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    軸承用氮化硅陶瓷球

    多年來，陶瓷材料一直是從事軸承研究的工程師們最感興趣的材料。“陶瓷軸承”一詞通常使人想到完全由陶瓷制成的運轉(zhuǎn)得又紅又熱而不用潤滑的軸承。早期的許多工作都集中在高溫環(huán)境下的全陶瓷軸承的研究，例如空氣透平發(fā)動機軸承。目前對這樣的軸承還在繼續(xù)，但需要改進(jìn)潤滑系統(tǒng)。近來的開發(fā)工作已集中于鋼制套圈或滾道與陶瓷球組成的混合軸承。混合軸承已經(jīng)在機床主軸這樣有迫切需要的場合中使用，而且其用途越來越廣。

    陶瓷材料有許多種，其成份、顯微組織和性能各不相同。業(yè)已證明，用于軸承時氮化硅材料具有最好的物理、機械綜合性能。目前全世界的氮化硅球年產(chǎn)量估計在幾百萬粒。

    混合陶瓷軸承與同樣型號的全鋼軸承相比其最重要的特點是：

    1.運轉(zhuǎn)速度提高，因為氮化硅球的密度低就意味著離心力減小。
    2. 剛性增大，因為氮化硅的彈性模量比軸承鋼大50％。
    3.發(fā)熱減少，因為氮化硅球具有摩擦系數(shù)小、運動性能好的特點。
    4,熱穩(wěn)定性更好，因為氮化硅的熱膨脹系數(shù)是鋼材的三分之一。
    5.設(shè)計靈活性更大，因為氮化硅材料性能使軸承設(shè)計者可以改換不同參數(shù)而不必考慮影響。

    應(yīng)用于機床時，這些特點使生產(chǎn)率和加工精度得到提高，使產(chǎn)品質(zhì)量得到改善。傳統(tǒng)上用于高速主軸軸承的潤滑裝置一般要采用油一氣或油霧潤滑系統(tǒng)，因為脂潤滑會降低全鋼軸承的性能。另一方面，混合軸承可以安全地采用脂潤滑。對機床制造者來說，取消油一氣潤滑系統(tǒng)可以顯著降低成本。

    用于飛機發(fā)動機中的混合陶瓷軸承也在開發(fā)之中�？諝馔钙桨l(fā)動機在高速下運轉(zhuǎn)，其軸承中的球產(chǎn)生的離心力負(fù)荷，常常成為制約發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速的主要因素。裝有低密度氮化硅球的混合軸承提供了在更高速度下運轉(zhuǎn)的可能性，加之軸承內(nèi)部發(fā)熱較少，可以顯著減輕重量。

    混合陶瓷軸承最常見的形式是裝有氮化硅球的角接觸球軸承，這種軸承可以在既有徑向也有軸向負(fù)荷時有效地高速運轉(zhuǎn)。但是軸向負(fù)荷只能從一個方向施加。因此這些軸承通常成對安裝并施加預(yù)負(fù)荷以保證正確的接觸角。角接觸球軸承和深溝球軸承相比一端開口較大，所以通常用加強型酚醛樹脂保持架。有的混合軸承產(chǎn)品在材料方面雖然只是把鋼球變成了氮化硅球，但是另一方面，溝道的幾何尺寸也作了改進(jìn)以優(yōu)化軸承性能。另一些類型的陶瓷球可用于一些特殊場合，像儀表軸承和陀螺軸承。