對提高整個行業可靠性（xìng）的需求不斷增加，這意味著工程師需要考慮設備的所有組件。軸承係統是機器中的關鍵部件，其故障可能會（huì）帶來災（zāi）難性且（qiě）代價（jià）高昂的後果。軸承設計對可靠性有重大影響，特別是在（zài）極端操作條件下，包括高溫或低溫，真空和腐蝕性（xìng）氣氛。本文概述了在具有挑戰性的環境中指定（dìng）軸承時應考慮的注意事項，以便工程（chéng）師可以（yǐ）確保其設備的高可靠性和（hé）出色的長壽命性能。
軸承係統包括（kuò）許多（duō）元（yuán）件，例（lì）如包括（kuò）滾珠，套圈（quān），保持架和（hé）潤滑。標準軸承通常無法承受嚴酷環境的嚴酷（kù）考驗，因此需要特別考慮各個零件。最重要的（de）元素是潤滑，材料和特殊（shū）的熱處理（lǐ）或塗層，通（tōng）過仔細（xì）考慮每個因素，就可以最好地為應用配置軸承。
在高溫下運行
高溫應用（例如在航空航天工業（yè）中的致動係統中使用的應用）可能會給標準軸承帶來挑戰。此外，隨著設備的體積（jī）越來越小和功（gōng）率密度的增加，設備（bèi）中的溫度也在上升，這給平均軸承帶來（lái）了問（wèn）題。
潤滑方式
潤滑是此處的重（chóng）要（yào）考（kǎo）慮因素。潤滑（huá）油具有最高的工作溫度，在該溫度下它們將開始（shǐ）降解並迅速蒸發，從而導致軸承故障。通常將標準潤（rùn）滑脂的最高溫度（dù）限製在120°C左右，某些常（cháng）規的高溫潤滑脂能夠抵（dǐ）抗高達180°C的溫度。
但（dàn）是，對於需要更高溫度的應用場（chǎng）合，可以使用特殊的氟化潤滑脂，並且（qiě）可（kě）以獲得超過（guò）250°C的溫度。在（zài）不可能進（jìn）行液體潤滑的情況下，可以選擇使用固（gù）體潤滑，這樣即使在（zài）更高的溫度下也可以實現低速可（kě）靠的運行（háng）。在（zài）這種情況下（xià），建議使用二硫（liú）化鉬（mù），二硫化鎢，石墨或聚四氟乙烯作為固（gù）體潤滑劑，因為它（tā）們（men）可以忍受很高的溫度並持續更（gèng）長（zhǎng）的時間（jiān）。
材料
當溫度（dù）超過300°C時，則需要特殊的環和球材料。AISIM50是一（yī）種高溫鋼，通常被推薦使用，因為它在高溫下（xià）表現（xiàn）出很高的耐（nài）磨性和抗疲勞性。BG42是另一（yī）種高溫鋼，在300°C時具有良好的熱硬度，通常被指定使用，因為它具有很高的（de）耐腐蝕性，並且在極端（duān）溫（wēn）度下也不易疲（pí）勞和磨損。
還需（xū）要高溫籠，它們可以用特殊的聚（jù）合物（wù）材料提供，包括PTFE，聚酰亞胺，聚酰胺-酰亞胺和聚醚-醚-酮。對（duì）於高溫油潤滑係統，軸承保持架也（yě）可以（yǐ）由（yóu）青銅，黃銅或鍍銀鋼製成。
塗層和熱（rè）處理
先進的塗層和表麵處理技（jì）術可應用於軸承，以消除摩（mó）擦，防止腐蝕並減少磨損，從而改善高溫下的軸承性能。例如（rú），鋼製保持架可以塗銀以提高性能和可靠（kào）性。在（zài）潤滑（huá）劑失效/缺乏的情況下，鍍銀的作用類似於固體潤滑劑，使軸承能夠在短時間內或緊急情況（kuàng）下繼續運行。
低（dī）溫下的可靠性
另一方麵，低溫對於標準軸承可能會造成問題。
潤滑方（fāng）式
在低溫應用中，例如溫度（dù）在-190°C左右的低溫泵應用中，油潤（rùn）滑會變得蠟狀，從而導致軸承故障。諸如MOS2或WS2之類的固體潤滑是提（tí）高可靠性的理（lǐ）想選擇。此外，在這（zhè）些應用（yòng）中，被泵送（sòng）的（de）介質可以充當潤滑劑，因（yīn）此需要對軸承進（jìn）行特殊配置，以使用與介質良好配合的材料在這些低溫下運行（háng）。
材料
SV30®是可用於改（gǎi）善軸承疲（pí）勞壽命和耐磨性的（de）一種材料，它是一種馬氏體經過淬火（huǒ），高氮，耐腐蝕（shí）的鋼。還建議使用陶（táo）瓷球，因為它們具有出色（sè）的性能。該材（cái）料的固有機械（xiè）性能（néng）意味著它們（men）在惡劣（liè）的潤滑條件下也能提（tí）供出色的運行性能，並且更適合（hé）在（zài）低溫下可靠運行。
保持架材料也應選擇為盡可能（néng）耐磨，這（zhè）裏的（de）好選擇（zé）包括PEEK，聚三氟氯乙烯和PAI塑料。
熱處理
環應經過特殊熱處理，以提高低溫下的尺寸穩定性。
內部設計
低溫工作的另一個考慮因素是軸承的內部設計。軸（zhóu）承被設計成具有一定程度的徑向遊隙，但是隨著溫度（dù）的降低，軸承部件會發生熱收縮，因（yīn）此徑向（xiàng）遊隙的量會減少。如果在運行過程中徑向遊隙減小（xiǎo）到零，則將導致軸承故障。旨在用於低溫應用的軸承應設計成在室溫下具有更大的徑向遊隙，以便在低溫下具有可（kě）接受的工作徑向遊隙（xì）水平。
處理真空壓力
在超高真空環境中，例如在製造電子設備，半導體和LCD中存（cún）在的環境中，壓力可能低於10-7mbar。超高真空軸承通（tōng）常用於製造環（huán）境（jìng）中的致動設備。另一個典型的真空應用是渦輪分（fèn）子泵，可在製造環（huán）境中產生真空（kōng）。在後一種應用中（zhōng），經常需要軸承高速工作。
潤（rùn）滑方（fāng）式
在這些條件下潤滑（huá）是（shì）關鍵（jiàn）。在如此高的真空度下，標準的潤滑脂（zhī）會蒸發並脫氣，而缺（quē）乏有效的潤滑會導致軸（zhóu）承故障。因此需要使（shǐ）用特殊的潤滑。對於高真空環境（低至約10-7mbar），可以使用PFPE潤滑脂，因為它們具有更高的耐蒸發性。對於超高（gāo）真空（kōng）環境（10-9mbar及以下），需要使（shǐ）用固體潤滑劑和塗料。
對於中等真空環境（大約10-2mbar），通過精心設計和（hé）選擇特殊的真（zhēn）空潤滑脂，可（kě）以使軸承係統具有超過40,000小時（約5年）的使用壽命，並可以高速運（yùn）行。實現。
耐腐蝕性能
打算在腐蝕性環境中使用的軸承需要特別配置，因為它們可能會暴露於酸，堿和鹽水以及其他腐蝕性化學（xué）物質中。
材料
材料（liào）是腐（fǔ）蝕性環（huán）境的重要考慮因素。標（biāo）準軸承鋼容易腐蝕，導致早期軸承故障。在這種情況下，應考慮使用帶陶瓷球的SV30環材料，因為它們具有（yǒu）很高的耐腐蝕性。實際上，研（yán）究表明，在鹽（yán）霧環境中，SV30材（cái）料的使用壽命比其（qí）他耐腐蝕鋼的使用壽（shòu）命長很多倍。在受控的鹽霧（wù）測試中，SV30鋼在經過1000小（xiǎo）時的鹽霧測試後僅顯示出輕微的腐蝕跡象，並且在測（cè）試環上清楚地看到（dào）了（le）SV30的高耐腐蝕性。特殊的陶瓷球材料（例如氧化鋯和碳化矽）也可以用於進一步提高軸承的耐腐蝕性物質。
從介質潤滑中獲得更多收（shōu）益
最終的挑戰性環（huán）境是（shì）應用，其中介質充當潤滑劑，例如製冷劑，水或液壓油（yóu）。在所有這些（xiē）應用中，材料都是最重要的考慮因素，並且經常發現SV30–陶瓷混合軸承提供了最實用，理想的解決方（fāng）案。
結（jié）論
極端環境（jìng）對標準軸承提出了許多操作挑戰，從（cóng）而導（dǎo）致它們過早失效。在這些應用中，應仔細配置軸承，使其適合特定目的並提供出色的持久性能。為確保軸（zhóu）承的高可靠性，應特（tè）別注意（yì）潤滑，材料，表麵塗層和熱（rè）處理。
