高溫高速全陶瓷軸承配合技術(shù)研究

靳國棟+薛進(jìn)學(xué)+李亮+王玉飛+張同賀

摘要：基于先進(jìn)氮化硅陶瓷材料的特點(diǎn)，對(duì)全陶瓷軸承內(nèi)圈與鋼軸配合的影響因素以及過盈配合動(dòng)、靜態(tài)極限值進(jìn)行了分析和實(shí)例試驗(yàn)，證明了給出的全陶瓷軸承與鋼軸配合的分析方法可行，對(duì)高科技陶瓷軸承的推廣應(yīng)用具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：全陶瓷軸承；動(dòng)態(tài)極限值；靜態(tài)極限值；過盈配合；氮化硅；試驗(yàn)

0引言

近幾十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，滾動(dòng)軸承的使用環(huán)境和條件越來越苛刻，如高速、高溫、耐腐蝕、強(qiáng)磁性、無油潤滑等惡劣工況，采用脂潤滑和油潤滑的鋼制軸承已不能滿足要求。實(shí)踐已證明，先進(jìn)陶瓷材料完全可以作為滾動(dòng)軸承材料，隨著高技術(shù)陶瓷材料在軸承領(lǐng)域的應(yīng)用，研發(fā)的高新性能的陶瓷軸承，在民用、航空航天等領(lǐng)域獲得了應(yīng)用，明顯看到陶瓷新材料對(duì)軸承的創(chuàng)新所帶來的促進(jìn)作用。但是，作為高附加值的高端全陶瓷軸承的推廣應(yīng)用仍存在問題，諸如高強(qiáng)度、高韌性氮化硅陶瓷材料制備，氮化硅全陶瓷軸承評(píng)價(jià)技術(shù)，壽命預(yù)測(cè)理論，特別是陶瓷材料與鋼材料的性能差異，在高溫高速陶瓷軸承與鋼軸配合間隙不合理，嚴(yán)重影響軸承的性能。文獻(xiàn)[5，6]中分別提出使用柔性零件和特殊的膠粘劑，來實(shí)現(xiàn)陶瓷軸承與金屬的聯(lián)結(jié)，分析認(rèn)為僅適用于低速常溫輕載等工況，而高溫高速重載等惡劣工況條件下陶瓷部件與金屬部件的聯(lián)接技術(shù)制約了高附加值的高端陶瓷軸承的推廣應(yīng)用，為解決這一瓶頸難題，本文基于先進(jìn)氮化硅陶瓷材料的特點(diǎn)，分析了全陶瓷軸承與鋼軸配合的影響因素，以及過盈配合動(dòng)、靜態(tài)極限值，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)特定工況條件下對(duì)全陶瓷軸承與鋼軸配合進(jìn)行了計(jì)算分析及試驗(yàn)驗(yàn)證。