
幾乎每個行業(食品加工、鋼鐵制造、航空航天和醫療設備等)的制造商都在不斷提高對滾動軸承的性能期望,同時也使其暴露在各種操作和環境條件下。雖然人們總是期望實現卓越的性能,但經常被忽視的是,極端條件會深刻影響軸承的使用壽命,使基本額定壽命縮短多達 90%。
軸承壽命,詳解
傳統上,軸承壽命的計算基于一個統計公式,該公式利用了軸承制造商確定的額定動載荷。選擇軸承類型后,將評估載荷、速度和占空比,以得出基本額定壽命,并將其與所需的設計壽命進行比較,以確定合適的尺寸。
然而,當在運行中受到惡劣環境的影響時,軸承的壽命會大大縮短。通常需要進行設計修改以保持預期壽命(即更改可能包括環和滾子的材料、涂層、密封件、保持器材料和潤滑劑)。它很少是一刀切的解決方案。在進行任何必要的修改之前,設計人員必須考慮所有環境因素,以達到最合適的更改。
影響軸承壽命的三種常見且具有挑戰性的操作環境包括:高溫、暴露于腐蝕性化學品和真空環境。為了充分規劃并滿足生產目標和里程碑,制造商必須考慮這些變量。
高溫環境
定制軸承可以承受超過 350 的溫度o攝氏度。要設計用于此類環境的定制軸承,制造商必須同時考慮軸承材料和潤滑。
52100 鉻鋼是一種常見的球軸承和滾子軸承材料,它可以承受大約 125 的溫度o攝氏度。因此,在更高的溫度下,尋找可以在 350 以上的溫度下運行的熱穩定材料o攝氏度。
此外,油的粘度會隨著溫度的升高而降低,這反過來又會影響潤滑油膜的承載能力。標準軸承潤滑脂通常在高達 175 的溫度下運行o攝氏度。選擇高溫潤滑脂或油,其運行速度可達 285o攝氏度。
腐蝕性環境
水和化學品會對軸承的使用壽命產生深遠影響。例如,在食品加工廠中,軸承經常受到高壓水的影響,而灌溉系統則同時暴露在水和肥料中。這兩種環境都會損害軸承和潤滑劑。
雖然環和部件通常由不銹鋼制成,但在腐蝕性環境中,請考慮使用氮增強型馬氏體不銹鋼,其耐腐蝕性是其五倍。同樣,陶瓷可用于滾動體,在腐蝕性環境中提供卓越的性能。
真空環境
最后,真空環境,包括太空中遇到的環境,沖擊保持器和潤滑劑,脫氣材料凝結在光學元件(鏡頭、太陽能電池、導航傳感器)上。脫氣速率在較高溫度下增加,需要固體潤滑劑,包括金、銀、二硫化鉬和聚四氟乙烯。此外,奧氏體不銹鋼 AISI 304 保持架材料是保持架材料的首選,可降低滾動體和保持架之間的扭矩。


