高温高速全陶瓷轴承配合技术研究

靳国栋+薛进学+李亮+王玉飞+张同贺

摘要：基于先进氮化硅陶瓷材料的特点，对全陶瓷轴承内圈与钢轴配合的影响因素以及过盈配合动、静态极限值进行了分析和实例试验，证明了给出的全陶瓷轴承与钢轴配合的分析方法可行，对高科技陶瓷轴承的推广应用具有重要的理论和现实意义。

关键词：全陶瓷轴承；动态极限值；静态极限值；过盈配合；氮化硅；试验

0引言

近几十年来，随着科学技术的进步，滚动轴承的使用环境和条件越来越苛刻，如高速、高温、耐腐蚀、强磁性、无油润滑等恶劣工况，采用脂润滑和油润滑的钢制轴承已不能满足要求。实践已证明，先进陶瓷材料完全可以作为滚动轴承材料，随着高技术陶瓷材料在轴承领域的应用，研发的高新性能的陶瓷轴承，在民用、航空航天等领域获得了应用，明显看到陶瓷新材料对轴承的创新所带来的促进作用。但是，作为高附加值的高端全陶瓷轴承的推广应用仍存在问题，诸如高强度、高韧性氮化硅陶瓷材料制备，氮化硅全陶瓷轴承评价技术，寿命预测理论，特别是陶瓷材料与钢材料的性能差异，在高温高速陶瓷轴承与钢轴配合间隙不合理，严重影响轴承的性能。文献[5，6]中分别提出使用柔性零件和特殊的胶粘剂，来实现陶瓷轴承与金属的联结，分析认为仅适用于低速常温轻载等工况，而高温高速重载等恶劣工况条件下陶瓷部件与金属部件的联接技术制约了高附加值的高端陶瓷轴承的推广应用，为解决这一瓶颈难题，本文基于先进氮化硅陶瓷材料的特点，分析了全陶瓷轴承与钢轴配合的影响因素，以及过盈配合动、静态极限值，在此基础上，针对特定工况条件下对全陶瓷轴承与钢轴配合进行了计算分析及试验验证。