔性輥成形工具。在形成過程中，在軋制方向不均勻延伸率和彎曲變形在厚度方向上同時出現，并最終形成三維曲面零件。在這項工作中，基本原理和表面柔性軋制形成機理研究。一種計算橫向曲率半徑的弧形羅利斯提出的方法，而采用動態(tài)顯式有限元分析驗證其可行性。實驗裝置的研制和成形進行了實驗。典型的三維零件包括凸，馬鞍面件已獲得。有限元模型，建立了柔性滾動表面形成如減少，速度參數的影響，彎曲半徑和摩擦表面形貌分析。形成的偏差分析研究包括形狀誤差和厚度變化的影響。結果表明，所形成的表面相當接近的標準之一；零件的逐漸變化的厚度在小范圍內，保持。實驗測量成形件的成形精度的影響。結果表明，精度高，并與仿真結果一致。 關鍵詞：模具，型腔，輥軋，建模1.簡介三維（3D）鈑金件廣泛用于民用和軍事領域由于其特殊的功能，如重量輕和良好的應力狀態(tài)。模具成型是一種傳統(tǒng)的方式形成的零件，具有生產效率高的優(yōu)點，為大規(guī)模生產精度和一致性，適應。然而，三維表面的產品多樣化、小批量的趨勢越來越明顯的產業(yè)化發(fā)展。針對船體板的三維曲面零件成形，山下山川（1988）做了一個柔性滾彎試驗裝置。柔性輥是由許多短卷沿軸和萬向節(jié)機構連接。在成形過程中，柔性輥形狀的彎曲輪廓與許多分段直線，與彎輥的函數的金屬片導致的三維曲面零件的形式。這種裝置的輥是不連續(xù)的，總體平穩(wěn)差，制作效果不理想的形成。增量成形的連續(xù)制造方法，它適用于小批量生產的低成本。如何過，以形成所需要的產品的時間是比較長的，由當地的拉伸引起的厚度應變非常大。為了克服這些問題，Yoon和楊（2003）提出用“增量的輥彎成型過程，繼承的優(yōu)勢，對漸進成形過程和輥軋成形過程。該方法使用一個移動輥設置為一個成形工具制造雙彎曲的金屬板。卷組由一個電機驅動的中心輥和兩對上下支承輥的球軸承。由于彎曲發(fā)生在局部接觸區(qū)上下中心輥，輥套需要運動線時，整個地區(qū)是在成型過程中產生的變形。因此，增量輥形成生產力相對低。為了提高成形效率，基姆等人。（2008）改變了增量冷彎成型，用多輥套安裝在一個線性陣列線陣卷集的形式（LARS）。每個軋輥套分為驅動輥在中央行和剩余的閑置的拉爾斯。在金屬板的橫向彎曲是由上、下輥套的結構和縱向彎曲是由驅動輥在中央行和一對空排輥。輥的中央陣列驅動金屬板的旋轉移動雙彎曲板的使用之間的摩擦輥和板形成的。墊片等。（2010）評估由Lars過程產生的質量的板，發(fā)現它是更有效地制造一雙彎曲板通過形狀以提高所形成的板的質量。一雙彎板可以形成只有一個過程是通過使用。然而，金屬片是由個體的離散輥在沿徑向方向不能擺動壓Lars過程。因此，所形成的部分的橫向輪廓可能缺乏非常光滑。Li et al.2007）分析和COM相比普通柔性成形方法，提出了表面連續(xù)形成方法基于柔性滾彎過程。該工藝采用連續(xù)柔性輥ASA成形工具與板彎曲，在縱向和橫向方向同時。隨著柔性輥旋轉，金屬薄片飼料連續(xù)塑性變形。提出了連續(xù)成型方法在軋制過程中的彎曲輥的使用。該方法采用積分，光滑柔軟的卷作為一個成形工具，取決于一個方向彎曲變形和不均勻的伸在其他方向來實現三維形成。在前人工作的基礎上，本文探討了在零件的形狀變化的影響減少，當柔性輥弧形的數值模擬手段，分析了形狀誤差和厚度分布通過偏差分析以得到普遍和實用的軋輥半徑的計算和板形控制方法。軋制技術是金屬成形過程中，金屬股票經過一對輥和旋轉輥拉板他們中間的摩擦。軋制力使板材的塑性變形。柔性軋制工藝采用表面積分柔性輥成形工具并得到非均勻輥縫控制輥型。不同的金屬部件可以用軋輥的旋轉下形成的綜合效應的軋制力和摩擦。由于表面柔性軋制過程只需兩卷的裝置簡單，易于管理，可以不斷靈活制造三維零件.2.表面柔性軋制2.1 表面柔性軋制的基本原理表面柔性軋制關鍵成形零件表面柔性軋制成形的基本原理是整體柔性輥和調形單元如圖1所示。柔性輥產生彎曲曲率在垂直于軋制方向的橫向方向的剖面形狀的非均勻，輥縫（圖1）。巖石擴展引起的非均勻的間隙的過程中帶來的沿軋制方向的曲率。在聯合的橫向彎曲變形和縱向非均勻延伸的影響，板是在圖變形沿軋制方向的方向和連續(xù)傳輸，利用軋制力和輥與金屬板之間的摩擦。表面的一種柔性軋制成形過程示意圖如圖1所示。幾種調形單元設置在卷根據成形精度的要求。單位調整和保持輥形狀與上、下輥之間的間隙，保證繞坐標軸旋轉。卷徑是盡可能以利于彎曲曲率小的調整。軋輥材料具有良好的彈性和強，他們是在一個自由的國家，也可以直接繞曲軸與小撓度彎曲調整單元約束下的轉動。輥間隙由軋輥輥型，其最重要的特點是不均勻的。這種差距的影響下，在厚度方向的板的壓縮變形是在同一截面不同，導致不同的縱向延伸量。表面柔性軋制的關鍵技術和多調整柔性輥結構控制設計。三維的鈑金零件形狀和尺寸不同如果將獲得的彎曲輪廓的柔性輥與輥縫分布發(fā)生了變化。2.2表面柔性軋制成形過程中形成的機制，橫向彎曲，厚度變薄，剖面擴展發(fā)生。該剖面擴展名不同點輥縫分布的不均勻性。即使伸長導致垂直彎曲的彎曲變形了由于材料的連續(xù)性存在的情況下，如圖2所示的聯合國。2.3 弧形外觀分析彎曲輥輥縫分布的不同將導致不同的縱伸長狀態(tài)的板，最終影響金屬板的整體成形。輥縫分布取決于柔性輥形狀，即在形態(tài)，輥彎曲形式。根據幾何參數和還原特性，不同形式的上下輥可以繪制輪廓曲線，如圓弧，雙曲線和拋物線函數，反比例函數。李等人。（2013）提出的方法來調整工作輥的形狀為圓弧形的原因，它是方便的近似求解和調節(jié)輥的形狀為計算和生產也有。這項工作進一步組織和優(yōu)化它解決規(guī)制輕松的問題。在這種情況下，間隙分布的兩個圓弧兩個非同心不同在一定長度范圍半徑圓之間的空間。凸曲面方程可以表示如下：如圖3所示，在生殖道感染的部分的橫向半徑，R1上輥半徑，（0，b）是上輥的中心坐標，r2is下輥半徑，（0，B）為中心將下輥和（x，y），是部分的邊緣當前的表面點的坐標。水平軸的橫向和縱向板厚方向.連接點和圓心，線的相交點上輥軸（x1，y1）和在點與下輥軸（X2，Y2）。為了簡化計算，所形成的部分的回彈效應是在下面的分析中忽略了。上輥中心坐標： (2)連接部分的中心和邊緣點的直線的斜率： 圖3 形成凸面輥彎弧形狀 圖4 表面柔性軋制實驗裝置 本線與上輥軸和方程 x21 + mx1 + R (R1 + b)2 R21 = 0 (4) 本線與下輥軸和方程：x22 + mx2 + R (R2 b) R22 = 0 (5) 邊緣之間的距離的點上下輥： (x1 x2)2 + (y1 y2)2 2r t = 0 (6) 替代的軋制壓最大值和求解方程以上組合，上下輥半徑時。半徑值是一個表面柔性軋制的關鍵參數，數值模擬和三維金屬板材的實際生產任務需要完成的研究.3 實驗和數值模擬研究3.1 調查實驗調查一個小型化的裝置，如圖4所示，該裝置參數列于表1。有兩個柔性輥和每一個3.2 數值模擬數值模擬表面柔性軋制是一個復雜的塑性成形過程的大變形，幾何非線性，材料非線性和接觸非線性，所以顯式動力分析軟件ABAQUS / Explicit中已被應用到模擬的形成過程。對于表面柔性軋制板，一些地區(qū)被壓，導致厚度變薄，縱伸；在厚度方向上的應力和應變的分布在整個板料成形的影響，所以必須有一些節(jié)點和單元厚度方向的原因，是我們選擇固體元素創(chuàng)建有限元模型。八節(jié)點非協(xié)調模式的線性磚，c3d8i給出非常準確率的結果，在一個較小的元素的失真情況下的位移和應力，得到幾乎相同的結果，對彎曲問題的同時，計算成本顯著降低二次元件。因此，c3d8i適合表面柔性軋制分析在模擬過程中采用兩個柔性輥是符合實際的實驗條件。金屬板的材料是1008鋼（ASTM）和性能如表2所示。在最大試驗力100千牛電子拉力試驗機進行拉伸試驗和單軸應力與ASTM 1008應變曲線如圖5所示。板的尺寸為200毫米，120毫米，1毫米和材料，是各向同性彈性塑料。柔性輥直徑為5毫米和離散剛體。假定，為了節(jié)省計算資源，半有限元模型是用做的模擬。該模型如圖6所示。為了模擬仿真過程柔性輥旋轉，卷必須分成若干段。每個段是一個圓柱體和繞自身軸線。真正的柔性輥轉速約3弧度/秒。如果這個速度進行模擬，計算時間會很長，結果圖不容易收斂，所以它需要提高轉速的卷。如果速度太高，結果是窮人的可靠性。經過幾次嘗試，速度為30弧度/秒。 圖5 ASTM 1008單軸應力應變曲線。 定義在ABAQUS/Explicit軟件交互，我們需要確認的相互作用類型，包括一般的接觸，面面接觸，接觸，等代聯系艾萊依的優(yōu)勢是，它允許定義接觸很簡單。特別是，我們只需要指定接觸算法和影響面接觸簡單；軟件本身可以確定相互作用面自動對它們的類型較少的限制。因此，輥和板之間的接觸為代艾萊依聯系。關于互動性的定義，湯恩的計算模型正常行為需要被分配。刑罰的摩擦公式一直沿用前因為表面時，應該堅持，他們在一個彈性滑動許可方式。在這種情況下，滑動的大小是有限的彈性滑動和軟件會及執(zhí)行狀況不斷的懲罰約束的大小。根據工程經驗，鋼柔鋼之間的摩擦系數為0.10.2和在這個模擬過程中的研究中，0.2被選。“后者硬”接觸是選擇以確保兩個表面時，正常壓力為零或負的相互作用過程中的分離。應力應變分布凸和馬鞍面件的最大軋制時減少0.02毫米在圖7所示。本研究的重點不應力和應變的討論，所以這一點上，在這里就不詳細說明了3.3 結果和討論每個節(jié)點坐標在形成的部分提取的中間面和點云是根據坐標形；三維表面是由利用逆向工程的云層后，模擬。比較測量的表面上形成的基礎上，得到表面柔性軋制參數。在第一部分討論了系數所形成的部分的形狀形成的影響，其中的參數包括減少，速度，卷板成形半徑和摩擦。然后，形成表面柔性軋制的影響進行了研究，包括形狀誤差和厚度變化分析。最后，實驗結果顯示和分析，以及仿真和實驗發(fā)現之間的協(xié)議。3.3.1 減少還原的影響還原是一個重要的參數，因為不同的減少導致不同的軋制力和變形量的影響，最終。當零件具有相似目的的看臺，不同變形量有明顯影響的表面形狀。圖8顯示測量中心曲線沿縱向方向（X軸）和橫向方向（Y軸）不同的變形量。采樣點的z坐標測量的表面上形成的。橫向目標半徑是五百毫米，D是軋制變形如圖8所示?？梢园l(fā)現，縱向中心線的曲率逐漸增加隨著還原所示圖的增量。8A，這意味著所形成的部分的縱向彎曲變形敏感。同樣，實測數據表明，圖8b的橫向中心線的曲率特征逐漸增加的減少伴隨著增加，這意味著減少對部分滾動奇怪的形狀的影響。如圖8所示，紅色固體通告指目標圓弧的半徑為500毫米?？梢钥闯?，橫向曲率接近目標時降低0.02毫米。雖然柔性輥形變化不大的減少的變化，但相比減少的影響，主要影響因素是后者。 圖6。表面柔性軋制有限元模型。在成形過程中的降低而增加，在厚度方向上，導致不均勻的塑性伸長的增加在軋制方向變形的加劇，所以縱向曲率增大。隨著減速，在橫向目標曲率不變的情況下，實用效果增強，從而增加同樣的橫向曲率。仿真結果與實驗結果一致，如圖所示圖93.3.2 速度的影響成形速度是最重要的參數之一，表面柔性軋制。圖10顯示了在不同成形速度所形成的部分的變化。縱向（X軸）和橫向（y軸）的曲率降低時形成的旋轉速度增加，但橫向不明顯減少。不同的形成速度會導致不同的變形抗力。速度越高，越性，較小的變形量如圖10A所示，一個更高的速度導致一個較小的縱向彎曲。對于橫向曲率，它是用卷主要涉及廣泛延伸的形狀。軋輥的彎曲引起廣泛的推廣更加困難，所以橫向曲率減小一點。橫向曲率是非常接近的目標之一，所圖10B。 圖7 數值模擬的結果（一）等效應力分布；（b）等效塑性應變分布 圖9 實驗結果在降低而增加3.3.3彎曲半徑的影響工作輥的彎曲半徑對橫向影響很大（Y軸）也施加一定的影響曲率和縱向（X軸）。如圖所示的11a，剖面曲率變大，隨著彎曲半徑的增加，橫向曲率的變化趨勢是縱向如圖11b所示相反圖11彎曲半徑的影響所形成的部分的形狀（一）縱向中心線的對比；（b）的橫向中心線的對比。不同的彎曲半徑導致不同的還原點間，并最終影響縱向延伸。當曲率較大，縱向延伸的差異較小，在每一個點。在相同的中心的情況下減少（縱向擴展），一個不伸展的差異導致了較小的力，限制變形的影響。相反，一個更大的伸展差異原因對中心變形較強的抑制，使較小的曲率。對于橫向的，更大的彎曲曲率的工作輥將限制所形成的部分的形狀和變形后，一個更大的橫向曲率、y出現。同樣，如圖11b所示，成形件的橫向曲率接近目標。3.3.4 摩擦的影響 摩擦在柔性軋制過程中也起著重要的作用。不同摩擦系數將造成一定的形體變化的組成部分。如圖12所示，縱向圖（X軸）和橫向（y軸）的曲率減小摩擦系數增加摩擦對成形件的形狀的影響，如與成形速度。即，當摩擦增加，變形程度和變形阻力增加變得困難。如圖12A所示，當摩擦系數的增加而增加，抗力和變形量減少，這可以通過更大的縱向半徑反映。對于橫薩爾，摩擦的增加使得廣泛推廣困難。因此，由于摩擦力增大，橫向曲率減小（圖12b），但它是有點不同的目標。3.3.5 形狀誤差 做一個擬合曲線的形狀是盡可能接近到軋制中心線沿軋制方向形成一個形狀盡可能的橫向支持文件弧。使用后者曲線掃過前一個，一個標準的3D表面出現。應用本標準的表面和一個接收模擬過程中進行偏差分析，其表面形狀誤差獲得靈活的。板的尺寸為200毫米120毫米1毫米剛性目標時，曲率半徑為500毫米，最大變形量為0.03毫米，凸表面偏差不再是2毫米如圖13a所示；馬鞍面不超過1.4毫米，如圖13b顯示的表面形成。柔性軋制表面形狀誤差都比較小，這意味著構造的表面是非常接近的標準之一，效果良好。有許多復雜的形狀誤差等原因，形成的部分的不同的彈簧背輥形調整誤差。為了減少回彈的影響，更多的道具埃羅爾形狀和間隙的設計應以補償回彈或微調形成過程中的變化。此外，軋制參數設置不當也會導致錯誤。例如，定期條紋圖如圖13所示，沿縱向方向的不連續(xù)的彎曲輥時，模擬工作正在進行。條紋不影響橫向彎曲的趨勢。此外，在實際的制造過程中，該卷積分和連續(xù)板是更廣泛的比用模擬，所以上面將有缺陷存在。 通過三維雙目視覺測量系統(tǒng)測定了成形零件的成形精度分析和。結果表明，兩者的凸表面形成的誤差小，與仿真結果一致。 圖13。所形成的部分的形狀誤差（一）凸面部分；（b）鞍座表面一部分。圖14 所形成的部分的厚度的變化（一）凸面部分；（b）鞍座表面的一部分。 于這項研究沒有提供這個功能。在某些情況下，變形后的厚度可以通過遠程的上部和下部表面節(jié)點之間。當節(jié)點的位錯發(fā)生，厚度和距離之間的誤差大。在這項工作中，偏差分析已作為研究厚度變化及進行上下表面之間的手段可以考慮變形后的厚度。在逆向軟件，偏差值的點的參考和測量表面之間的距離。該參考表面的法線就在第一點和與測得的表面在后一點。由于上下表面具有相同的變化趨勢，相當接近的厚度不同的偏差分布，就像形狀誤差分析方法。它是合理的，偏差為代表的厚度厚度分析。偏差值小，這意味著厚度小。同樣，厚大而偏差大。該模型參數的形狀誤差模型相同的。對成形件的厚度有變化和凸面部分的變化小于0.05毫米，如圖14a顯示；馬鞍面部分的變化不超過0.09毫米所示圖14B。 圖15 實驗結果對于凸表面，厚度在沿軋制方向的中心很小，而雙方的大所示圖14a。為馬鞍面，在該中心的厚度沿軋制方向的大，而雙方都是小如圖14b。雖然存在厚度變化，變化量很小，難以觀察到的變化。這也表明，表面的柔性軋制是一種形式的聯合國甚至壓縮變形的積累過程。一系列的實驗已經在表面的柔性軋制設備執(zhí)行如圖4所示。代表性的結果凸和馬鞍面件如圖15所示。實驗材料是1008鋼（ASTM）。凸曲面零件毛坯尺寸為150毫米400毫米，厚度為1毫米；120毫米的160毫米，厚度為1毫米。完成顯示由表面柔性軋制形成的三維曲面零件的效果好。（1） 的基本原理，形成機理和表面特性進行了柔性軋制。原理是利用形柔性輥成形工具使金屬板形成。具體的方法是設置在柔性輥調整單位和力的表面部分飼料和塑性變形連續(xù)輥的旋轉。表面柔性軋制線的形成，形成區(qū)域是大的和成型效率高比點成形特點。（2） 有關于表面柔性軋制的兩個基本條件；一是柔性輥可繞自身軸線彎曲時撓度小，軋輥間隙的分布是不均勻的第二人，否則只有變厚度的板或將形成厚度均勻的缸。（3） 形成的部分的形狀主要取決于不均勻的厚度變薄，橫向彎曲變形。如果對輥縫中部比兩側，一個凸表面會形成，并在對比的馬鞍表面將形成?？v向和橫向曲率隨最大變形量增加。（4） 當卷弧形，半徑可以計算，該方法已被驗證的數值模擬。仿真結果表明，形狀誤差和厚度的變化都很小，和成形效果好。（5） 表面的柔性軋制設備已開發(fā)和典型成形實驗已經完成。成形零件的表面光滑細膩，驗證了利用曲面柔性軋制形成三維曲面零件是可行的、實用的。4 結論 結論整體彈性輥軋制技術的結合，一種表面形成方法的基礎上的橫向彎曲和不均勻變形提出了。表面柔性軋制使鈑金制造簡單，靈活和低成本。許多不同的三維曲面零件可以產生只是一機無需昂貴的模具使用。因此，預計該方法在三維零件的制造領域，如船舶適用，移動和壓力容器。本研究探討了彎輥時，軋輥半徑圓弧的方法。該方法仿真的基礎上，對輥形調節(jié)供應。仿真及實驗完成顯示。致謝 作者要感謝由中國國家自然科學基金會提供資金支持（no.51275202）參考書 Kim, K.H., Roh, H.J., Han, M.S., 2008. Finite element analysis of the incremental dual curvature bending of a plate in a line array roll set. In: Proceedings of the 9thInternational Conference on Technology of Plasticity, Gyeongiu, pp. 10651069. Li, M.Z., Cai, Z.Y., Li, R.J., et al., 2012. Continuous forming method for three-dimensional surface parts based on the rolling process using bended roll. Journal of Mechanical Engineering 48, 4449 (in Chinese). Li, M.Z., Hu, Z.Q., Cai, Z.Y., Gong, X.P., 2007. Method of multipoint continuous forming for the freeform surface parts. Journal of Mechanical Engineering 12, 155159(in Chinese).Li, R.J., Li, M.Z., Xue, P.F., et al., 2013. Method of Flexible Rolling forSurface Sheet Metal J/OL. J. Jilin Univ. (Eng. Technol. Ed.), http:/www.cnki.net/kcms/detail/22.1341.T. 20130319.1406.033.html (in Chinese). Shim, D.S., Yang, D.Y., Kim, K.H., Chung, S.W., Han, M.S., 2010. Investigation into forming sequences for the incremental forming of doubly curved plates using the line array roll set (LARS) process. International Journal of Machine Tools andManufacture 50, 214218.Yamashita, I., Yamakawa, T., 1988. Apparatus for forming plate with a double-curvedsurface. Patent US4770017. Yoon, S.J., Yang, D.Y., 2003. Development of a highly flexible incremental roll form-ing process for the manufacture of a doubly curved sheet metal. CIRP Annals:Manufacturing Technology 52, 201204.(本科畢業(yè)設計論文)畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯附件：1.外文原文2.外文資料翻譯譯文12附件1：外文原文 Friction,LubricationofBearing Inmanyoftheproblemthusfar,thestudenthasbeenaskedtodisregardorneglectfriction.Actually,frictionispresenttosomedegreewhenevertwopartsareincontactandmoveoneachother.Thetermfrictionreferstotheresistanceoftwoormorepartstomovement. Frictionisharmfulorvaluabledependinguponwhereitoccurs.Frictionisnecessaryforfasteningdevicessuchasscrewsandrivetswhichdependuponfrictiontoholdthefastenerandthepartstogether.Beltdrivers,brakes,andtiresareadditionalapplicationswherefrictionisnecessary.Thefrictionofmovingpartsinamachineisharmfulbecauseitreducesthemechanicaladvantageofthedevice.Theheatproducedbyfrictionislostenergybecausenoworktakesplace.Also,greaterpowerisrequiredtoovercometheincreasedfriction.Heatisdestructiveinthatitcausesexpansion.Expansionmaycauseabearingorslidingsurfacetofittighter.Ifagreatenoughpressurebuildsupbecausemadefromlowtemperaturematerialsmaymelt.Therearethreetypesoffrictionwhichmustbeovercomeinmovingparts:(1)starting,(2)sliding,and(3)rolling.Startingfrictionisthefrictionbetweentwosolidsthattendtoresistmovement.Whentwopartsareatastateofrest,thesurfaceirregularitiesofbothpartstendtointerlockandformawedgingaction.Toproducemotionintheseparts,thewedge-shapedpeaksandvalleysofthestationarysurfacesmustbemadetoslideoutandovereachother.Therougherthetwosurfaces,thegreaterisstartingfrictionresultingfromtheirmovement.Sincethereisusuallynofixedpatternbetweenthepeaksandvalleysoftwomatingparts,theirregularitiesdonotinterlockoncethepartsareinmotionbutslideovereachother.Thefrictionofthetwosurfacesisknownasslidingfriction.Asshowninfigure,startingfrictionisalwaysgreaterthanslidingfriction.Rollingfrictionoccurswhenrollerdevcesaresubjectedtotremendousstresswhichcausesthepartstochangeshapeordeform.Undertheseconditions,thematerialinfrontofarollertendstopileupandforcestheobjecttorollslightlyuphill.Thischangingofshape,knownasdeformation,causesamovementofmolecules.Asaresult,heatisproducedfromtheaddedenergyrequiredtokeepthepartsturningandovercomefriction.Thefrictioncausedbythewedgingactionofsurfaceirregularitiescanbeovercomepartlybytheprecisionmachiningofthesurfaces.However,eventhesesmoothsurfacesmayrequiretheuseofasubstancebetweenthemtoreducethefrictionstillmore.Thissubstanceisusuallyalubricantwhichprovidesafine,thinoilfilm.Thefilmkeepsthesurfacesapartandpreventsthecohesiveforcesofthesurfacesfromcominginclosecontactandproducingheat.Anotherwaytoreducefrictionistousedifferentmaterialsforthebearingsurfacesandrotatingparts.Thisexplainswhybronzebearings,softalloys,andcopperandtiniolitebearingsareusedwithbothsoftandhardenedsteelshaft.Theiolitebearingisporous.Thus,whenthebearingisdippedinoil,capillaryactioncarriestheoilthroughthespacesofthebearing.Thistypeofbearingcarriesitsownlubricanttothepointswherethepressuresarethegreatest.Movingpartsarelubricatedtoreducefriction,wear,andheat.Themostcommonlyusedlubricantsareoils,greases,andgraphitecompounds.Eachlubricantservesadifferentpurpose.Theconditionsunderwhichtwomovingsurfacesaretoworkdeterminethetypeoflubricanttobeusedandthesystemselectedfordistributingthelubricant.Onslowmovingpartswithaminimumofpressure,anoilgrooveisusuallysufficienttodistributetherequiredquantityoflubricanttothesurfacesmovingoneachother.Asecondcommonmethodoflubricationisthesplashsysteminwhichpartsmovinginareservoiroflubricantpickupsufficientoilwhichisthendistributedtoallmovingpartsduringeachcycle.Thissystemisusedinthecrankcaseoflawn-mowerenginestolubricatethecrankshaft,connectingrod, andpartsofthepiston.Alubricationsystemcommonlyusedinindustrialplantsisthepressuresystem.Inthissystem,apumponamachinecarriesthelubricanttoallofthebearingsurfacesataconstantrateandquantity.Therearenumerousothersystemsoflubricationandaconsiderablenumberoflubricantavailableforanygivensetofoperatingconditions.Modernindustrypaysgreaterattentiontotheuseoftheproperlubricantsthanatprevioustimebecauseoftheincreasedspeeds,pressures,andoperatingdemandsplacedonequipmentanddevices.Althoughoneofthemainpurposesoflubricationisreducefriction,anysubstance-liquid,solid,orgaseous-capableofcontrollingfrictionandwearbetweenslidingsurfacescanbeclassedasalubricant.VarietiesoflubricationUnlubricatedsliding.Metalsthathavebeencarefullytreatedtoremoveallforeignmaterialsseizeandweldtooneanotherwhenslidtogether.Intheabsenceofsuchahighdegreeofcleanliness,adsorbedgases,watervapor,oxides,andcontaminantsreducefrictio9nandthetendencytoseizebutusuallyresultinseverewear;thisiscalled“unlubricated”ordrysliding.Fluid-filmlubrication.Interposingafluidfilmthatcompletelyseparatestheslidingsurfacesresultsinfluid-filmlubrication.Thefluidmaybeintroducedintentionallyastheoilinthemainbearingofanautomobile,orunintentionally,asinthecaseofwaterbetweenasmoothtubertireandawetpavement.Althoughthefluidisusuallyaliquidsuchasoil,water,andawiderangeofothermaterials,itmayalsobeagas.Thegasmostcommonlyemployedisair.Boundarylubrication.Aconditionthatliesbetweenunlubricatedslidingandfluid-filmlubricationisreferredtoasboundarylubrication,alsodefinedasthatconditionoflubricationinwhichthefrictionbetweensurfacesisdeterminedbythepropertiesofthesurfacesandpropertiesofthelubricantotherthanviscosity.Boundarylubricationencompassesasignificantportionoflubricationphenomenaandcommonlyoccursduringthestartingandstoppingoffmachines.Solidlubrication.Solidsuchasgraphiteandmolybdenumdisulfidearewidelyusedwhennormallubricantsdonotpossesssufficientresistancetoloadortemperatureextremes.Butlubricantsneednottakeonlysuchfamiliarformsasfats,powders,andgases;evensomemetalscommonlyserveasslidingsurfacesinsomesophisticatedmachines.Functionoflubricants.Althoughalubricantprimarilycontrolsfrictionandordinarilydoesperformnumerousotherfunctions,whichvarywiththeapplicationandusuallyisinterrelated.Frictioncontrol.Theamountandcharacterofthelubricantmadeavailabletoslidingsurfaceshaveaprofoundeffectuponthefrictionthatisencountered.Forexample,disregardingsuchrelatedfactorsasheatandwearbutconsideringfrictionalonebetweenthesamesurfaceswithonlubricant.Underfluid-filmconditions,frictionisencountered.Inagreatrangeofviscositiesandthuscansatisfyabroadspectrumoffunctionalrequirements.Underboundarylubricationconditions,theeffectofviscosityonfrictionbecomeslesssignificantthanthechemicalnatureofthelubricant.Wearcontrol.Wearoccursonlubricatedsurfacesbyabrasion,corrosion,andsolid-to-solidcontactwearbyprovidingafilmthatincreasesthedistancebetweentheslidingsurfaces,therebylesseningthedamagebyabrasivecontaminantsandsurfaceasperities.Temperaturecontrol.Lubricantsassistincontrollingcorrosionofthesurfacesthemselvesistwofold.Whenmachineryisidle,thelubricantactsasapreservative.Whenmachineryisinuse,thelubricantcontrolscorrosionbycoatinglubricatedpartswithaprotectivefilmthatmaycontainadditivestoneutralizecorrosivematerials.Theabilityofalubricanttocontrolcorrosionisdirectlyrelatlytothethicknessofthelubricantfilmremainingonthemetalsurfacesandthechermicalcompositionofthelubricant.OtherfunctionsLubricationarefrequentlyusedforpurposesotherthanthereductionoffriction.Someoftheseapplicationsaredescribedbelow.Powertransmission.Lubricantsarewidelyemployedashydraulicfluidsinfluidtransmissiondevices.Insulation.Inspecializedapplicationssuchastransformersandswitchgear,lubricantswithhighdielectricconstantsactaselectricalinsulators.Formaximuminsulatingproperties,alubricantmustbekeptfreeofcontaminantsandwater.Shockdampening.Lubricantsactasshock-dampeningfluidsinenergytransferringdevicessuchasshockabsorbersandaroundmachinepartssuchasgearsthataresubjectedtohighintermittentloads.Sealing.Lubricatinggreasefrequentlyperformsthespecialfunctionofformingasealtoretainlubricantsortoexcludecontaminants.Theobjectoflubricationistoreducefriction,wear,andheatingofmachineparswhichmoverelativetoeachother.Alubricantisanysubstancewhich,wheninsertedbetweenthemovingsurfaces,accomplishesthesepurposes.Mostlubricantsareliquids(suchasmineraloil,siliconefluids,andwater),buttheymaybesolidforuseindrybearings,greasesforuseinrollingelementbearing,orgases(suchasair)foruseingasbearings.Thephysicalandchemicalinteractionbetweenthelubricantandlubricatingsurfacesmustbeunderstoodinordertoprovidethemachineelementswithsatisfactorylife.TheunderstandingofboundarylubricationisnormallyattributedtohardyandDoubleday,whofoundtheextrememlythinfilmsadheringtosurfaceswereoftensufficienttoassistrelativesliding.Theyconcludedthatundersuchcircumstancesthechemicalcompositionoffluidisimportant,andtheyintroducedtheterm“boundarylubrication”.Boundarylubricationisattheoppositeendofthespectrumfromhydrodynamiclubrication.Fivedistinctofformsoflubricationthatmaybedefined:(a)hydrodynamic; (b)hydrostatic;(c)elastohydrodynamic(d)boundary;(e)solidfilm.Hydrodynamiclubricationmeansthattheload-carryingsurfacesofthebearingareseparatedbyarelativelythickfilmoflubricant,soastopreventmetalcontact,andthatthestabilitythusobtainedcanbeexplainedbythelawsofthelubricantunderpressure,thoughitmaybe;butitdoesrequiretheexistenceofanadequatesupplyatalltimes.Thefilmpressureiscreatedbythemovingsurfacesitselfpullingthelubricantunderpressure,thoughitmaybe.Thefilmpressureiscreatedbythemovingsurfacetocreatthepressurenecessarytoseparatethesurfacesagainsttheloadonthebearing.Hydrodynamiclubricationisalsocalledfullfilm, orfluidlubrication.Hydrostaticlubricationisobtainedbyintroducingthelubricant,whichissometimeairorwater,intotheload-bearingareaatapressurehighenoughtoseparatethesurfacewitharelativelythickfilmoflubricant.So,unlikehydrodynanmiclubrication,motionofonesurfacerelativetoanotherisnotrequired.Elasohydrodynamiclubricationisthephenomenonthatoccurswhena lubricantisintroducedbetweensurfaceswhichareinrollingcontact,suchasmatinggearsorrollingbearings.Themathematicalexplanationrequiresthehertziantheoryofcontactstressandfluidmechanics.Whenbearingmustbeoperatedatexetremetemperatures,asolidfilmlubricantsuchasgraphiteormolybdenumdisulfidemustbeuseusedbecausetheordinarymineraloilsarenotsatisfactory.Mustresearchiscurrentlybeingcarriedoutinaneffort,too,tofindcompositebearingmaterialswithlowwearratesaswellassmallfrictionalcoefficients.Inajournalbearing,ashaftrotatesoroscillateswithinthebearing,andtherelativemotionissliding.inanantifrictionbearing,themainrelativemotionisrolling.afollowermayeitherrollorslideonthecam.Gearteethmatewitheachotherbyacombinationofrollingandsliding.Pistionsslidewithintheircylinders.Alltheseapplicationsrequirelubricationtoreducefriction, wear,andheating.Thefieldofapplicationforjournalbearingsisimmense.Thecrankshaftandconnectingrodbearingsofanautomotiveenginemustpoerateforthousandsofmilesathightemperaturesandundervaryingloadconditions.Thejournalbearingsusedinthesteamturbinesofpowergeneratingstationissaidtohavereliabilitiesapproaching100percent.Attheotherextremetherearethousandsofapplicationsinwhichtheloadsarelightandtheservicerelativelyunimportant.Asimple,easilyinstalledbearingisrequired,suinglittleornolubrication.Insuchcasesanantifrictionbearingmightbeapooranswerbecausebecauseofthecost,theclose,theradialspacerequired,ortheincreasedinertialeffects.Recentmetallurgydevelopmentsinbearingmaterials,combinedwithincreasedknowledgeofthelubricationprocess,nowmakeitpossibletodesignjournalbearingswithsatisfactorylivesandverygoodreliabilities.附件2：外文翻譯譯文 軸承的摩擦與潤滑現在看來，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.轉動摩擦。 啟動摩擦是兩個固體之間產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。轉動摩擦一般發(fā)生在轉動部件和設備上，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，這種物質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)，在每個周期內這個系統(tǒng)內一些零件經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，現代工業(yè)比以前任何時候都更注重選用適當的潤滑劑。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，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。經過精心處理的、去除了所有外來物質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，但通常會產生嚴重的磨損，這種現象被稱為“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和潤滑劑中的其他性質。邊界潤滑包括大部分潤滑現象，通常在機器的啟動和停止時出現。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，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量和性質對所產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像其化學性質的影響那么顯著。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。適當的潤滑劑將能幫助克服上述提到的一些磨損現象。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?？刂茰囟葷櫥瑒┩ㄟ^減小摩擦和將產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，潤滑劑還經常有其他的用途。而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：在像變壓器和配電裝置這些特殊用途中，具有很高介電常數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和水分。減振：在像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，這樣的物質被填充到發(fā)生相對運動的兩個表面之間，實現這一目的。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生的，當然這仍然是一種可能。這種由運動表面產生的擠壓力產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，不像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象，這種現象是，一種潤滑劑是用在發(fā)生相對轉動的工作表面之間。比如說齒輪或者是滾動軸承。從數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生的性能。在有的軸承上，搖桿旋轉或在軸承上轉動，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動。其他的裝置也可能是旋轉或滑動。齒輪的齒嚙合是轉動與相對滑動的合成?；钊窍鄬τ趧傮w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。