当前位置:文档之家› Hierarchical Porous Core-Shell Carbon Nanoparticles

Hierarchical Porous Core-Shell Carbon Nanoparticles

Hierarchical Porous Core-Shell Carbon Nanoparticles
Hierarchical Porous Core-Shell Carbon Nanoparticles

1524
Chem. Mater. 2009, 21, 1524–1530
Hierarchical Porous Core-Shell Carbon Nanoparticles
Chang Song,?,? Jianping Du,?,? Jianghong Zhao,? Shouai Feng,?,? Guixiang Du,?,? and Zhenping Zhu*,?
State Key Laboratory of Coal ConVersion, Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan 030001 and Graduate UniVersity of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China ReceiVed October 21, 2008. ReVised Manuscript ReceiVed February 23, 2009
The excellent physical and chemical properties of porous carbon materials allow them to be widely used in many ?elds. Their performance in a speci?c application is usually determined by structural features such as pore diameter, channel length, and architecture. In recent years, great efforts have been made to develop suitable carbon-based materials with short pores and/or hierarchical porous architectures, for use in transport or diffusion of guest objects by reducing pathways and resistance. In the present paper, we report on a novel carbon nanostructure constructed with a mesoporous core and a microporous shell. The mesopore walls are constructed of only a few graphene layers and can be controllably removed by a wetting oxidation reaction, which leaves behind hollow nanoparticles. These short-pore structures could facilitate the diffusion of molecules; they also show a very high and stable catalytic performance during the dehydrogenation of cyclohexane that is far superior to currently available long-pore materials, such as active carbon and carbon nanotubes.
Introduction Porous carbon materials have a number of appealing physical properties, such as low density, high corrosion resistance, tailorable surface properties, and excellent thermal and mechanical stability, that make them useful in many applications, including their use in transport of guest molecules.1-4 In general, the pore diameter, channel length, and architecture of porous materials usually determine their performance in many applications.5-9 For example, because many heterocatalytic reactions are kinetically controlled by the diffusion or desorption of products in the pores of the catalysts, catalyst materials with short pores are often required to increase the rate of diffusion of molecules in order to promote the total process.10 In particular, for multistep chain reactions with intermediates as target products, shortening the pore length of catalysts would be bene?cial for instant desorption or diffusion of intermediates, which would effectively avoid overly deep reactions and thus improve reaction selectivity. In the ?eld of electrochemical capacitors, ion transport inside the deep pores of conventional materials
* Corresponding author. E-mail: zpzhu@https://www.doczj.com/doc/4111855588.html,. ? Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences. ? Graduate University of Chinese Academy of Sciences.
(1) Ryoo, R.; Joo, S. H.; Kruk, M.; Jaroniec, M. AdV. Mater. 2001, 13, 677. (2) Lee, J.; Kim, J.; Hyeon, T. AdV. Mat

er. 2006, 18, 2073. (3) Wan, Y.; Shi, Y.; Zhao, D. Chem. Mater. 2008, 20, 932. (4) Bradley, R. H.; Sutherland, I.; Sheng, E. J. Colloid Interface Sci. 1996, 179, 561. (5) Fe ′ rey, G. Chem. Soc. ReV. 2008, 37, 191. (6) Davis, M. E. Nature (London) 2002, 417, 813. (7) LaVan, D. A.; McGuire, T.; Langer, R. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1184. (8) Rodriguez-reinoso, F. Carbon 1998, 36, 159. (9) Vix-Guterl, C.; Frackowiak, E.; Jurewicz, K.; Friebe, M.; Parmentier, J.; Beguin, F. Carbon 2005, 43, 1293. (10) Zhang, H.; Sun, J.; Ma, D.; Bao, X.; Klein-Hoffmann, A.; Weinberg, G.; Su, D.; Schloegl, R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7440.
is usually limited, which severely reduces charge and discharge rates.11 Therefore, the development of suitable carbon materials with short pores is now being emphasized to facilitate ion transport by reducing resistance and diffusion pathways. In general, porous particles with nanoscale sizes represent one candidate in the short-pore material category. In the area of drug delivery, nanosized drug carriers are required to facilitate intracellular drug transport and uptake.12,13 However, hierarchical porous architectures have many other applications.6 For example, Cheng et al. reported that carbon materials with three-dimensional aperiodic porous textures exhibit high energy and power density that can be used for electrochemical capacitive energy storage.14 Zhu et al. recently reported that the application of silica nanoparticles with hollow cores and porous shells can effectively tune and improve drug release and storage capacity.15 Carbon nanomaterials with similar core-shell structures predictably exhibit unique functions in drug delivery because of their excellent biocompatibility and the tunable properties of porous carbon.16-21 The construction of porous structures of carbon particles with sizes in the nanoscale (<100 nm) is usually dif?cult. Recently, however, the research groups of Hyeon,22 Lu,23 and Ikeda,24,25 were able to successfully synthesize hollow carbon nanoparticles with porous walls through the use of organic polymerization reactions and subsequent carbonization. The construction of the hollow cores was carried out
(11) Li, H. Q.; Luo, J. Y.; Zhou, X. F.; Yu, C. Z.; Xia, Y. Y. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, A731. (12) Allen, T. M.; Cullis, P. R. Science 2004, 303, 1818. (13) Har-el, Y.; Kato, Y. Curr. Nanosci. 2007, 3, 329. (14) Wang, D.-W.; Li, F.; Liu, M.; Lu, G. Q.; Cheng, H.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 373. (15) Zhu, Y.; Shi, J.; Shen, W.; Dong, X.; Feng, J.; Ruan, M.; Li, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5083.
10.1021/cm802852e CCC: $40.75 ? 2009 American Chemical Society Published on Web 03/19/2009
Hierarchical Porous Core-Shell Carbon Nanoparticles
Chem. Mater., Vol. 21, No. 8, 2009 1525 volumes of the PtCl4 solution were slightly less than the measured pore volume, to allow the PtCl4 solution to permeate into the pores (or tube channels) as completely as possible. Before the catal

ysis reactions, the catalysts, loaded in a glass tubular reactor, were reduced in situ by hydrogen at 400 °C for 3 h. After this reduction, the reactor was cooled to and maintained at 310 °C, and cyclohexane was fed into the reactor by a piston pump at a rate of 0.03 mL min-1. Cyclohexane concentrations before and during the reaction were analyzed by online gas chromatography, using a thermal conductivity detector and a dioctyl sebacate column. TEM analyses were performed using a JEM-2010 electron microscope, operated at 200 kV. Surface area and pore analyses, employing N2 as the adsorbate, were carried out at 77.4 K using an ASAP2020 M automated gas-sorption system, which allows a high-resolution adsorption isotherm taken down to P/P0 ) 1 × 10-8. Prior to the measurements, the samples were degassed at 300 °C for 8 h. Powder X-ray diffraction patterns were obtained on a D8 Advance Bruker diffractometer, with Cu KR radiation.
using solid templates such as nanosized silica, titania, or metal salts.1,2,26 Stein et al. employed dual templates, composed of a block copolymer surfactant and colloidal crystals, to synthesize mesoporous carbon nanoparticles (MSP-3) with different shapes.27 In the present paper, we report on core-shell carbon nanoparticles (denoted as CSCNPs) that comprise mesoporous cores and microporous shells. The mesopore walls in the cores are primarily constructed of single or double graphene layers, and can be readily removed, which results in hollow nanoparticles. This carbon nanostructure represents a novel carbon material that has short hierarchical pores. It displays an excellent performance in the platinum-catalytic dehydrogenation of cyclohexane to benzene that is superior to that of carbon materials with long channels, such as active carbon (denoted as AC) and multiwall carbon nanotubes (denoted as MWCNTs) with long channels. Experimental Section
The CSCNPs were synthesized by the detonation of a mixture consisting of picric acid, phenol, and cobalt acetate (when used), with desired ratios. The detonation experiments, which were performed in a sealed stainless steel pressure vessel (14 cm3), were initiated by a quick heating (20 °C min-1) of the vessel to 310 °C. After the detonation of picric acid, a high-temperature environment (typically 1000 °C) was created inside the vessel, which provided required basic conditions for the decompositions of phenol and cobalt acetate and the construction of the CSCNPs. The entire reaction process was carried out for 10 min, after which the vessel was cooled naturally in air to room temperature. The gaseous products were then emptied and the solid products were collected for further analysis. For the emptying of the cores of the CSCNPs, 0.4 g of CSCNPs was added to 100 mL of 1.5 M HNO3 and re?uxed for 12 h. After the re?uxing, the suspension was ?ltered, washed with deionized water and ethanol, and dried at 100 °C overnight. The Pt/CSCNP, Pt/AC, and Pt/MWCNT catalysts were p

repared by pore volume impregnation of 200 mg of either CSCNP, AC, or MWCNT with an aqueous solution of PtCl4 of the desired solution concentration and volume, followed by vacuum drying at 60 °C overnight. All of the resulting catalysts contained 1 wt % Pt. The pore volumes of the three materials were measured with pure water, and the actually employed
(16) Yan, A.; Lau, B. W.; Weissman, B. S.; Ku ¨ Laots, I.; Yang, N. Y. C.; Kane, A. B.; Hurt, R. H. AdV. Mater. 2006, 18, 2373. (17) Bianco, A.; Kostarelos, K.; Prato, M. Curr. Opin. Chem. Biol. 2005, 9, 674. (18) Smart, S. K.; Cassady, A. I.; Lu, G. Q.; Martin, D. J. Carbon 2006, 44, 1034. (19) Fiorito, S.; Sera?no, A.; Andreola, F.; Togna, A.; Togna, G. J. Nanosci. Nanotechnol. 2006, 6, 591. (20) Parihar, S.; Sharon, M.; Sharon, M. Synth. React. Inorg. Met.-Org., Nano-Met. Chem. 2006, 36, 107. (21) Shiba, K. J. Drug Targeting 2006, 14, 512. (22) Lee, J.; Kim, J.; Kim, J.; Jia, H.; Kim, M. I.; Kwak, J. H.; Jin, S.; Dohnalkova, A.; Park, H. G.; Chang, H. N.; Wang, P.; Grate, J. W.; Hyeon, T. Small 2005, 1, 744. (23) Zheng, T.; Zhan, J.; Pang, J.; Tan, G. S.; He, J.; McPherson, G. L.; Lu, Y.; John, V. T. AdV. Mater. 2006, 18, 2735. (24) Ikeda, S.; Ishino, S.; Harada, T.; Okamoto, N.; Sakata, T.; Mori, H.; Kuwabata, S.; Torimoto, T.; Matsumura, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 7063. (25) Ng, Y. H.; Ikeda, S.; Harada, T.; Higashida, S.; Sakata, T.; Mori, H.; Matsumura, M. AdV. Mater. 2007, 19, 597. (26) Lu, A.-H.; Schu ¨ th, F. AdV. Mater. 2006, 18, 1793. (27) Wang, Z.; Li, F.; Stein, A. Nano Lett. 2007, 7, 3223.
Results and Discussion The CSCNPs were synthesized by detonation-assisted chemical vapor deposition, which we have previously employed to synthesize metal-encapsulated carbon nanoparticles,28 carbon nanobulbs,29 and carbon nanotubes.30-32 In this process, the detonation of the explosive (picric acid) creates the required high-temperature environment in which the premixed carbon/catalyst precursors decompose and then reconstruct as carbon nanostructures. The morphologies of the carbon nanostructures are highly dependent on the type and nature of the carbon/catalyst precursors. Hydrocarbons such as cyclohexane, benzene, and paraf?n have been found to be suitable for MWCNT synthesis. In the present synthesis of the CSCNPs, hydroxyl compounds such as phenol, resorcinol, and hexanol were used as carbon precursors. The presence of -OH groups hinders the construction of MWCNTs, and these groups also act as oxidative reagents for pore creation, as occurs during normal carbon activation.33 Cobalt acetate is used as a catalyst precursor for the catalytic formation of the CSCNP shells. The typical product that is obtained from a mixture of picric acid (2.5 g), cobalt acetate (0.17 g), and phenol (0.53 g) is a black powder with an extremely low apparent density (0.021 gcm-3). As observed by transmission electron microscopy (TEM), the product is composed of carbon nanoparticles with a narrow si

ze distribution of 20-60 nm (Figure 1a). Magni?ed images (Figure 1b) show that the nanoparticles exhibit core-shell structures. Mesopores can be clearly observed within the cores. High-resolution images (Figure 2) reveal that the mesopores have sizes of 2-4 nm and have very thin walls that are composed of only a few graphene layers. The presence of mesopores is also supported by the nitrogen adsorption-desorption isotherm of the product (Figure 3a), which shows the type IV curve with a H3 hysteresis loop,
(28) Lu, Y.; Zhu, Z.; Liu, Z. Carbon 2005, 43, 369. (29) Zhu, Z.; Su, D.; Lu, Y.; Schloegl, R.; Weinberg, G.; Liu, Z. AdV. Mater. 2004, 16, 443. (30) Lu, Y.; Zhu, Z.; Wu, W.; Liu, Z. Chem. Commun. 2002, 2002, 2740. (31) Zhu, Z.; Lu, Y.; Qiao, D.; Bai, S.; Hu, T.; Li, L.; Zheng, J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15698.
1526
Chem. Mater., Vol. 21, No. 8, 2009
Song et al.
Figure 3. (a) High-resolution nitrogen adsorption-desorption isotherm of the CSCNPs. Inset is magni?ed adsorption curve at low P/P0. (b) Pore size distribution histogram determined by DFT method. Figure 1. (a, b) TEM images of the CSCNPs obtained from a mixture of picric acid (2.5 g), cobalt acetate (0.17 g), and phenol (0.53 g).
required windows for the entrance of nitrogen molecules into the cores. The invisible feature of the shell pores by TEM and the presence of plentiful structural defects on the graphitic shells (Figure 2) suggest that the pores on the shells are micropores. The nitrogen adsorption curve of the CSCNPs (a magni?ed curve from 1 × 10-7 to 1 × 10-2 of P/P0 is presented in the inset of Figure 3a) shows a strong adsorption at low P/P0, indicating that micropores are evident in the CSCNPs. The calculated t-plot micropore area is 223 m2 g-1. The pore size distribution calculated by the density function theory (DFT) method is presented in Figure 3b. Clearly, the CSCNPs contain both mesopores and micropores. The sizes of micropores peaked at about 1.1 nm, whereas the sizes of mesopores were predominantly in the range of 2-5 nm, in close agreement with the TEM observations. The nanoparticles obtained without cobalt catalysts show no obvious shells, as observed by TEM (Figure 4). Under TEM, the mesoporous structures are still evident, with a size distribution similar to the sample obtained by cobalt catalysts. This indicates the importance of metal catalysts in the formation of the shells of the CSCNPs. Considering that the energy for the present formation of the CSCNPs is provided by the detonation of picric acid and is determined by the loading density of picric acid, we have tried to tailor the shell thickness by adjusting detonation recipes. Typically, when the amount of picric acid is reduced from 2.5 to 1.5 g (with the amounts of carbon and cobalt precursors remaining
Figure 2. A typical high-resolution TEM image of the CSCNPs.
suggesting the occurrence of mesopore-characteristic capillary condensation of nitrogen. The product exhibits a high Brunau

er-Emmett-Teller (BET) surface area (668 m2 g-1) and a very large pore volume (0.93 cm3g-1). The nitrogen accessibility of the mesopores in the cores indicates that the shells also possess a porous structure, which provides the
(32) Du, G.; Feng, S.; Zhao, J.; Song, C.; Bai, S.; Zhu, Z. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15405. (33) Luh, T. Y.; Leung Mk, M. K.; Wong, K. T. Chem. ReV. 2000, 100, 3187.
Hierarchical Porous Core-Shell Carbon Nanoparticles
Chem. Mater., Vol. 21, No. 8, 2009 1527
Figure 4. Nanoparticles obtained from a mixture of the picric acid (2.5 g) and phenol (0.53 g), without catalysts.
Figure 5. CSCNPs obtained from a mixture of picric acid (1.5 g), cobalt acetate (0.17 g), and phenol (0.53 g).
unchanged), the resulting nanoparticles exhibit signi?cantly thinner shells, on which more structural defects are generated (Figure 5). The sizes of the mesopores in the cores and the thickness of pore walls show no visible changes. As described above for the CSCNPs obtained, the shells are constructed by multilayer graphitic structure containing micropores, whereas the mesopore walls in the cores are constructed by only a few graphene layers. These are also highly different in size and structural extensiveness, which theoretically results in a signi?cant difference in structure curving tension. In addition, the graphitic shells are actually formed by the catalyzed transformation and crystallization from the mesopore structures. Thus, they have fewer structural defects than do the mesopore walls. These structural differences between the shells and the mesopore walls predictably induce a difference in their chemical reactivity, which guided us to reform the CSCNPs into hollow carbon nanoparticles by controllably eliminating the mesopore walls with an oxidative acid. The micropores on the shells provide the required windows for the access of the acid molecules into the cores. Following this strategy, hollow carbon nanoparticles can be successfully obtained by treating the CSCNPs with concentrated nitric acid, as shown in Figure 6a. The mesopore walls are completely removed, whereas the shells still remain, although somewhat structurally degraded, leaving behind entirely hollow cores (Figure
6). The inner diameter of the hollowed nanoparticles is generally in the range of 25-40 nm and the outer diameter is in the range of 35-45 nm (Figure 7). The nitrogen adsorption-desorption isotherm of the hollowed nanoparticles (Figure 8a) was similar to a type IV curve with an obvious mesopore-characteristic H3 hysteresis loop, in agreement with the TEM observation of the hollowed cores. The BET speci?c surface area of the hollowed nanoparticles was reduced from 668 to 255 m2 g-1, and thus was likely linked with the loss of the surfaces originally contributed by the thin-graphene-layer mesopore walls in the CSCNPs. The clear adsorption in the range of low P/P0 (the inset of Figure 8a shows a magni?ed adsorption curve from 1 × 10-7 to 1 × 10-2

of P/P0) suggests that the hollowed carbon nanoparticles still contain micropores, most likely on the shells. Figure 8b presents the DFT-calculated pore size distribution of the hollowed particles. Clearly, the mesopores of 2-5 nm that are presented in the original CSCNPs disappear, consistent with the TEM observations and the acid erosion of the mesopores in the cores. Compared to the original CSCNPs, the hollowed particles seemed to exhibit larger micropore sizes, possibly associated with a pore widening during the acid treatment. These results further con?rm that the shells of the original and hollowed CSCNPs have a porous structure, through which the liquid acid can readily enter into the CSCNP cores for the erosion of the mesopore walls.
1528
Chem. Mater., Vol. 21, No. 8, 2009
Song et al.
Figure 6. TEM images of the hollow particles obtained by a HNO3 treatment of CSCNPs.
Figure 8. (a) High-resolution nitrogen adsorption-desorption isotherm the particles hollowed by a HNO3 treatment. The inset is magni?ed adsorption curve at low P/P0. (b) Pore size distribution histogram determined by DFT method.
ane-benzene dehydrogenation reaction moiety remain, such as the high-temperature requirement and catalyst deactivation.37-41 The deactivation is mainly derived from the formation of cokes over the catalyst surfaces, which heavily contaminate the catalyst active sites. This coke formation is generally induced by strong adsorption and long retention time of the product benzene over catalyst surfaces,42-46 which become poor carbon-supported catalysts because of the strong π-π interaction between carbon materials and benzene.47 Intrinsically, decreasing the adsorption and residence time
(34) Yamamoto, S.; Hanaoka, T.; Hamakawa, S.; Sato, K.; Mizukami, F. Catal. Today 2006, 118, 2. (35) Itoh, N.; Xu, W. C.; Hara, S.; Sakaki, K. Catal. Today 2000, 56, 307. (36) Sebastian, D.; Bordeje, E. G.; Calvillo, L.; Lazaro, M. J.; Moliner, R. Int. J. Hydrogen Energy 2008, 33, 1329. (37) Maatman, R. W.; Mahaffy, P.; Hoekstra, P.; Addink, C. J. Catal. 1971, 23, 105. (38) Surangalikar, H.; Ouyang, X.; Besser, R. S. Chem. Eng. J. 2003, 93, 217. (39) Aboul-Gheit, A. K.; Aboul-Fotouh, S. M.; Aboul-Gheit, N. A. K. Appl. Catal., A 2005, 283, 157. (40) Vilella, I. M. J.; de Miguel, S. R.; Scelza, O. A. J. Mol. Catal. A-Chem. 2008, 284, 161. (41) Lytken, O.; Lew, W.; Campbell, C. T. Chem. Soc. ReV. 2008, 37, 2172. (42) Zharkov, B. B.; Medzhinskii, V. L.; Butochnikova, L. F.; Oranskaya, O. M.; Maryshev, V. B. Chem. Technol. Fuels Oils 1988, 24, 157. (43) Mare ′ cot, P.; Akhachane, A.; Barbier, J. Catal. Lett. 1996, 36, 37. (44) Ali, L. I.; Ali, A.-G. A.; Aboul-Fotouh, S. M.; Aboul-Gheit, A. K. Appl. Catal., A 1999, 177, 99. (45) Albers, P.; Pietsch, J.; Parker, S. F. J. Mol. Catal., A 2001, 173, 275. (46) Carrott, P. J. M.; Ribeiro Carrott, M. M. L.; Cansado, I. P. P.; Nabais, J. M. V. Carbon 2000, 38, 465. (47) Sinnokrot, M. O.; Valeev, E. F.; Sherrill, C. D. J

混凝土有关公司程序文件.docx

受控状态分发号 质量管理体系文件 质量管理体系程序文件 编号 JD/— 01~JD/ — 05 编制办公室 评审各部门 批准管理者代表 版本号第 A/0 版 2006 年 2 月 15 日颁布2006 年 2 月 20 日实施 无锡市江达商品混凝土有限公司

文件修改记录表—0107 文件名称编号 修改日期修改次数版本状态修改内容修改人批准人备注

质量管理体系程序文件目录表 序ISO9001: 2000 文件编号文件名称 号标准条款号 1—01文件控制程序 2—02记录控制程序 3—03内部审核程序 4JD/— 04不合格品控制程序5——05纠正措施和预防措施程序

编号JD/—01 质量管理体系程序文件 第 A 版第0次修改 文件控制程序第 1 页共5页 1.目的 建立并保持形成文件的程序,以控制与质量管理体系有关的所有文件和资料,使与质 量管理体系运行有关的各个场所使用适用文件的有关版本,从所有发放和使用的场所 及时撤出失效和作废的文件。 2.范围 适用于本公司质量管理体系有效运行和产品质量有关的文件和资料的控制,包括适当范围的外来文件, 如标准、法规、顾客财产的知识产权(提供的图纸)等。 3.引用标准 GB/T19001— 2000《质量管理体系——要求》 JD/QMA—2006《质量管理手册》《文件控制》 4.职责 4.1 办公室负责质量管理体系管理文件的控制。 4.2 总经理、总经理助理、管理者代表负责质量管理体系所要求文件的批准。 4.3 管理者代表负责组织质量管理手册、程序文件的编制和程序文件的批准。 4.4 总经理负责质量管理手册的批准发布。 5.工作程序 5.1 文件和资料的编写、批准和发布 文件发放前得到批准,以确保文件是充分与适宜的。 文件发放前应经过评审,修改时评审后应得到再次批准,必要时定期评审。 5.1.1 本公司质量管理手册由管理者代表组织办公室编写,经有关部门评审,总经 理批准后发布。 5.1.2 程序文件由管理者代表组织有关部门编写,相关部门评审,管理者代表批准 后发布。 5.1.3 有关技术标准、规程、规定、规范、制度、技术文件、作业指导书等质量管 理体系所要求的文件由有关部门编制,相关部门评审,主管总经理、总经理助理或付 总工程师批准后发布。 编号JD/—01 质量管理体系程序文件 第 A 版第 0 次修改 文件控制程序第 2 页共 5 页 5.1.4 外来文件,包括法规、有关标准、规范、顾客财产中知识产权如图纸等,由 办公室和生产技术科收集确认为适用文件后填写《外来文件确认表》,法规由办公室 主任批准、技术文件由付总工程师批准后归档和控制分发使用。 5.2 文件和资料的编号 5.2.1 质量管理手册、程序文件、质量管理体系所要求的文件编号分别以A、B、C 表示。

(整理)轴承手册.

精品文档 精品文档岗位训练手册 轴承手册B E A R I N G H A N D B O O K

精品文档 精品文档目录 第一章滚动轴承知识 (1) 第一节滚动轴承的分类和特征(GB/T-271-1997) (1) 一、滚动轴承结构类型分类 (1) 二、滚动轴承材料 (1) 三、常用轴承结构类型 (2) 第二节滚动轴承的代号 (7) 一、基本代号 (7) 二、前置代号和后置代号 (8) 第三节滚动轴承的润滑和密封 (11) 一、滚动轴承的润滑 (11) 二、滚动轴承的密封 (11) 第四节滚动轴承类型的选择 (11) 一、滚动轴承类型的选择 (11) 二、公差等级选用原则 (13) 第五节轴承的安装与拆卸: (13) 一、轴承安装前的准备: (13) 二、装拆方法 (13) 第六节轴承组合的调整 (16) 一、滚动轴承的游隙选用与调整 (16) 二、一般非调整式轴承 (16) 三、调整式轴承 (16) 四、轴承间隙的调整 (17) 五、轴承的预紧 (18) 六、轴承组合位置(轴系)的调整 (18) 第二章精密滚动轴承的装配与调整 (19) 第一节滚动轴承的损伤与预防 (19) 一、损伤分类 (19) 二、预防 (21) 三、更换原则 (22) 第二节滚动轴承的游隙及检测 (22) 一、游隙分类 (22) 二、滚动轴承轴向游隙的检测 (23) 第三节滚动轴承的预加负荷(预紧) (24) 一、预加负荷的目的 (25) 二、预加负荷的原则 (25) 三、预加负荷的分类及方法 (25) 四、预加负荷的测定 (27) 第四节滚动轴承的定向装配 (29) 一、装配误差分析 (29) 二、装配要点 (30)

《文件和资料控制程序》(2020年九月整理).doc

1.目的 为了对公司各类文件和资料进行有效管制,统一文件格式,规范文件的制定、修改、发放、废止等管理,确保文件正确、完整、有效,特制定本程序。 2.适用范围 适用于公司行政发文、程序文件、作业指导书,各类规章制度、各类检验标准、工作指引、记录表单及外来文件的管理等。 3.定义 3.1文件分类: 3.1.1红头文件:包括公司组织机构、人事任免、重大决策及重要管理事项等。3.1.2一级文件(A):公司章程、体系手册等公司纲领性文件。 3.1.3二级文件(B):管理控制程序、业务流程性文件。 3.1.3三级文件(C):管理规章制度、操作规程、作业指导书。 (D):检验标准、产品规范。 3.1.4四级文件(管理表单):用来记录管理过程的表单,作为QEO管理的追踪和检索的工具。 3.1.5临时性文件(E):包括通知、通告、暂行办法、暂行规定、部门沟通联络文件等。 3.1.6外来文件(F):包括地方政府、主管部门、行业管理相关文件,顾客或供应商提供的资料、图纸及有关的行业标准等。 3.2文件分为受控文件及非受控文件: 3.2.1受控文件:即要求文件的分发、修订或更改均须按书面规定程序进行控制,保证文件始终反映现行要求,受控文件须加盖“受控文件”印章,且经相关人员会签。包括:管理手册、程序文件、作业指导书、MSDS文件、职务说明书、经识别的外来

文件、记录表单类文件等。 3.2.2非受控文件:若有新的版本发出,旧的版本文件无需更新,被列为非受控文件,且禁止作为产品生产、开发及经营之用。 4.工作职责 4.1文件的审查、批准权限为: 4.2文件的发布、回收、作废、销毁及控制,由文控中心负责。 4.3文件使用管理:各部门主管负责管理本部门现场使用的文件和资料,确保文件及记录的正确、完整及安全性。

轴承套的设计说明书

设计说明书 一零件的分析 (一)零件的作用 此轴承套是机械加工中常见的一种零件,在各类机器中应用很广泛,主要起支撑或导向作用。 (二)零件的工艺分析 此轴承套的主要加工表面为外圆表面和内孔表面,主要的技术要求为:表面粗糙度要求,尺寸精度要求,位置精度要求。具体分析如下: 1.Φ34js7mm的外圆表面。 表面粗糙度Ra=6.3um,尺寸精度为Φ34±0.0125mm,此外圆相对于轴心线的圆跳动公差为0.01mm 2.Φ22H7mm的内孔。 此内孔主要工作表面,粗糙度要求较高为Ra=1.6um,尺寸精度为Φ22 0021 .0 mm。 3.Φ42mm的左端面与轴心线的垂直度公差为0.01mm。 4.Φ4mm孔等次要加工表面及内孔。 工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 零件材料为ZQSn6-6-3,因为轴承套在工作时主要起支撑轴承的作用,考虑到机

器工作的连续性要求及零件的粗糙度、尺寸精度要求较高,所以选用热轧圆棒料作为毛坯。 (二) 基准的选择 1. 粗基准的选择 对于这种一般的零件而言,选择毛坯外圆作为粗基准即可。 2. 精基准的选择 精基准的选择是相对于粗基准而言的。对于此轴承套精基准的选择主要考虑到左端面与轴心线的垂直度要求、Φ34js7mm 的外圆与轴心线的圆跳动要求以及外圆和内孔的尺寸精度要求。所以在加工外圆时用左端面和内孔作为精基准,用心轴定位,两顶尖装夹即可。加工内孔时用已加工过的外圆表面作为精基准即可保证内孔的尺寸精度要求。 (三) 制定工艺路线 工序一:按上工艺草图车至尺寸,6个零件同时加工,尺寸均相同; 工序二:用软卡爪夹住Φ42mm 外圆,找正钻孔Φ20.5mm 成单件: 工序三:1.用软卡爪夹住Φ35mm 外圆 2.车左端面,取总长40mm 至尺寸 3.车孔Φ2212 .008.0--mm 4.车内槽Φ24mmx16mm 至尺寸 5.铰孔Φ22H7mm 至尺寸 6.倒角 工序四:1.工件套心轴,装夹于两顶尖之间 2.车Φ34js7mm 至尺寸 3.车阶台平面6至尺寸 4.倒角

ISO9001必需的六个程序文件范本

文件控制程序 1.0 目的和范围 对与质量管理体系有关的文件进行控制,确保各相关部门使用的文件为有效版本,防止误用失效或作 废的文件。 2.0 适用范围 本程序适用于质量管理体系有关的文件(含外来文件)的控制。 3.0 职责 总经理室负责文件归口管理。 各部门负责本部门文件的编制、执行和管理。 4.0 工作程序 文件分类和编号 (1)文件包括: ①质量手册(包括形成文件的质量方针和质量目标); ②形成文件的程序; ③为确保其过程有效策划、运行和控制所需的文件(如作业、工作规范、管理规定等); ④外来文件(法律、法规、标准、上级文件等); ⑤记录(一种特殊类型的文件)。 (2)文件可分为“受控”和“非受控”两类。“受控”文件为更改通知版本,在发生更改时能追溯到全部使用者,“非受控”文件为更改不通知版本。 (3)文件可以是任何媒体形式,如硬拷贝、电子媒体等。 (4)文件编号执行《文件管理规定》。 文件的编写及审批 (1)质量手册和程序文件由贯标工作组组织编写,管理者代表审核,总经理批准。 (2)其他文件由业务主管部门组织编写,部门经理审核(必要时相关部门会签),主管副总经理批准(必

要时报总经理批准)。 (3)确保文件的正确、清晰、协调、易于识别和检索。 文件的发放 (1)质量手册和程序文件在企业内部使用时为“受控”版本,提供给其他单位或顾客时为“非受控” 版本,发放时均应盖“受控”和“非受控”章,并登记受控号和去向。 (2)业务和外来文件、资料发放均应有分发号,总经理室向各职能部门发放和各部门向使用人员发放 时,均应填写“文件发放登记表”,领用人应在登记表中签字。 (3)当文件破损严重时,应到发放部门办理更换手续,补发新文件,仍沿用原来受控号,破损文件由 总经理室收回。 (4)当文件丢失时,应说明原因,申请补发。补发文件应给予新受控号,同时注明丢失文件受控号作 废。 (5)提供给认证机构和供方的文件,按“受控”文件处理。 文件的更改 (1)体系文件的更改填写“文件更改单”,经总经理批准后,由总经理室实施。更改方式可采取划改 或换页。 (2)应严格控制文件更改。确需更改时,应由原编写部门到总经理室填写“文件更改单”,更改单应 注明编号、原因、内容和生效日期等,并按原来的审批程序由原审批人审批后实施,若指定其他人员审 批时,应获得审批所需的有关背景资料。 (3)更改信息应由发放部门传递到原文件的持有者,文件持有者应按更改单要求进行更改,按规定作 好记录,保存更改单,适用时收回相应作废的文件。 (4)总经理室应保存更改记录。 文件的评审 每年三季度由总经理室组织,各使用部门参加,对现有体系文件的适用性、协调性进行评审,

【精品】滚动轴承讲稿

培训材料 滚动轴承的硬度 关于轴承的硬度,滚动轴承的内外圈和滚动体采用高铬钢GCr15或GCr15SiMn两种轴承钢制造,成品轴承套圈的硬度在洛氏HRC60—65;成品轴承滚动体硬度在洛氏HRC60—66。其中,GCr15轴承钢制造的钢球硬度在洛氏HRC62—66范围内;GCr15SiMn轴承钢制造的滚子的硬度在洛氏HRC60-64、钢球在洛氏HRC60-66范围内。也许你不了解是什么洛氏硬度HRC是什么概念,举个例子:家庭用的菜刀的刀锋的硬度一般在HRC50左右,手术刀具和军用刀具的钢材要精纯一些,硬度也在洛氏HRC60以内。机床金属车削用的合金刀头的硬度常规的也就在洛氏HRC62~65左右。滚动轴承的硬度相对是比较硬的,成品轴承想再深加工必须用专用设备和工具加工。 轴承热处理发展历程及技术应用效果 热处理发展历程 (1)清洁热处理 热处理生产形成的废水、废气、废盐、粉尘、噪声及电磁辐射等均会对环境造成污染。解决热处理的环境污染问题,实行清洁热处理(或称绿色环保热处理)是发达国家热处理技术发展的方向之一。为减少SO2、CO、CO2、粉尘及煤渣的排放,已基本杜绝使用煤作燃料,重油的使用量也越来越少,改用轻油的居多,天然气仍然是最理想的燃料。 燃烧炉的废热利用已达到很高的程度,燃烧器结构的优化和空-燃比的严格控制保证了合

理燃烧的前提下,使NOX和CO降低到最低限度;使用气体渗碳、碳氮共渗及真空热处理技术替代盐浴处理以减少废盐及含CN-有毒物对水源的污染;采用水溶性合成淬火油代替部分淬火油,采用生物可降解植物油代替部分矿物油以减少油污染。 (2)精密热处理 精密热处理有两方面的含义:一方面是根据零件的使用要求、材料、结构尺寸,利用物理冶金知识及先进的计算机模拟和检测技术,优化工艺参数,达到所需的性能或最大限度地发挥材料的潜力;另一方面是充分保证优化工艺的稳定性,实现产品质量分散度很小(或为零)及热处理畸变为零. (3)节能热处理 科学的生产和能源管理是能源有效利用的最有潜力的因素,建立专业热处理厂以保证满负荷生产、充分发挥设备能力是科学管理的选择.在热处理能源结构方面,优先选择一次能源;充分利用废热、余热;采用耗能低、周期短的工艺代替周期长、耗能大的工艺等。 (4)少无氧化热处理 由采用保护气氛加热替代氧化气氛加热到精确控制碳势、氮势的可控气氛加热,热处理后零件的性能得到提高,热处理缺陷如脱碳、裂纹等大大减少,热处理后的精加工留量减少,提高了材料的利用率和机加工效率.真空加热气淬、真空或低压渗碳、渗氮、氮碳共渗及渗硼等可明显改善质量、减少畸变、提高寿命。热处理技术应用效果

TS16949文件(全套质量手册、程序文件、表单)40536

T S16949文件(全套质量手册、程序文件、表 单)40536 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

2

文件控制流程图

1. 目的 对质量体管理系中的文件进行规范和控制,确保文件的充分性与适宜性,确保各相关场所使用有效文件。 2. 适用范围 适用于与质量管理体系有关的文件和资料的控制。 3. 职责 3.1质量部负责编制质量手册,管理者代表审核,总经理批准。 3.2各相关业务主管部门负责编制相关的质量管理体系程序文件,相关部门主管审核、签 字,质量部审定,管理者代表批准。 3.3各相关业务主管部门负责编制其他管理性文件,相关部门主管审核、签字,综合部审 定,管理者代表批准。 3.4技术部和相关部门负责编制主管的技术文件、支持性文件,包括《工序标准操作卡》、 《作业指导书》、《设备操作规程》、《检验指导书》等,并由部门主管领导审核批准。 3.5各部门设兼职文件管理员,负责本部门文件和资料的管理工作。 4. 工作程序和要求 4.1文件的分类 4.1.1受控文件 凡质量管理体系运行的部门(含提供认证机构)、场所、班次,使用的文件均为受控文件,包括: a.质量体系文件:如质量手册、程序文件和其它质量文件(表格、报告等)。 b.管理文件:如制度等。 c.技术、支持性文件:如工程图样、工程标准、数据资料、检验指导书、试验程序 等。 d.外来文件:国家标准、行业标准、法律法规、顾客工程规范、供方记录等。 4.1.2非受控文件 凡于质量管理体系运行无关联的文件属于非受控文件,如行政任命、事务性通知等。 a.盖“非受控”章的文件为非受控文件,供有关人员参考用。 b.因评审、考察等用的,向上级机关或顾客提供的质量体系文件,均为非受控文件。 c.“非受控”文件,更改不通知,作废不回收。 4.1.3文件管理 a.质量体系文件、管理性文件由综合部归档、控制、分发和回收。

【精品】滚动轴承由哪几部分组成

滚动轴承由哪几部分组成? 滚动轴承由于用途和工作条件不同,其结构变化甚多,但基本结构都是由内圈、外圈、滚动体(钢球或滚子)和保持架四个零件组成。 (1)内圈(又称内套或内环)。通常固定在轴颈上,内圈与轴一起旋转。内圈外表面上有供钢球或滚子滚动的沟槽,称为内沟或内滚道。 (2)外圈(又称外套或外环).通常固定在轴承座或机器的壳体上,起支承滚动体的作用。外圈内表面上也有供钢球或滚子滚动的沟槽,称为内沟或内滚道。 (3)滚动体(钢球或滚子)。每套轴承都配有一组或几组滚动体,装在内圈和外圈之间,起滚动各传递力的作用.滚动体是承受负荷的零件,其形状、大小和数量决定了轴承承受载荷的能力各高速运转的性能。 (4)保持架(又称保持器或隔离器)。将轴承中的滚动体均匀地相互隔开,使每个滚动体在内圈和外圈之间正常地滚动.此外,保持架具有引导滚动体运动,改善轴承内部润滑条件,以及防止滚动体脱落等作用。 在推力轴承中,与轴配合的套圈叫轴圈,与轴承座或机器壳体配合的套圈叫座圈,轴圈和座圈统称垫圈.除了上述四个零件外,各种不同结构的轴承还有与其相配的其他零件.例如,铆钉、防尘盖、密封圈、止动垫圈、挡圈及紧定套等。

滚动轴承用钢的基本要求?滚动轴承零件常用的材料有哪些? 滚动轴承用钢的基本要求: 一、接触疲劳强度 轴承在周期负荷的作用下,接触表面很容易发生疲劳破坏,即出现龟裂剥落,这是轴承的主要损坏形式。因此,为了提高轴承的使用寿命,轴承钢必须具有很高的接触疲劳强度。 二、耐磨性能

轴承工作时,套圈、滚动体和保持架之间不仅发生滚动摩擦,而且也会发生滑动摩擦,从而使轴承零件不断地磨损。为了减少轴承零件的磨损,保持轴承精度稳定性,延长使用寿命,轴承钢应有很好的耐磨性能。 三、硬度 硬度是轴承质量的重要质量之一,对接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限都有直接的影响。轴承钢在使用状态下的硬度一般要达到HRC61~65,才能使轴承获得较高的接触疲劳强度和耐磨性能。 四、防锈性能 为了防止轴承零件和成品在加工、存放和使用过程中被腐蚀生锈,要求轴承钢应具有良好的防锈性能。 五、加工性能 轴承零件在生产过程中,要经过许多道冷、热加工工序,为了满足大批量、高效率、高质量的要求,轴承钢应具备良好的加工性能。例如,冷、热成型性能,切削加工性能,淬透性等. 轴承钢除了上述基本要求外,还应该达到化学成分适当、内部组织均匀、非金属夹杂物少、内部表面缺陷符合标准以及表面脱碳层不超过规定浓度等要求,这些项目在原材料标准中都有明确的规定。 轴承零件常用材料主要有:高碳铬轴承钢、渗碳钢(如20Cr2Ni4A、15Mn、20Cr2MnMoA)、高温轴承钢(如Cr4Mo4V、Cr14Mo4、Cr15Mo4V、W18Cr4V)、不锈轴承钢(9Cr18、9Cr18Mo、1Cr18Ni9Ti)、真空脱气钢、防磁轴承钢等,其中最常用的是高碳铬轴承钢。高碳铬轴承钢的基本钢号有GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn,它是我国轴承制造工业中用途最广、用量最大的钢种,具备良好的耐磨性能和接触疲劳性能,有较理想的加工性能,具备一

轴承部件设计

机械设计作业任务书题目:带式运输机 结构简图见下图: 原始数据如下: 机器工作平稳,单向回转,成批生产

一.选择材料,确定许用应力 本题中带式运输机功率属于中小型功率。因此轴所承受的扭矩不大。选择45号钢,并进行调质处理。 二.按扭转强度估算轴径 对于转轴,按扭转强度初算直径:min d ≥其中 2P ——轴传递的功率P =m P 1η=4×0.97=3.88kW m n ——轴的转速,r/min C ——由许用扭转剪应力确定的系数。查表10.2得C=106~118,因为近似为关于轴承对称,取C=118。 mm 29.2257688.3118n p C d 33 m =÷?=≥ 轴端安装大带轮,会有键槽存在,将轴径扩大5%,得d d k 05.1≥=23.40mm ,圆整后取125d mm = 三.设计轴的结构 本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件,并且各处受力不同,因此,设计成阶梯轴形式,共分为七段。 轴段1 轴段1安放大带轮,所以其长度由带轮轮毂长度确定,而直径由初算的最小直径得到。 mm 25d 1= 大带轮宽65mm ,但是中间轮毂常50mm ,轴长应略短于轮毂mm 48l 1=

轴段2 由于大带轮右端由轴肩来固定,()5.2~75.11.0~07.012=?=d h ,则 mm h d d 30~5.28212=+=,取为30mm ,由《机械设计课程设计》表14.4,毡圈油封的 轴径d=29mm ;此段2d =30mm 轴段3和轴段7 安装轴承,尺寸由轴承确定。标准直齿圆柱齿轮,没有轴向力,但考虑到有较大的径向力,选用深沟球轴承。应该根据此段轴大致直径范围确定轴承型号,选定轴承,然后进一步修正轴径。由《机械设计课程设计》表12.1,暂取6207,轴承内径35d mm =,外径 72D mm =,宽度17B mm =,轴件定位直径42a d mm =,a D =65mm 。因为轴承的n d 值 小于5(1.5~2)10/min mm r ??,所以选用脂润滑。取mm d d 3573==,mm l l 1773== 轴段4与轴段6 轴段4与轴段6定位固定轴承的轴肩,故()5.3~45.21.0~07.0464===d h h , mm d h d d 42~9.392364=+==,取为42mm 。 轴段5 此段为齿轮和轴的连体,最大直径和齿轮大径相同,直径5d =54mm ,此段轴长应与齿厚相同,5l =b=60mm 。 轴承座宽与轴段2、4、6的长度 为补偿机体的铸造误差,轴承应深入轴承座孔内适当距离,以保证轴承在任何时候都能坐落在轴承座孔上,为此取轴承上靠近轴承座内壁的距离mm 10=?;为保证拧紧上下轴承座连接螺栓所需扳手空间,轴承座应有足够的宽度C ,10~521+++=δC C C 可取 mm 50=C ;根据外圈直径,由机械设计手册,轴承盖凸缘厚度10e mm =;为避免齿轮轮 毂端面转动时与不动机座内壁相碰,齿轮轮毂端面与机座内壁之间应有足够的间距H ,对齿轮,可取H=15mm ;为了避免大带轮与轴承盖上螺栓相碰,大带轮端面与轴承盖间应有足够

(整理)轴承资料最全版

轴承相关技术资料 滚动轴承的常用术语及定义 一.轴承: (一)滚动轴承总论 1.滚动轴承rolling bearing在支承负荷和彼此相对运动的零件间作滚动运动的轴承,它包括有滚道的零件和带或不带隔离或引导件的滚动体组。可用于承受径向、轴向或径向与轴向的联合负荷。 2.单列轴承single row bearing具有一列滚动体的滚动轴承。 3.双列轴承double row bearing具有两列滚动体的滚动轴承。 4.多列轴承multi-row bearing具有多于两列的滚动体,承受同一方向负荷的滚动轴承,最好是指出列数及轴承类型,例如:"四列向心圆柱滚子轴承"。 5.满装滚动体轴承full complement bearing无保持架的轴承,每列滚动体周向间的间隙总和小于滚动体的直径并尽可能小,以使轴承有良好的性能。 6.角接触轴承angular contact bearing公称接触角大于0°而小于90°的滚动轴承。 7.调心轴承self-aligning bearing一滚道是球面形的,能适应

两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承。 8.可分离的轴承separable bearing具有可分离部件的滚动轴承。 9.不可分离轴承non-separable bearing在最终装配后,轴承套圈均不能任意自由分离的滚动轴承。注:对于不同方法分离零件的轴承,例如有双半套圈(02、01、08)的球轴承不另规定缩略术语。 10.英制轴承inch bearing原设计时外形尺寸及公差以英制单位表示的滚动轴承。 11.开型轴承open bearing无防尘盖及密封圈的滚动轴承。 12.密封圈轴承sealed bearing一面或两面装有密封圈的滚动轴承。 13.防尘盖轴承shielded bearing一面或两面装有防尘盖的滚动轴承。 14.闭型轴承capped bearing带有一个或两个密封圈,一个或两个防尘盖及一个密封圈和一个防尘盖的滚动轴承。 15.予润滑轴承prelubricated bearing制造厂已经充填润滑剂的滚动轴承。 16.仪器精密轴承instrument precision bearing仪器专用的滚动轴承。 17.组配轴承matched bearing配成一对或一组的滚动轴承。

轴设计计算和轴承计算模板(实例)

创作编号:GB8878185555334563BT9125XW 创作者:凤呜大王* 【轴设计计算】 计算项目计算内容及过程计算结果 1. 选择材料该轴没有特殊的要求,因而选用调质处理的45号钢,可以查得 的其强度极限。(表12-1) 45号钢,调质处 理, =650MPa 2. 初估轴径 按扭转强度估算输出端联轴器处的最小直径,根据表12-11, 按45号钢,取C=110; 根据公式(12-2)有: 由于在联轴器处有一个键槽,轴径应增加5%,49.57+49.57 ×5%=52.05(mm);为了使所选轴径与联轴器孔径相适应,需要同 时选取联轴器。Tc=K·T2=1.3×874.2=1136.46≤Tn查手册(课程设 计P238),选用HL4弹性联轴器J55×84/Y55×112GB5014-85。故取 联轴器联接的轴径为d1=55mm。 d1=55mm HL4弹性联轴器 Tn=1250 N·m [n]=4000r/min l =84mm 3. 结构设计 (1)轴上零件 的轴向定位 (2)轴上零件 的周向定位 根据齿轮减速器的简图确定轴上主要零件的布置图(如图所示)和 轴的初步估算定出轴径进行轴的结构设计。 齿轮的一端靠轴肩定位,另一端靠套筒定位,装拆、传力均较为方 便;两端轴承常用同一尺寸,以便于购买、加工、安装和维修;为了 便于拆装轴承,轴承处轴肩不宜过高(轴肩高h≥0.07d ),故左端轴 承与齿轮间设置两个轴肩,如下页图所示。 齿轮与轴、半联轴器与轴、轴承与轴的周向定位均采用平键联接及 过盈配合。根据设计手册,并考虑便于加工,取在齿轮、半联轴器处 的键剖面尺寸为b×h=18×11,(查表7-3)配合均采用H7/k6;滚动 轴承内圈与轴的配合采用基孔制,轴的尺寸公差为k6,如图所示。

轴系部件设计

机械设计大作业说明书 题目:轴系部件设计 学院:机电工程与自动化学院 专业:机械类 班级: 姓名: 学号:

目录一.大作业任务书4 二.设计内容4 1. 选择轴的材料4 2. 按扭转强度估算轴径4 3. 轴的结构设计5 3.1轴承机构及轴向固定方式5 3.2选择滚动轴承类型5 3.3键连接设计5 3.4各轴段直径设计5 3.5各轴段长度设计6 4.轴的受力分析6 4.1轴的受力简图7 4.2计算支撑反力7 4.3轴的弯矩图8 4.4轴的转矩图9 5.校核轴的强度9 6. 轴的安全系数校核计算10 7. 校核键连接的强度11

8. 校核轴承寿命11 8.1计算当量动载荷11 8.2轴承寿命校核12 9. 轴上其他零件设计12 9.1轴上键连接的设计12 9.2轴承座结构设计12 9.3轴承端盖设计12 三、参考文献13

一、大作业任务书 带式运输机的传动方案如图1所示,机械工作平稳、单向回转、成批生产,其他数据见表1。 图1 方案电动机 工作功 率P/kW 电动机满 载转速 n m/(r/min) 工作机的转 速 n w/(r/min) 第一级 传动比 i1 轴承座中 心高 H/mm 最短工 作年限 工作 环境 5.1.4 2.2 940 80 2.1 160 5年2班室内、清洁 二、设计内容 1.选择轴的材料 通过已知条件和查阅相关的设计手册得知,该传动机所传递的功率属于中型功率。因此轴所承受的扭矩不大,对质量及结构尺寸无特殊要求。故选用常用材料45号钢,并进行调质处理。 2.按扭转强度估算轴径 对于转轴,扭转强度初算轴径,查参考文献[2]表10.2得C=103~126,考虑轴端弯矩比转矩小,故取C=106,则

TS16949文件(全套质量手册、程序文件、表单)

共页第页

文件控制流程图

1. 目的 对质量管理体系中的文件进行规范和控制,确保文件的充分性与适宜性,确保各相关场所使用有效文件。 2. 适用范围 适用于与质量管理体系有关的文件和资料的控制。 3. 职责 3.1质量部负责编制质量手册,管理者代表审核,总经理批准。 3.2各相关业务主管部门负责编制相关的质量管理体系程序文件,相关部门主管审核、签字, 质量部审定,管理者代表批准。 3.3各相关业务主管部门负责编制其他管理性文件,相关部门主管审核、签字,综合部审定, 管理者代表批准。 3.4技术部和相关部门负责编制主管的技术文件、支持性文件,包括《工序标准操作卡》、《作 业指导书》、《设备操作规程》、《检验指导书》等,并由部门主管领导审核批准。 3.5各部门设兼职文件管理员,负责本部门文件和资料的管理工作。 4. 工作程序和要求 4.1文件的分类 4.1.1受控文件 凡质量管理体系运行的部门(含提供认证机构)、场所、班次,使用的文件均为受控文件,包括: a.质量体系文件:如质量手册、程序文件和其它质量文件(表格、报告等)。 b.管理文件:如制度等。 c.技术、支持性文件:如工程图样、工程标准、数据资料、检验指导书、试验程序等。 d.外来文件:国家标准、行业标准、法律法规、顾客工程规范、供方记录等。 4.1.2非受控文件 凡于质量管理体系运行无关联的文件属于非受控文件,如行政任命、事务性通知等。 a.盖“非受控”章的文件为非受控文件,供有关人员参考用。 b.因评审、考察等用的,向上级机关或顾客提供的质量体系文件,均为非受控文件。 c.“非受控”文件,更改不通知,作废不回收。 4.1.3文件管理 a.质量体系文件、管理性文件由综合部归档、控制、分发和回收。 b.技术文件由技术部归档、控制、分发和回收。

公司规章制度程序文件

公司规章制度程序文件

目录 第一章管理总则 (3) 第二章员工守则 (4) 第三章人事管理制度 (4) 第一节总则 (4) 第二节编制及定编 (4) 第三节员工的聘(雇)用 (5) 第四节工资、奖金及待遇 (5) 第五节假期及待遇 (6) 第六节辞职、辞退、开除 (7) 第四章行政管理制度 (8) 第一节总则 (8) 第二节办公用品领用规定 (8) 第三节电话使用规定 (8) 第四节车辆使用管理规定 (8) 第五章合同管理制度 (8) 第一节总则 (8) 第二节经济合同的签订及管理 (9) 第六章考勤制度 (10) 第七章保密制度 (12) 第八章安全保卫制度 (12) 第九章晋升制度 (13) 第一节总则 (13) 第二节分则 (13) 第十章奖惩制度 (13) 第一节总则 (13) 第二节奖励 (14) 第三节处罚 (14)

第一章管理总则 一、为了加强管理,完善各项工作制度,促进公司发展壮大,提高经济效益,根据国家有 关法律、法规及公司章程的规定,特制订本管理细则。 二、公司全体员工都必须遵守公司章程,遵守公司的规章制度和各项决定、经律。 三、禁止任何部门、个人利用任何手段侵占或破坏公司财产。 四、公司禁止任何部门、个人损害公司的形象、声誉的行为。 五、公司禁止任何部门、个人为小集体、个人利益而损害公司利益或破坏公司发展。 六、公司通过发挥全体员工的积极性、创造性和提高全体员工的专业艺术、管理、经营水 平,不断完善公司的经营、管理体系,实行多种形式的责任制,不断壮大公司实力和提高经济效益。 七、公司提倡全体员工刻苦学习科学技术文化知识,公司为员工提供学习、深造的条件和 机会,努力提高员工的素质和水平,造就一支思想和业务过硬的员工队伍。 1.公司派出进修,费用及培训时间由公司承担和安排,并与员工签订技术协议。 2.自己申请进修或深造并与公司业务相关的,费用由个人和公司各承担50%,并与 公司签订技术协议。 3.自己申请进修或深造且与公司业务无关的,费用由个人承担,培训时间按事假计 算。公司根据公司业务情况保留同意或拒绝员工申请的权力。 八、公司鼓励员工发挥才能,多作贡献。对有突出贡献者,公司予以奖励、表彰。 九、公司为员工提供平等的竞争环境和晋升机会,鼓励员工积极向上。 十、公司倡导员工团结互助,同舟共济,发扬集体合作和集体创造精神。 十一、公司鼓励员工积极参与公司的决策和管理,欢迎员工就公司事务及发展提出合理化建议,对作出贡献者公司予以奖励、表彰。 十二、公司尊重员工的辛勤劳动,为其创造良好的工作条件,提供应有的待遇,充分发挥其知识为公司多作贡献。 十三、公司为员工提供社会保险等福利保证,并随着经济效益的提高而提高员工各方面的待遇。 十四、公司实行“按劳取酬”、“多劳多得”的分配制度。

(整理)轴承基本参数.

轴承基本参数:直径D、宽径比B/D、间隙系数ψ D—轴瓦(或轴颈)的公称直径,R—轴瓦实际半径,r—轴颈实际半径。 c=R-r —半径间隙,为轴瓦实际半径R与轴颈实际半径r之差。 ψ =2c/D=c/R—间隙系数,为半径间隙与轴瓦(或轴颈)的半径比值,对轴承的性能影响较大,是重要的设计参数之一。一般取值0.001左右,近似可按ψ=0.00057n4/9选取(注意:这里n的单位为r/min),偏大的值有利于降低温升和功耗。对椭圆轴承、多楔轴承轴承的间隙系数ψ=c/R一般取值比圆轴承大,在0.004左右。速度较高时,可取较大值,如0.005~0.012,有利于降低温升和功耗。 B—轴承(瓦)的轴向工作宽度;B/D—宽径比,一般取0.3~2,多选在0.5~1之间。低速重载轴承取大值,高速、轻载轴承取小值。小的B/D有利于增大润滑油流量,降低轴承温升。 轴承工作参数:偏心率ε、偏位角θ、最小油膜厚度hmin e—偏心距为轴承工作时,轴颈中心与轴瓦中心距离。 ε =e/c —偏心率为偏心距与半径间隙的比值,是轴承工作的主要参数,决定了最小油膜厚度和轴承工作状态。一般取偏心率ε在0.4~0.8之间,多在0.6左右取值。ε取值大会减小最小油膜厚度,造成温度升高和磨损增大,但轴承刚度增大;ε取值小虽能增大最小油膜厚度,但轴承刚度变小,ε过小可能出现半频涡动现象;对椭圆轴承、多楔轴承轴承的偏心率ε=e/c,一般取值比圆轴承大,在0.003左右。速度较高时,可取较大值,如0.005~0.012,可以降低温升和功耗。 hmin=c-e=ψR(1-ε)—最小油膜厚度,轴承间隙最小处的油膜厚度。一般要求hmin>S(Ra+y),(Ra:轴瓦和轴径粗糙度均方值,y:轴倾斜和弯曲的挠度,S:安全系数)。 θ—偏位角,为轴颈中心与轴瓦中心的连线与载荷F(垂直线)之间的夹角,决定轴颈偏斜方位、以及最小间隙和承载区的位置,进油口位置的设置时要考虑θ。 非圆轴承:预负荷系数(椭圆比)m 、预负荷系数m 、瓦张角α α—轴瓦张角,为瓦块圆弧的圆心角,=360/z-180Lk/πR, 其中:z—瓦数,Lk—进油口弧长。 c=R-r —半径间隙,为轴瓦实际半径R与轴颈实际半径r之差。 δ—轴承中心与轴瓦圆弧中心之间的距离。 m=δ/c—预负荷系数(椭圆比),m<1。m决定了轴承的楔形度,m越大,楔形度越大。一般取m=0.5~0.2,对于椭圆轴承,预负荷系数称为椭圆比,一般m=0.5左右。 润滑油:牌号、运动粘度μ、动力粘度η、粘温指数β 润滑油牌号:一般滑动轴承使用的润滑油类型有:主轴油、透平油,机械油。润滑油的牌号一般是按运动粘度表示:N20、N30等,表示该润滑油40℃时运动粘度是20cSt、30cSt。一般,转速较高时使用30#油,转速较低时使用20#油。静压轴承的润滑油40℃时运动粘度一般较小,如N2~N10。在用户也可以采用自定义方式输入润滑油的各种性质。 ρ—润滑油密度,一般ρ=950kg/m3左右。 μ—润滑油的运动粘度(常用单位:cSt=mm2/s)。μ40℃:润滑油40℃时运动粘度。滑动轴承粘度一般取μ=300/n1/3≈20~30cSt。 η—润滑油动力粘度。轴承适用的润滑油动力粘度η一般0.007~0.07Pa.s,多在0.02~0.05Pa.s 之间,一般可近似按η=0.26/n1/3选取。高速、精密轴承取小值,压力供油时取大值。 动力粘度η与运动粘度μ的关系:η=ρμ≈0.00085μ(Pa.s)。 β—粘温指数,β=ln(u1/u2)/(T1-T2),为粘温关系式μ=μ0e-β(T-T0)中的指数,一般在0.01~0.1之间,多为0.03左右。

轴承设计计算表

6910轴承的设计计算过程 1.外形尺寸: 外径D :φ72;内径d :φ50;宽度C (B ):12。 2.主参数的选取 2.1钢球直径约束: )()(max min d D Dw d D K K w w -≤≤- 式中K w 按标准选取0.28~0.31,代入数值计算得: 6.1682.6≤≤Dw 2.2钢球组中心圆直径的约束 )(51.0)(5.0d D d D D wp +≤≤+代入数值计算得: 22.6261≤≤D wp 2.3钢球个数的约束: 1) (sin 21)(sin 2180 1max 1+≤≤+--wp w wp w D D Z D D φ 式中:φmax 为最大填球角,按标准选取199o,Z 取整数。 由以上三个约束条件得: D w =6.747 D wp =61 Z=16 2.4填球角φ 51.190)61/747.6(sin )116(2)(sin )1(211=-=-=--wp w D D z φo 3额定载荷 3.1基本额定动载荷:

KN D Z f b C w c m r 5.14747.6164.753.18.1328.132=???== 3.2额定静载荷: KN ZD f C w or 7.11747.6161.1622 0=??== 4套圈设计 4.1沟道曲率半径R i ,R e (取值精度0.01) R i =f i D w =0.515×6.747=3.47 R e =f e D w =0.525×6.747=3.54按标准与之最相近的一组R i ,R e : R i =3.46+0.04 0 R e =3.53+0.04 0 4.2沟道直径d i ,D e (取值精度0.001,允差按标准选±0.02) 253.54747.661=-=-=w wp i D D d D e =d i +2D w +u U=(U min +U max )/2代入数值得 De=d i +2D w +(U min +U max )/2=54.253+2×6.747+(0.008+0.020) =67.761 4.3沟位置a 65.0==B a a a a e i == 4.4套圈挡边直径d 2,D 2(取值精度0.1) w d i D K d d +=2 w d e D K D D -=2式中K d 值按标准选取0.3,代入数值得 3.56747.63.0253.542=?+=+=w d i D K d d 7.65747.63.0671.672=?-=-=w d e D K D D 允差按标准选取

机械设计大作业轴承部件的设计doc

机械设计基础设计实践设计计算说明书 题目:轴承部件设计 学院: 班号: 学号: 姓名: 日期:

机械设计基础设计实践任务书 题目:轴承部件设计设计原始数据及要求:

目录 一、估算轴的基本直径 (4) 二、确定轴承的润滑方式和密封方式 (4) 三、轴的结构设计 (4) 1. 初定各轴段直径 (4) 2. 确定各轴段长度(由中间至两边) (5) 3. 传动零件的周向定位 (5) 4. 其他尺寸 (5) 四、轴的受力分析 (6) 1. 求轴传动的转矩 (6) 2. 求轴上传动件作用力 (6) 3. 确定轴的跨距 (6) 4. 按当量弯矩校核轴的强度 (6) 5. 校核轴承寿命 (8) 6. 校核键的连接强度 (8) 参考文献 (8)

一、估算轴的基本直径 选用45钢,正火处理,估计直径100d mm <,由参考文献[1]表11.4查得 600b Mpa σ=。查表取C = 110 d ≥C √P n 3 =110×√2.780 3=35.55mm 所求 d 为受扭部分的最细处,即联轴器处的直径。但因该处有一个键槽,故 轴径应增大3%,即35.55 1.0336.62d mm =?=,查表可知,d 取38mm 。 二、 确定轴承的润滑方式和密封方式 大齿轮d 2=mZ =3×81=243m ,圆周速度 222 1.02/2/60260 d d n n v m s m s ππ=?==< 故采用脂润滑。 多尘环境下,采用橡胶圈密封。 三、 轴的结构设计 1. 初定各轴段直径

2. 确定各轴段长度(由中间至两边) 3. 传动零件的周向定位 齿轮及联轴器处均采用A 型普通平键,其中齿轮处为:键16×50GB1096-1990;联轴器处为:键12×40GB1096-1990。 4. 其他尺寸 为加工方便,并参照6010型轴承的安装尺寸,轴上的过渡圆角半径全部采用r =1mm ;轴端倒角为2×45°。 轴承支座宽度12(5~10)L C C mm δ=+++ 查表得120C =,218C =,箱体壁厚取8mm δ=,则20188854L mm =+++=

公司质量手册及程序文件过程审核程序

公司质量手册及程序文件过程审核程序 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

1. 目的 规范生产过程质量审核管理,对每个生产过程进行审核,以确保生产过程的稳定性,降低生产成本,提高产品质量及竞争力,满足顾客要求。 2. 适用范围 适用于产品生产的全过程审核及管理。 3. 职责 质量部负责组织年度过程质量审核、日常过程质量审核,组织对审核中发现的问题采取纠正措施,并保存相关记录。 生产车间负责配合审核活动的开展。 综合部负责提供相关人员的培训记录。 4. 工作程序和要求

质量部负责编制《年度过程审核实施计划》和技术部负责编制《过程审核作业指导书》,报管理者代表批准。《过程审核实施计划》内容包括: 4.1.1审核目的和范围; 4.1.2受审核的过程所在的车间; 4.1.3审核日期、地点及各主要审核活动的时间安排; 4.1.4审核依据的文件。 每年度进行一次过程质量审核。 由质量部、技术部等相关部门有一定专业资格的人员组成的审核小组对制造过程的每道工序进行审核,与审核有关的部门要予以配合。质量部负责整理审核过程记录。 参与过程质量审核的人员必须是与审核活动无直接责任的。 审核依据: 4.5.1经顾客批准的PPAP文件中规定的过程能力或性能、产品图纸、工艺文件、检验文件、控制计划、操作规程等。 4.5.2质量体系要求。 审核内容 4.6.1人 a.操作人员是否对《工艺卡》、《设备操作规程》规定的内容理解并接受; b.操作人员是否按《工艺卡》、《设备操作规程》进行操作; c.过程操作人员是否与岗位规范相适应,如上岗证、操作证等。 4.6.2机 a.过程使用设备的选择、使用是否恰当; b.设备维护保养情况和管理情况; c.工装、模具、切削工具等管理情况。 4.6.3料 a.有无防止混料的控制措施,执行情况如何; b.过程用辅助材料对过程制品质量的影响情况; c.产品标识与检验和试验状态的标识是否符合有关程序文件规定。 4.6.4法 a.所用工艺文件、检验文件是否完整、正确、统一、有效。 4.6.5环 a.现场环境是否满足过程对温度、湿度、清洁度、光照度等要求; b.通道、地面、毛坯堆放、工位器具摆放是否符合过程控制情况; c.预防保护措施(防止磕、碰、划、伤、锈等)是否有效。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档