對提高整個行業可靠性的需求（qiú）不斷增加，這（zhè）意味著工程師需要考慮設備（bèi）的所有組件。軸承係統是（shì）機器中的關鍵部（bù）件，其故障可能會帶來災難（nán）性且代價（jià）高昂的（de）後果。軸承設計對可（kě）靠性（xìng）有重大影響，特別是在極端操作條件下，包括高溫或低溫（wēn），真空（kōng）和腐（fǔ）蝕性氣氛（fēn）。本文概述了（le）在具有挑戰性的環（huán）境中指定軸承時應考慮的注意事項，以便工程師可以確保其設備的高可靠性和出色（sè）的長壽命性能。 　　軸承係統包括許多元件，例如包（bāo）括滾珠，套圈（quān），保持（chí）架和潤滑。標準軸承通常無法承受嚴（yán）酷環境的嚴酷考驗，因此需要特別考慮（lǜ）各個（gè）零件。最重要（yào）的元（yuán）素是潤滑，材料和特殊的熱處理或（huò）塗層（céng），通過仔細考（kǎo）慮每個因素，就可以最好地為應用配置軸承。
在（zài）高溫下運（yùn）行
　　高溫應（yīng）用（例如在航空航天工業中的致動係統中使用（yòng）的（de）應用）可能會給標（biāo）準軸承帶來挑戰。此外，隨著設備的體積越來越（yuè）小和功率密度的增（zēng）加，設（shè）備中的溫度也在上升，這給平均軸承帶（dài）來了問題。
潤滑方式
　　潤滑是此處的重要考慮因素（sù）。潤（rùn）滑油具有最高的（de）工作溫度，在該溫度下它們將（jiāng）開始降解並迅速蒸發，從而導致軸承故障。通常將標準潤（rùn）滑脂的最高溫度限製在120°C左右，某些常規的高溫（wēn）潤滑脂能夠抵抗高達180°C的溫度。
　　但是，對於需要更（gèng）高溫度的（de）應用場合（hé），可（kě）以使用特（tè）殊的氟化潤滑脂，並且可以獲（huò）得超過250°C的溫度。在不（bú）可能進行液體（tǐ）潤滑的情況下，可以選擇使用固體潤滑，這樣即使在（zài）更高（gāo）的（de）溫度下也可（kě）以實現低速可靠的運行（háng）。在這種情況（kuàng）下，建（jiàn）議使用二硫化鉬，二（èr）硫化鎢，石墨或聚（jù）四氟乙烯作為固體潤滑劑，因為它們可以忍受很高的溫度並持續更長的時間。
材料
　　當溫度超過300°C時（shí），則需要特殊的（de）環和球材料。AISIM50是一種（zhǒng）高溫鋼，通（tōng）常被（bèi）推薦使用，因為它在高溫下表現出很高的耐磨性（xìng）和抗疲勞性。BG42是另一種高溫鋼，在300°C時具有良好的熱硬度，通常被指定使用，因為它具有（yǒu）很高的耐（nài）腐蝕性，並且在極端溫度下也不易疲勞和磨損。
　　還需要高溫籠，它們可以用特殊的聚合物材料提供，包括PTFE，聚酰亞胺，聚酰胺-酰亞胺和聚醚-醚-酮。對於高溫油潤（rùn）滑係統，軸承保持架也可以由青銅，黃銅或鍍銀鋼製成。
塗層和熱處理
　　先進的塗層和表（biǎo）麵處理技（jì）術可應用於（yú）軸承，以消（xiāo）除摩擦，防止腐蝕並減少磨損，從而改善高溫下的軸（zhóu）承性（xìng）能。例如，鋼製保持架可以（yǐ）塗銀以（yǐ）提（tí）高性能和可靠（kào）性。在潤滑劑失效/缺（quē）乏的情況下，鍍銀的作用類（lèi）似於固體潤滑（huá）劑，使軸承能夠在短時間內或（huò）緊急情況下繼續運行。
低溫下的可靠性
　　另一方（fāng）麵，低溫對於標準軸承可（kě）能會造成問題。
潤滑方式
　　在低溫應用中，例如溫度在-190°C左右的低溫泵應用中，油潤滑（huá）會變（biàn）得蠟狀，從而導致軸承故障（zhàng）。諸如MOS2或WS2之類的固體潤滑是提高可靠性的理想選（xuǎn）擇。此外，在這些應用中，被泵送的介質可以（yǐ）充當（dāng）潤滑劑，因此需要對軸（zhóu）承進行（háng）特（tè）殊配置，以（yǐ）使用與介質良好配（pèi）合的材料在這些低溫下運行。
材料
　　SV30®是可用於改善軸承疲勞壽命和耐磨性的一種材料，它是一種馬氏體經過淬火，高氮，耐腐蝕（shí）的鋼。還建（jiàn）議使用（yòng）陶瓷球，因為（wéi）它們（men）具有（yǒu）出色的性能。該材料的固有（yǒu）機（jī）械性能意味著它們在惡劣（liè）的潤（rùn）滑條件（jiàn）下也能提供出（chū）色的運行性能，並且（qiě）更適合在低溫下可靠運行。
　　保持（chí）架材料也應選擇為盡可能耐磨，這裏的好選擇包括PEEK，聚三氟氯乙烯和PAI塑料（liào）。
熱處理
　　環應經過特殊熱處理，以提高低溫下的尺寸穩定性。
內部設計
　　低溫工作的另一個考慮因素是軸承的內部設計。軸（zhóu）承被設計成具有一定程度的徑向遊隙，但是隨著溫度的降（jiàng）低，軸承部件會（huì）發生熱收縮，因此徑向遊隙的量會減少。如果（guǒ）在（zài）運行過​​程中徑向遊隙減小到零，則（zé）將導致軸承故障。旨在用於低溫（wēn）應用的軸承應設計成（chéng）在室溫下具（jù）有更大的徑向遊隙，以便在低溫下具有可接受的工作（zuò）徑向遊隙水平。
處理真空壓力
　　在超高真空環境中，例如在製造電子設備，半導體和（hé）LCD中存在的環境中，壓力可能（néng）低於10-7mbar。超高真空軸承通常用於製（zhì）造環境中的致動設備。另一個典型的真空應用是渦輪分子泵，可在製（zhì）造環（huán）境中產（chǎn）生真空。在後一種應用中，經常需要軸（zhóu）承高速工作。
潤滑方式
　　在（zài）這些條件下潤滑是關鍵。在（zài）如此高的真空（kōng）度（dù）下，標準的潤滑（huá）脂會蒸（zhēng）發並脫氣，而缺（quē）乏有效的潤滑會導致軸承故（gù）障。因此需（xū）要使用特（tè）殊的潤滑。對於高真空環境（低至約10-7mbar），可（kě）以使用PFPE潤滑脂，因為它們具有更高（gāo）的耐蒸發性。對於超高真空環（huán）境（10-9mbar及以（yǐ）下（xià）），需要使用固體潤滑劑和塗料。
　　對於中等真空環境（大約10-2mbar），通（tōng）過精（jīng）心設計和選擇特殊的真空潤滑脂，可以使軸承係統具有超過40,000小時（約5年）的使用壽命，並可以高速運（yùn）行。實現（xiàn）。
耐腐蝕性能
　　打算在腐蝕性環境中使用的軸承需要特別配置，因為（wéi）它們可能會暴露於酸，堿和鹽水以及其他腐蝕性化學物質中（zhōng）。
材料
　　材料是（shì）腐蝕性環境的重要（yào）考慮因素。標準軸承鋼容易腐蝕，導致早期軸承故障。在這種情況下，應（yīng）考慮使用帶陶瓷球的SV30環材料，因為它（tā）們具有很（hěn）高的耐腐蝕性。實際上，研究表明，在鹽霧環境中，SV30材料的使（shǐ）用壽命比其他耐腐蝕鋼的使用壽（shòu）命長很（hěn）多倍。在受控的鹽霧測試中，SV30鋼在經過1000小時（shí）的鹽霧測試後僅顯示（shì）出輕微的（de）腐蝕跡象，並（bìng）且在測試環上清楚（chǔ）地看到了（le）SV30的高耐腐蝕性。特殊的陶瓷球材料（例如氧化鋯和碳（tàn）化（huà）矽）也可以用於進（jìn）一步提高軸承的耐腐（fǔ）蝕性物質。
從介質（zhì）潤滑中獲得更多收益
　　最終的挑戰性（xìng）環境是應（yīng）用，其中介質充當潤滑劑（jì），例如製冷劑，水或液壓油。在所有這些應用中，材料都是最重要的考慮因素，並且經常（cháng）發現SV30–陶瓷混合軸承提供了最實用，理（lǐ）想的解決方案。
結論
　　極端環境對標準軸承提出了許多操作挑戰，從而導致它們過早失效。在這些（xiē）應用中，應仔細（xì）配置（zhì）軸承，使其適合特定目的並提供出色的持（chí）久性能。為確保軸承的高可靠性，應特（tè）別注意潤滑，材料，表（biǎo）麵塗層和（hé）熱處理（lǐ）。