『壹』 人体为啥没有进化出完美的轴承状关节结构
轴承也许是机械设备中最普遍的一个应用,它的功能是支撑转动,减少摩擦系数的一种机械结构!轴承发展到现代已经不仅仅是支撑转动,还有直线轴承以及支撑端部推力轴承等!这种机械设备的效率倍增器会适合人类吗?为什么人类没有进化出类似的结构?
一、人类身上的“轴承”
并非是人类身上没有轴承,假如要归类的话,人体的关节是可以归类到推力轴承一类,如果各位有兴趣,不妨来看看人体的膝关节!
但我们人类不可能进化到这个状态,但也许可以通过外骨骼机械将人类直接拥有这样的结构就可以了,也许这一天并不会太晚,你看上图如此灵活的机器人,不消时日我们就可以在市场为自己挑选一款合适的外骨骼了!
『贰』 为什么轴承会润滑不足
温度升高导致润滑脂里面包含的基础油加速析出——而润滑脂能起到润滑作用,主要是因为里面包含的油。
基础油从润滑脂里面流失后,就剩下稠化剂,干结硬化,导致新加的润滑脂不能充分流动到轴承内芯,形成润滑不良,轴承磨损甚至造成故障。另外干结的润滑脂硬块还有可能脱落、断裂然后带入轴承。
加脂过多还会造成密封问题,密封件受到的压力增加,造成密封破裂、失效,造成密封不严,引入杂质、透水,给轴承造成损伤。
使用黄油枪加脂时要注意密封件承受的压力,有些黄油枪可以达到15000psi的压力,而一般的唇式密封能承受500psi左右,因此加脂时要合理把握黄油枪的压力。
对于电机,润滑脂多加的害处类似于轴承,但是还有一个可能的后果是润滑脂过多,泄漏到电机绕组上,在表面干结,造成绕组散热不良。
滚动轴承填充润滑脂参考以下原则:
(1)一般轴承内不应装满润滑脂,以装到轴承内腔全部空间的1/2-3/4即可;
(2)水平轴承填充内腔空间的2/3-3/4;
(3)垂直安装的轴承填充腔内空间的1/2(上侧),3/4(下侧);
(4)在容易污染的环境中,对于低速或中速的轴承,要把轴承和轴承盒里全部空间填满;
(5)高速轴承在装脂前应先将轴承放在优质润滑油中,一般是用所要填充的轴承润滑脂的基础油中浸泡一下,以免在启动时因摩擦面润滑脂不足而引起轴承烧坏。
『叁』 为什么中国不能生产高端轴承
1、我国轴承产业技术落后是与技术人才严重短缺密切相关,全国轴承企业技术人才在年龄结构上普遍存在断层现象。
2、轴承具有很高的技术含量,可作为一个衡量一个国家科技、工业实力的重要标准。当今世界科技、工业强国无一例外是轴承研发、制造强国。我国之所以是工业大国而不是工业强国,一个重要表现就是轴承产业大而不强。2012年我国轴承产业销售额达1420亿元人民币,生产的主要是中低端轴承,而高端轴承则主要依靠进口。
3、高端轴承成为木桶原理中的“短板”
目前,以航空发动机的轴承为例,我国正在全力研发航空发动机所需的关键部件之一的轴承,这是一条没有其他选择的道路。轴承虽是零部件,但它的精度、性能、寿命和可靠性对主机(如航空发动机)的精度、性能和可靠性起着决定性的作用,轴承技术的落后给我国工业各行业带来严重的影响。民机所用航空发动机虽可以从西方引进,但西方不会把航空发动机中配置的高端轴承单卖给中国,以防止中国正在研制的航空发动机装上引进轴承而成为其竞争对手。这一短板如果得不到解决,中国的航空发动机发展必将受到严重的制约与影响。
4、轴承巨头垄断渐成事实
新中国成立之初“156项”工业化奠基项目中专设两个轴承项目即现在的洛轴集团和哈轴集团。2010年7月13日,胡锦涛总书记在考察洛轴时提出“建成世界一流的轴承研发生产基地”。然而在几年前这家企业甚至有被国外同行收购的危险。目前,高端轴承的研发、制造与销售基本上被世界四大轴承巨头即美国铁姆肯、日本NSK、瑞典SKF,德国舍弗勒(FAG)所垄断。2006年,德国舍弗勒(FAG)一直企图并购洛轴集团,虽说洛轴集团当时身处严重亏损的困境,但却被舍弗勒视为未来的潜在对手而欲“吞并”。
而另一家更小的轴承企业甘肃海林中科科技股份有限公司,作为中国的圆锥滚子轴承领域的龙头企业,相对于铁姆肯来说是典型“轻量级”选手,两家企业却打了十多年的官司。十多年前,甘肃海林被铁姆肯以所谓低价倾销的指控告上美国法庭,2002年,海林在美赢得了美国商务部“永久性反倾销税率”的裁定。而在中国市场上,据海林公司副总经理何克鸿介绍,美国铁姆肯公司每年出口到中国的轴承产品数量在递增,而平均价格却在递减;目前该公司的产品在中国的售价低于其在美国的售价,也低于在其他地区的售价,属于倾销行为。为此,中国轴协发声支持,这是首次就中国海林公司申请调查美国铁姆肯公司在中国涉嫌倾销一事的正式发声。
如何遏制中国轴承产业向高端轴承领域迈进的势头可能已成为世界轴承巨头对中国轴承产业遏制战略的重中之重。
5、轴承技术人才青黄不接
工业和信息化部于2011年发布《机械基础件、基础制造工艺和基础材料产业“十二五”发展规划》(简称“三基规划”),但却忽视了与“三基”相关的技术人才的培养,这方面轴承产业是个典型。
我国轴承产业技术落后是与技术人才严重短缺密切相关,全国轴承企业技术人才在年龄结构上普遍存在断层现象。众多企业轴承专业的技术人才断层现象首要原因是高校人才培养上岀现断层,因为这段时间原有的七八家工科院校的轴承专业以所谓发展“宽口径专业”为名而被裁减合并到综合性机械工程专业中,成为依附于机械专业的一门课目(专业课),轴承专业毕业人数急剧减少。
现在河南科技大学轴承专业成了全国仅存的“独生子”,迄今为止该校已为全国轴承行业培养了近2000名本科生和硕士生。这些学生绝大多数已成为轴承行业的技术骨干,河南科技大学被业内人士誉为“中国轴承行业的黄埔军校”。但该校轴承专业每年仅提供60多名的毕业生,远远不能满足全国上千家轴承厂的需求。
6、加强轴承研究教育迫在眉睫
日本轴承巨头NSK,其总部竟有1800个研发人员,这是中国轴承同行不敢想象的。在许多外行人看来,轴承是种结构简单的零部件,有必要配备这么多研发人员吗?其实大家在日常生活中看到的轴承都是技术含量较低的低端轴承,而高端轴承技术复杂程度是低端轴承无法相比的。
中国工程院院士卢秉恒认为,高端轴承研发涉及材料、油脂及润滑、制造、设计、轴承制造装备、检测与试验等一系列技术难题,还涉及接触力学、润滑理论、摩擦学、疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究和交叉学科。
卢院士这番话表明了高端轴承技术的极端复杂性,其难度非常大。这同时也说明为轴承专门设置一个工科专业是很必要的。而一个学综合性、宽口径的机械工程专业的本科生尽管也学过数十小时的轴承课时,但如此短的学时,只学到了轴承这门高深学问的皮毛,如这样的本科生投身轴承行业,几乎等于从头开始学,那就太费时间,胜任工作时间太长,用人单位还得进行费时费力对其进轴承专业知识的大量培训。
如前文,高端轴承的短板,并不仅仅存在于航空发动机领域,在高精密机床设备、高速铁路、仪器仪表等领域,这种短板依然存在,也只有我们加大在高端轴承研制上在人力、财力、物力方面的投入,中国才能实现由轴承大国到轴承强国的根本性转变。
『肆』 轴承不转是什么原因
轴承不转
先来看轴承的结构
轴承分为内圈、外圈、滚珠、保持架
如果是密封的还外面的密封圈
那么轴承不转
要么密封圈损坏,滚珠间有赃物或者滚珠损坏
要么保持架变形卡死。
『伍』 轴承不转了
损坏类型损坏原因及处理方法。胶合轴承过热、载荷过大,操作不当或温度控制系统失灵。1、在运动中如发现轴承过热,应立即停车检查,很好使转子在低速下继续运转,或继续供油一段时间,直到轴瓦冷下来为止。不然,轴瓦上的巴氏合金由于胶合而粘在轴颈上,修起来麻烦。2、防止润滑油不足或油中混入杂质,以及转子安装不对中。3、胶合损坏较轻的轴瓦可以用刮研修理方法消除,继续使用。疲劳破裂由于不平衡引起的振动、轴的挠曲与边缘载荷、过载等,引起轴承巴氏合金疲劳破裂。轴承检修安装质量不高。1、提高安装质量,减少轴承振动。2、防止偏载和过载。3、采用适宜的巴氏合金以及新的轴承结构。4、严格控制轴承温升。拉毛由于润滑油把大颗粒的污垢带入轴承间隙内,并嵌藏在轴承轴衬上,使轴承与轴颈(或止推盘)接触时,形成硬痂,在运转时会严重地刮伤轴的表面,拉毛轴承注意油路洁净,尤其是检修中,应注意将金属屑或污物清洗干净。磨损及刮伤由于润滑油中混有杂质、异物及污垢。检修方法不妥,安装不对中。使用维护不当,质量控制不严。1、清洗轴颈、油路、油过滤器,并更换洁净的符合质量要求的润滑油。2、配上修刮后的轴瓦或新轴瓦。3、如发现安装不对中,应及时找正。4、注意检修质量。穴蚀由于轴承结构不合理(轴承上开的油污不合理),轴的振动,油膜中形成蒸汽泡,蒸汽泡破裂,轴瓦局部表面产生真空,引起小块剥落产生穴蚀破坏1、增大供油压力。2、改善轴瓦油沟、油槽形状,修饰沟槽的边缘或形状,以改进油膜流线的形状。3、减少轴承间隙,减少轴心晃动。4、换较适宜的轴瓦材料。电蚀由于绝缘不好或接地不良,或产生静电,在轴颈与轴瓦之间形成一定的电压,穿透轴颈与轴瓦之间的油膜而产生电火花,把轴瓦打成麻坑1、检查机器的绝缘情况,特别要注意一些保护装置(如热电阻、热电偶等)的导线是否绝缘完好。2、检查机器接地情况。3、如果电蚀后损坏不太严重,可以刮研轴瓦。4、检查轴颈,如果轴颈上产生电蚀麻坑、应打磨轴颈去除麻坑。
『陆』 八大技术系统进化法则主要包括哪些
八大技术系统进化法则主要包括完备性法则、能量传递法则、动态性进化法则、提高理想度法则、子系统不均衡进化法则、向超系统进化法则、向微观级进化法则、协调性法则。
现代TRIZ理论体系主要包括以下几个方面的内容:
1、创新思维方法与问题分析方法
TRIZ理论中提供了如何系统分析问题的科学方法,如多屏幕法等;而对于复杂问题的分析,则包含了科学的问题分析建模方法——物-场分析法,它可以帮助快速确认核心问题,发现根本矛盾所在。
2、技术系统进化法则
针对技术系统进化演变规律,在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结提炼出八个基本进化法则。利用这些进化法则,可以分析确认当前产品的技术状态,并预测未来发展趋势,开发富有竞争力的新产品。
3、技术矛盾解决原理
不同的发明创造往往遵循共同的规律。TRIZ理论将这些共同的规律归纳成40个创新原理,针对具体的技术矛盾,可以基于这些创新原理、结合工程实际寻求具体的解决方案。
4、创新问题标准解法
针对具体问题的物-场模型的不同特征,分别对应有标准的模型处理方法,包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。
5、发明问题解决算法ARIZ
主要针对问题情境复杂,矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程,实现对问题的逐步深入分析,问题转化,直至问题的解决。
6、基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库
基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源。
(6)轴承为什么不进化扩展阅读
1、 所有的工程系统服从相同的发展规则。这一规则可以用来研究创造发明问题的有效解,也可用来评价与预测如何求解一个工程系统(包括新产品与新服务系统)的解决方案。
2、 像社会系统一样,工程系统可以通过解决冲突(Conflicts)而得到发展。
3、 任何一个发明或创新的问题都可以表示为需求和不能(或不再能)满足这些需求的原型系统之间的冲突。所以,“求解发明问题”与“寻找发明问题的解决方案”就意味着在利用折衷与调和不能被采纳时对冲突的求解。
4、 为探索冲突问题的解决方案,有必要利用专业工程师尚不知道或不熟悉的物理或其它科学与工程的知识。技术功能和可能实现该功能的物理学、化学、生物学等效应对应的分类知识库可以成为探索冲突问题解的指针。
5、 存在评价每项发明创造的可靠判据。
6、 在大多数情况下,理论的寿命与机器的发展规律是一致的。因而,“试凑”法很难产生两种或两种以上的系统解。
『柒』 人体为何没有进化出类似轴承的关节结构
关于进化的话题,很多时候我们只需要知道结果就行了,人类的确没有进化出轴承的结构,可这并不影响人类生存,而且人类的身体构造使得人类是地球上最擅长奔跑的动物。
轴承结构的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数,并保证其回转精度,最简单的就是俩个圈中间塞入钢珠,加上润滑油,使得配备轴承部件的设备摩擦力更低,能够很好地降低能源的消耗。
不过地球生物也不是完全不能进化出人类设计的机械部件,科学家们过去几年发现过一种昆虫,它们的后肢和身体之间就有着齿轮构造,相当的精细,配合着昆虫肌肉特殊的能量供应方式,齿轮的转动效率相当高,使得那种昆虫有很快的爬行速度。
『捌』 技术系统所以进化法则的基础
技术系统有八大进化法则,这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题,预测技术系统,产生并加强创造性问题的解决工具。这八大法则是: 1)技术系统的S曲线进化法则; 2)提高理想度法则; 3)子系统的不均衡进化法则; 4)动态性和可控性进化法则; 5)向超系统进化法则; 6)子系统协调性进化法则; 7)向微观级和增加场应用的进化法则; 8)减少人工介入的进化法则。 八大技术系统进化法则 1 技术系统的S曲线进化法则 我们先来看一个例子——键盘进化的实例: 作为计算机外围设备的重要组成之一,键盘已经是随处可见。目前常用的键盘是一个刚性整体,面积也比较大,不方便携带。在美国海军陆战队配备一种可以折叠的键盘,便于行军中携带。再有就是一些PDA产品,将键盘输入功能设置在其柔性的外包装套上,后就是一个键盘。而现在液晶触摸屏也可以作为输入设备代替键盘。最近,以色列一家公司推出一种虚拟激光键盘,它通过将全尺寸键盘的影像投影到桌子平面上,拥护在上面就可以像使用物理键盘一样直接输入文本。 上面提到的这几种输入设备基本上代表了过去几十年来键盘的主要发展历程。简单分析一下,可以发现键盘的演变规律,即从一体化的刚性键盘到折叠式键盘、到柔性的键盘、到液晶键盘、再到激光键盘。我们将键盘核心技术的这种演变过程抽象出来,会发现它是按照从刚性、到铰链式、到柔性、到气体、到液体、一直到场的发展路线。 其实很多产品的发展也是沿着这条路线不断进化。比如轴承,它从开始的单排球轴承,到多排球轴承,到微球轴承,到气体、液体支撑轴承,到磁悬浮轴承。又如切割技术,从原始的锯条,到砂轮片,到高压水射流,到激光切割等。它们在本质上基本都是沿着和键盘相似的演变路线不断发展的。 显然,一旦掌握了这些规律,我们就可以在此基础上,确认目前产品所处的发展状态,发现产品存在的缺陷和问题,并预测未来的发展趋势,制定产品开发战略和规划。这就是我们常说的技术预测。 技术预测包含一个重要内容,那就是产品进化曲线——S曲线,用于表示产品从诞生到退出市场这样一个生命周期的基本发展过程。在TRIZ理论中将进化曲线分为四个阶段,即婴儿期,成长期,成熟期和退出期。婴儿期和成长期一般代表该产品处于原理实现、性能优化和商品化开发阶段,到了成熟期和退出期,则说明该产品技术发展已经比较成熟,盈利逐渐达到最高并开始下降,需要开发新的替代产品。随着产品的不断更新换代,形成了该类产品的进化曲线族。对此TRIZ理论提供了一种识别和确认产品所处状态的技术,即首先总结出特定时间内与产品相关的专利数量,专利级别,市场利润和产品性能的基本变化规律,那么通过对当前产品的相关参数变化情况,我们就可以确定该产品处于生命周期的哪个阶段,从而为制定产品开发策略提供参考。 2 提高理想度法则 技术系统的理想度法则包括一下及方面含义: A 一个系统在实现功能的同时,必然有2方面的作用:有用功能和有害功能; B 理想度是指有用作用和有害作用的比值; C 系统改进的一般方向是最大化理想度比值; D 在建立和选择发明解法的同时,需要努力提升理想度水平。 也就是说,任何技术系统,在其生命周期之中,是沿着提高其理想度想最理想系统的方向进化的,提高理想度法则代表着所有技术系统进化法则的最终方向。理想化是推动系统进化的主要动力。 最理想的技术系统应该是:物理实体趋于零,功能无穷大,简单的说就是“功能俱全,结构消失”。 提高理想度可以从以下几个方向考虑: A 增加系统的功能; B 传输尽可能多的功能到工作元件上; C 将一些系统功能转移到超系统或外部环境中; D 利用内部或外部已存在的可利用资源。 实例:广角眼镜的发明 通常而言,人眼只能看到180度范围内的物体,所以对于斜后方的潜在危险就无法及时作出反应。怎么能在基本上不改变眼镜传统结构的前提下,扩大人眼视线的角度范围呢。耐克公司的设计师Billy May设计出了一款新型眼镜,这款眼镜可以帮助人们拓展视角。它在普通眼镜的两侧增加了两个菲涅耳透镜,从而使得骑车人可以将两侧的视角各扩大25度,这样就可以及时发现潜在的危险,提高安全系数。 3 子系统不均衡进化法则 每个技术系统都是由多个实现不同功能的子系统组成。 子系统不均衡进化法则是指: A 任何技术系统所包含的各个子系统都不是同步,均衡进化的,每个子系统都是沿着自己的S曲线向前发展 B 这种不均衡的进化经常会导致子系统之间的矛盾出现 C 整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子系统的进化速度 通常设计人员容易犯的错误是花费精力专注于系统中已经比较理想的重要子系统,而忽略了“木桶效应”中短板,结果导致系统的发展缓慢。比如,飞机设计中,曾经出现过单方面专注于发动机,而轻视了空气动力学的制约影响,导致整体性能的提升比较缓慢。 4 动态性和可控性进化法则 技术系统的进化应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展,以适应环境状况或执行方式的变化。 掌握了“动态性和可控性进化法则”,有助于提高技术系统的高度适应性。“动态性和可控性进化法则”包括三个子法则; A 提高柔性法则 5 向超系统进化法则 6 子系统协调进化法则 技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展。即系统的各个部件在保持协调的前提下,充分发挥各自的功能,这也是整个技术系统能发挥其功能的必要条件。子系统间的协调性可以表现在: A 结构上的协调 B 各性能参数的协调 C 工作节奏、频率上的协调 7 向微观级和增加场应用的进化法则 技术系统趋向于从宏观向微观系统转化,在转化中,使用不同的能量场来获得更加的性能或控制性。 7.1 向微观级转化的路径 本路径反映了下面的技术进化阶段: 1)宏观级的系统; 2)通常形状的多系统平面圆或薄片,条或杆,球体或球; 3)来自高度分离成分的多系统如粉末,颗粒等,次分子系统(泡沫、凝胶体等)→化学相互作用下的分子系统→原子系统; 4)具有场的系统。 8 减少人工介入的法则 技术系统的进化是由人工操作向减少人工介入到实现自动化的方向进化的。