【軸承網(wǎng)】
前言 軸承性能和使用壽命受配套原材料性質(zhì)、幾何參數(shù)、操作環(huán)境和它們的相互作用的影響比較大。需要對(duì)特定原材料和軸承幾何學(xué)進(jìn)行臺(tái)式試驗(yàn), 陶瓷軸承平臺(tái)測(cè)試包括功率損耗、發(fā)熱性、振動(dòng)、失效形式、潤滑劑適應(yīng)性和耐久性評(píng)估?！?/p>
高速應(yīng)用 載強(qiáng)加到外圈滾道接觸面, 負(fù)荷增加了球的滾動(dòng)速度, 同時(shí)影了內(nèi)外滾道的接觸角。氮化硅陶瓷軸承在噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)這樣高速應(yīng)用中顯示出特別的優(yōu)勢(shì), 主軸軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的指數(shù)軸承的內(nèi)徑軸速達(dá)到或超過一動(dòng), 高速軸刀指數(shù)在氣“ 。測(cè)試中設(shè)外部滾道沒有相對(duì)旋轉(zhuǎn), 高速轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)嚴(yán)重后果是滾動(dòng)元件的離心力把額外增加的巨大 負(fù)兩個(gè)滾道接觸角間的任何變化導(dǎo)致接觸面相對(duì)旋轉(zhuǎn)。接觸面的最大相對(duì)滑動(dòng)速度是由軸承旋轉(zhuǎn)速度和主要的赫茲接觸橢圓半徑引起。
測(cè)試結(jié)果表明全鋼軸承滑動(dòng)速度比鋼氮化硅混合軸承大約高。例如在火箭燃料渦輪泵的全鋼軸承浸人到液態(tài)氮一℃ 的軸承平臺(tái)測(cè)試中, 由于滑動(dòng)產(chǎn)生量, 當(dāng)接觸溫度足夠高時(shí)引起鋼外圈和滾珠由于退火開始變色。過多的滑動(dòng)也可能引起劃傷。所有這些高速影響增加了早期故障傾向, 甚至突然發(fā)作。在平測(cè)試中混合氮化硅軸承比標(biāo)準(zhǔn)鋼軸承產(chǎn)生的熱量低一, 證明熱量的產(chǎn)生取決于運(yùn)行條件和潤滑方法。 高溫應(yīng)用像航空宇宙應(yīng)用和絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)這樣的熱環(huán)境,對(duì)全鋼軸承和使用的液體潤滑劑的高溫性能提出了挑戰(zhàn)。雖然高溫鋼在℃時(shí)可以保持穩(wěn)定, 但普通鋼軸承元件在溫度大于℃時(shí)不能保硬度。即使更高級(jí)的溫液體潤滑劑在這種條件下也會(huì)惡化和退化。
但是測(cè)試已經(jīng)證明固體潤滑的全氮化硅軸承在這些溫度下, 甚至在高于1000℃的更苛刻的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)良好。陶瓷軸承開發(fā)早期, 在噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用全陶瓷軸承, 進(jìn)行包括全部、部分的和零潤滑劑例如無潤滑的流程測(cè)試, 在以高馬赫數(shù)相當(dāng)于聲速飛行和高溫件下, 軸承實(shí)際運(yùn)行溫度為℃。有些軸承發(fā)生故障由于設(shè)計(jì)問題和裝備原因大于氮化硅原料本身的問題, 但是成功的測(cè)試證明使用陶瓷軸承開發(fā)噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱部件是可行的。在過去十年里, 氮化硅軸承的深層開發(fā)和測(cè)試己經(jīng)向尖端推進(jìn), 可以更好地應(yīng)用在更苛刻的高溫條件下。
鋼所進(jìn)行的軸承測(cè)試與全軸承性能相比有更低的摩擦力和更高的耐磨損性能。擴(kuò)混合軸承的摩擦力和抗劃傷性能有益于提高表面加工質(zhì)量?；旌系栎S承在、和中運(yùn)行的許多成研究已經(jīng)完成。在可重復(fù)使用的空間航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展階段, 最初的高壓氧渦輪泵在全鋼軸承中遇到了嚴(yán)重的磨損問題, 現(xiàn)在有效潤滑的混合氮化硅承已經(jīng)用于改進(jìn)。廣泛的測(cè)試包括點(diǎn)火試驗(yàn), 啟動(dòng)和飛行都沒有測(cè)試到混合氮化硅軸承球和滾道的磨損。低溫應(yīng)用在提供超低溫推進(jìn)、使用液體燃料例如態(tài)氧和液態(tài)氫推進(jìn)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫渦輪泵中, 軸承在高速和重負(fù)荷的低溫推進(jìn)劑中直接運(yùn)轉(zhuǎn), 這種條件對(duì)任何滾動(dòng)元件的軸承來說都是特別苛刻的。因在軸承元件之間有效的流體動(dòng)力潤滑薄膜, 由于低溫流體的低粘性而不存在。
當(dāng)前所有用于火箭推進(jìn)泵的鋼軸承使用專用薄膜, 軸承保持架當(dāng)固體潤滑劑使時(shí), 運(yùn)行時(shí)間很短, 通常大約個(gè)小時(shí)。在這些極惡劣工況條件下, 全鋼軸承容易受到粘和磨損、劃傷和咬死影響。高速下運(yùn)行的鋼軸承的局部高溫, 可以導(dǎo)致遞薄膜氏和即使在很低溫度下也退火。對(duì)將來可以重復(fù)使用的空間航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī), 壽命要求比當(dāng)前可消耗部件長得多, 因此, 渦輪泵軸承的耐用性和可性應(yīng)該相應(yīng)提高。足夠的低溫強(qiáng)度和韌性是低溫應(yīng)用中的氮化硅軸承的應(yīng)具備基本先決條件。
通過測(cè)量相同尺寸的鄧、鄧和在液態(tài)氮表測(cè)試軸承在液態(tài)氮℃ 中最大承載軸承類型入擴(kuò)成全陶瓷擴(kuò), 一混合氮化硅一全鋼最大承載損壞形式氮化硅球全部損壞鋼球損壞, 氮化硅元件完好鋼球全部損壞中的最大承受荷, 結(jié)果如表中所述,擴(kuò)中鋼球損壞, 氮化硅元件完好時(shí), 所承受載荷是璐中鋼球全部損壞時(shí)的三倍, 而擴(kuò)中氮化硅球全部損壞所承受的載荷是峪的兩倍。在液氧中菇合一般應(yīng)用陶瓷軸承以前只用于像航行器和太空交通工具這樣要求苛刻的機(jī)器上, 但是由于批量生產(chǎn)成為可能, 隨著生產(chǎn)成本的穩(wěn)定下降, 陶瓷軸承要的市場(chǎng)將是一般應(yīng)用。陶瓷軸承可以安裝于精密機(jī)床和加工中心,高軸承硬度, 高旋轉(zhuǎn)精度, 低軸承溫升和長使用壽命, 較少維護(hù)的軸承, 是產(chǎn)品精確度好的質(zhì)要求。在鋼滾軋應(yīng)用中, 召耐高溫性和耐熱性能推動(dòng)了滾子軸承的發(fā)展。
是惰性物質(zhì), 對(duì)酸和堿金屬具有高抗腐蝕性, 當(dāng)軸承用于高腐蝕環(huán)境的化學(xué)處理業(yè)時(shí), 這種特性是至關(guān)重要的。熱靜等壓氮化硅零件的網(wǎng)狀燒結(jié)技術(shù)使生產(chǎn)費(fèi)用減少, 陶瓷軸承現(xiàn)在用于真空泵、高速電動(dòng)車、變速箱、牙科、鉆孔機(jī)、電用電動(dòng)機(jī)、海水機(jī)械等。當(dāng)前, 直徑大于的氮化硅球每年生產(chǎn)一千萬, 而主要用于計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)軸承的較小的滾珠產(chǎn)量達(dá)到每月幾百萬。結(jié)論以上簡(jiǎn)要地括了已經(jīng)進(jìn)行和正在進(jìn)行的氮化硅滾動(dòng)軸承應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛研究。
早期想象的陶瓷軸承許多優(yōu)勢(shì), 經(jīng)過了過去二十年持續(xù)的研究和發(fā)展已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。不僅僅高苛求的特殊環(huán)境,例如航空宇宙, 也對(duì)一般應(yīng)用提供了超過傳統(tǒng)全鋼軸承的性能優(yōu)勢(shì)。然而, 將來的關(guān)鍵問題是減少生產(chǎn)成本。通過研究人員對(duì)陶瓷軸承實(shí)性能問題的解決, 氮化硅軸承正在開始得到更廣泛的認(rèn)可。
前言 軸承性能和使用壽命受配套原材料性質(zhì)、幾何參數(shù)、操作環(huán)境和它們的相互作用的影響比較大。需要對(duì)特定原材料和軸承幾何學(xué)進(jìn)行臺(tái)式試驗(yàn), 陶瓷軸承平臺(tái)測(cè)試包括功率損耗、發(fā)熱性、振動(dòng)、失效形式、潤滑劑適應(yīng)性和耐久性評(píng)估?！「咚賾?yīng)用