對提高（gāo）整個行業可靠（kào）性的需求不斷增加，這（zhè）意味著工程師需要考慮設備的所有組件（jiàn）。軸承係統是機器中的關鍵（jiàn）部件，其故障可能會帶來災難性且代價高昂的後（hòu）果。軸承設計對可靠性有重大影響，特別是在極端操作條件下（xià），包（bāo）括高溫（wēn）或低溫，真空（kōng）和腐蝕性氣氛。本文概述了在（zài）具有挑戰性（xìng）的環境（jìng）中指定軸承時（shí）應考慮的注意事項，以便（biàn）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（duō）元件（jiàn），例（lì）如包括滾珠，套圈，保持架和潤滑。標準軸承通常無法承受（shòu）嚴酷（kù）環境的嚴酷考驗，因此需要特別考慮（lǜ）各個零件。最重要（yào）的元（yuán）素（sù）是潤滑，材料（liào）和特（tè）殊（shū）的熱處理或塗層，通過仔（zǎi）細考慮每個因素，就可以最好地為應用配置軸承。
在高（gāo）溫下運行
　　高溫應用（例如在航空航天工業中的致動（dòng）係統中使用的應用）可能會（huì）給標準軸承帶來（lái）挑戰。此外，隨著（zhe）設備的體積越來越小和功率密度的增（zēng）加，設備中的溫度也在上升，這給（gěi）平均軸承帶來了問題。
潤滑方式
　　潤滑是此處的重（chóng）要（yào）考慮因素。潤滑（huá）油具有最高（gāo）的工（gōng）作溫度，在該溫度（dù）下（xià）它們將開始降解並迅速蒸發，從（cóng）而導致軸承故障。通常將（jiāng）標準潤滑脂（zhī）的最高溫度限製（zhì）在120°C左右，某些常規的（de）高溫潤滑脂能夠抵抗高達（dá）180°C的溫度。
　　但（dàn）是，對（duì）於需要更高溫度（dù）的（de）應用場合，可以使用特殊的氟化潤滑脂，並且可以（yǐ）獲得超過250°C的溫度。在不（bú）可能（néng）進行液體潤滑的情況下，可以選擇使用固體潤滑（huá），這樣即使在更高的溫（wēn）度下也可以實現低速可靠的（de）運（yùn）行。在（zài）這種情況下，建議使用二硫化鉬，二硫化鎢，石墨或聚四氟（fú）乙（yǐ）烯作為固體潤滑劑，因（yīn）為它（tā）們可以忍受很高的溫度（dù）並持續更長的時間（jiān）。
材料（liào）
　　當溫（wēn）度超過（guò）300°C時，則需要特（tè）殊的環和球材料。AISIM50是一種（zhǒng）高溫鋼，通常（cháng）被推（tuī）薦（jiàn）使用，因為它在（zài）高溫下表現出很高的耐磨性和抗疲勞性。BG42是另一種高溫鋼，在300°C時具（jù）有良好的熱硬度，通常被指定使用，因為（wéi）它具有很高的耐腐蝕性，並且（qiě）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（gòng），包括PTFE，聚酰（xiān）亞胺，聚酰胺-酰（xiān）亞胺和聚醚-醚-酮。對於高溫油（yóu）潤滑係統，軸承保持架也（yě）可（kě）以由青（qīng）銅，黃銅或鍍銀鋼製成。
塗層和熱處理
　　先進的塗層（céng）和表麵處理技術可應用於軸承，以消除摩擦，防止腐蝕並減（jiǎn）少磨損，從而改（gǎi）善高溫下的軸承性能（néng）。例如，鋼製保持架可以塗銀（yín）以提高性能和可靠性。在潤滑劑失效/缺乏的情況下，鍍銀（yín）的（de）作用類似於固體潤滑劑，使軸承能夠在短時間內或緊急情況下繼續運（yùn）行。
低溫下的可靠性
　　另一方（fāng）麵，低溫對於標準軸（zhóu）承可能會造成問題。
潤滑方式
　　在低溫應（yīng）用（yòng）中，例如溫（wēn）度在-190°C左（zuǒ）右的低溫泵應用（yòng）中，油潤滑（huá）會變得蠟（là）狀，從而導致軸承故障。諸如MOS2或WS2之類（lèi）的固體潤滑是提（tí）高可靠性（xìng）的理想選擇。此外，在這些（xiē）應用中，被泵（bèng）送的介（jiè）質可以（yǐ）充當潤滑劑，因此需要對軸承進行特（tè）殊配（pèi）置，以使用（yòng）與（yǔ）介質良好配合的材料在這些低溫下運行。
材料（liào）
　　SV30®是可用於改善（shàn）軸（zhóu）承疲勞壽命和耐（nài）磨性的一種材料，它是一種馬（mǎ）氏體經過淬火，高氮，耐腐蝕的鋼。還建議使用陶瓷球，因為它們具有出色的性能。該材料的固有機械性能意味著它們在（zài）惡劣的潤滑（huá）條件下也能提（tí）供出色（sè）的（de）運行性能（néng），並且更適合在低溫下可靠運行（háng）。
　　保持（chí）架材料也（yě）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（huán）應經過特殊熱（rè）處理（lǐ），以提高低溫下的尺寸穩定性。
內部設計
　　低溫工作（zuò）的另一個考慮因素（sù）是軸承的（de）內（nèi）部設計。軸承被設計成具有一定程度的徑向遊（yóu）隙，但是隨著溫度的降低，軸承部件會發生熱收縮，因此徑向遊隙的量會（huì）減少。如果在運行過​​程中徑向遊（yóu）隙減小到零，則將導致軸承故障。旨在用於低溫應用的（de）軸承應設計成在室溫下具有更（gèng）大的徑向遊隙，以便在低溫下具有可接受的工作徑向遊隙水平。
處理真空（kōng）壓力
　　在超（chāo）高真空環境中，例如在製造電子設備，半導體和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造（zào）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（zài）製造環境中產生真空。在後一種應用中，經常（cháng）需要軸承高（gāo）速工作。
潤滑方式
　　在這些條件下潤滑是關鍵（jiàn）。在如此高的真空度下（xià），標準的（de）潤滑脂會蒸發並脫氣，而缺乏有效的潤滑會導致軸承故障。因（yīn）此需要使用特殊的潤滑。對於高真空環境（低至約10-7mbar），可以使用PFPE潤滑（huá）脂，因為它們具有更高的耐蒸發性。對於（yú）超高真空環境（10-9mbar及以下），需要使用固體潤滑劑和塗料。
　　對於中（zhōng）等真空環境（大約10-2mbar），通過精心設計和選擇特（tè）殊的真空潤滑脂，可以使軸承係統具有超過40,000小時（約（yuē）5年）的使用（yòng）壽命，並可以高速運行。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，因為它們可能會暴露於酸，堿和鹽水以及其（qí）他腐蝕性化學物質中。
材料
　　材料是腐蝕性環境的（de）重要考慮因素。標準軸承鋼容易腐蝕，導致早（zǎo）期軸承故障。在這種情況下，應考慮使用（yòng）帶陶瓷球的SV30環材料，因為它們具有很高的耐腐蝕性。實際上，研究表明，在鹽霧環境（jìng）中，SV30材料（liào）的使（shǐ）用壽命比其他耐腐蝕鋼的（de）使用壽命長很多倍。在受控的鹽霧測試中，SV30鋼在經過1000小時的鹽霧測試後僅顯示出輕微的腐（fǔ）蝕跡象，並且在測試環上清楚地看到（dào）了SV30的高耐腐蝕性（xìng）。特殊的陶瓷球材料（例如氧化鋯和碳化矽）也可（kě）以（yǐ）用（yòng）於進一步提高軸承的耐腐蝕性物質。
從介質潤滑中獲得更（gèng）多收益
　　最終（zhōng）的挑戰性環境是應用，其中介質充當潤滑劑，例如製冷劑，水或（huò）液壓油。在所有這些應（yīng）用中，材料都是最（zuì）重（chóng）要的（de）考慮因素，並且經常發現（xiàn）SV30–陶瓷混合軸承提供了最（zuì）實用，理想的解決方案。
結論
　　極端環境對標準軸承（chéng）提出（chū）了許多操（cāo）作挑戰，從而導致它們過早失效。在這些應用中，應仔細配置軸承（chéng），使其適合特（tè）定目的並提供出色的持久（jiǔ）性能。為確保軸承的高可靠性，應（yīng）特別注意潤滑，材（cái）料，表麵（miàn）塗層和熱處理。