滾動(dòng)軸承的基本特點(diǎn)是摩擦力小、精度高、剛度高及維護(hù)保養(yǎng)方便。滾動(dòng)軸承的技術(shù)特點(diǎn)主要是由其應(yīng)用領(lǐng)域的繁雜性和廣泛性所決定的。
滾動(dòng)軸承是最精密的機(jī)械產(chǎn)品之一,其尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度一般均是以微米級(jí)來設(shè)計(jì)和制造的。對(duì)于軸承鋼球,其形狀偏差要求達(dá)到0. 01μm甚至更高精度。目前,在計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器和一些高精度儀器儀表中,已開始采用“納米級(jí)”軸承。
滾動(dòng)軸承的尺寸范圍跨度較大。小者,內(nèi)徑僅0. 6mm,質(zhì)量約為0.002g。大者,外徑已達(dá)8m,質(zhì)量約為32t。微型軸承如同“微雕工藝品”,特大型軸承則又是名副其實(shí)的“重型機(jī)械產(chǎn)品”。
滾動(dòng)軸承的應(yīng)用性能已達(dá)到高級(jí)化和超高級(jí)化的程度。
例如:
1)在高速性能上,對(duì)軸承線速度的要求已超過200m/s;
2)在耐溫性能上,用于火箭氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的耐低溫軸承需要耐受-253℃的低溫,用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的耐高溫軸承目前承受的溫度已達(dá)650℃,預(yù)測(cè)將來的耐溫需求要達(dá)到800~1100℃;
3)在低摩擦性能上,用于陀螺儀表中的軸承,已要求摩擦力矩小于0.02×10-4N.m;
4)在低振動(dòng)與低噪聲性能上,用于一些微型電機(jī)的軸承,已要求其振動(dòng)加速度極值低于18dB,用于空調(diào)器等家用電器中的軸承,現(xiàn)已達(dá)所謂的“超靜音”水平;
5)在潤(rùn)滑性能上,很多場(chǎng)合均要求一次性“終身潤(rùn)滑”,例如人造衛(wèi)星在太空中數(shù)年的運(yùn)行期間,不能對(duì)軸承進(jìn)行再潤(rùn)滑;
6)在長(zhǎng)壽命和高可靠性上,通用軸承已開始使用“無限壽命”這一新概念,專用軸承已追求與配套主機(jī)的“終身壽命”和大修期內(nèi)的“零失效”,可靠度也已由過去常規(guī)的90%提高到95%以上,甚至高達(dá)99% (軍品軸承更要求高達(dá)100%);
7)在其他應(yīng)用性能上,如抗重載、耐沖擊,耐磨損、耐腐蝕、抗輻射、防磁化等方面,也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。另外,滾動(dòng)軸承在高新技術(shù)領(lǐng)域也扮演著十分重要的角色。例如,在工程陶瓷中,滾動(dòng)軸承是結(jié)構(gòu)陶瓷最具有應(yīng)用前景的一類產(chǎn)品。陶瓷軸承現(xiàn)已應(yīng)用到機(jī)床、汽車、地鐵、航空、航天、化工等許多領(lǐng)域,其本身就屬于新材料、新技術(shù)產(chǎn)品;在計(jì)算機(jī)中,硬盤驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)速已由過去的7200r/min提高至現(xiàn)在的10000r/min 和 15000r/min,且磁道密度越來越密,如果沒有軸承的高轉(zhuǎn)速和高旋轉(zhuǎn)精度(不可重復(fù)跳動(dòng)已達(dá)幾十納米級(jí)),這是不可能實(shí)現(xiàn)的;還有智能軸承,裝在ABS的汽車輪轂軸承單元以及其他各種軸承單元等。
因此,滾動(dòng)軸承盡管從結(jié)構(gòu)形式上看比較簡(jiǎn)單,但從實(shí)質(zhì)上看,卻是一種包含了復(fù)雜技術(shù)、綜合技術(shù)甚至尖端技術(shù)的具有高技術(shù)含量的機(jī)械產(chǎn)品。
滾動(dòng)軸承的技術(shù)特點(diǎn)和工作需求對(duì)滾動(dòng)軸承的可靠性保障技術(shù)也提出了很高的要求??煽啃员U霞夹g(shù)可以分為設(shè)計(jì)制造的保障技術(shù)和運(yùn)行維護(hù)的保障技術(shù)。相對(duì)于設(shè)計(jì)制造技術(shù)而言,滾動(dòng)軸承運(yùn)行維護(hù)保障技術(shù)發(fā)展較慢。相比于滾動(dòng)軸承本身的應(yīng)用,滾動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用在深度和廣度上都有很大的差距。其主要原因在于,受限于滾動(dòng)軸承本身和工作環(huán)境的特點(diǎn),某些應(yīng)用條件下滾動(dòng)軸承的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)仍然面臨著很大的挑戰(zhàn)。例如:在對(duì)微小軸承的狀態(tài)監(jiān)測(cè)中,選擇何種傳感器是一件很難的事情;對(duì)于低速重載軸承的狀態(tài)監(jiān)測(cè),傳統(tǒng)的信號(hào)采集和信號(hào)處理方法都難以適用。