走出直线轴承设计的误区

在进行直线轴承的设计时，存在着诸多误区，包括所有钢轴都是相同的、不可在恶劣环境中使用直线轴承、轴承座圈与滚动体接触越紧密负荷能力越强、不重视轴承润滑剂的正确选择、快速运转直线轴承将缩短轴承的运动周期、滚动接触体不会磨损、不重视表面抛光、使用小型轴承会降低系统高度、轴出现沟槽时轴会损坏，以及材料硬度越大轴承性能越好等。

直线轴承不可在恶劣环境中使用请特别注意，当在低温或深海环境中使用直线轴承时，设计结构、正确密封和材料选择均是至关重要的因素。其中一个要避免的误区是忽略温度的剧烈变化(例如，一40一55℃)导致尺寸变化的热效应对轴承轴向和径向装配间隙的影响。其可能需要配有刮板的特殊密封和润滑选件，而选择涂层和材料时，盐雾试验也有可能不会测量出特定应用的抗腐蚀性。举例说明，标准盐雾与完全浸没并不相同。

另外，还有很多保护表面的选件，都各有其优势。对于滚动轴承，TDC(薄密镀铬)涂层要比TDN(薄密镀镍)涂层具有更好的耐磨损特性，原因并不在于摩擦特性，而是其硬度更高。但在标准盐雾试验中优于TDC的TDN在轴承接触应力方面则表现较差。

直线轴承的轴常用的材料是中度高碳钢。工程师应当与供应商确认所使用钢材的碳含量、伸直度、弯曲度、表面抛光度、硬度以及硬化层深度等是否适用于轴承的应用环境。钢材内的杂质会导致轴承过早损坏，原因是其可能会对轴承产生较大的Hertzian接触应力。材料的化学组成和均匀性不足会影响轴的加工性能，尤其会影响降低粗糙度或轴承座圈与滚动体接触越密切负荷能力越强人们通常误认为负荷能力越强，轴承性能越好。

对于滚动轴承，沟槽半径与滚动体半径之间的比率为密切因数，而由于材料特性会对应力有一定限制，几何一致性(密切度)的增加则扩大了接触表面的面积，因此，提高了轴承的负荷能力。但是由于特定的限制性，当密切度变得很大时，轴承的性能开始下降，负荷能力也随之降低。其中一部分原因是切向切变差异(作为相对表面加速度的函数)的增大。同时，公差减少以及高密切度因数也会导致高摩擦特性，这些都证明了密切度过大并不是好事。有趣的是，滚动直线轴承的运动周期仅仅因速度和加速度对系统负荷的影响而改变。只要运动体系用作影响负荷的因素，直线轴承就不会受到PV(压力速度)的影响，不会对排热因素敏感，也不会受是否支持宏观膜层因素的影响(根据伯努利方程，液体边界层是主宰因素，速度是主要变量)。当速度和加速度超过一定的标准，即滚动体不再滚动或开始影响EHL(超过v一3一sm/s且。=10动，此时，滚动直线轴承的L10运动周期可通过Lundberg和Palmgren轴承失效理论中的方程进行估算:运动周期二(额定负不重视轴承润滑剂的正确进择中等厚度的铿基润滑脂即可适用于大多数轴承。认为润滑剂并不重要，或者认为润滑脂作为轴承润滑剂要比润滑油更好，这些都是错误概念。

正确选择润滑剂是直线轴承应用的一个重要环节，通常可能会是轴承性能完全或不足的根本原因所在。滚动体和轴承座圈之间的膜层是EH以弹流润滑层)。这种润滑层具备极高的应力，可同时抗击物理(例如热力和切变)和化学(例如污染物和溶剂)冲击(可导致润滑剂失效的冲击)，作为直线轴承表面的主要保护层，防止过早损坏。润滑是保证轴承性能的重要因素。润滑剂的种类很多，从用于高负荷的带有EP添加剂的高粘度润滑脂，到用于化学保护的带有防腐剂的低粘度润滑油;从用于降低粘度破坏或防止蒸发损失的合成润滑剂，到用于低摩擦特性或兼容性考量的中性或有机润滑剂。有些特殊润滑剂专门设计用于消声或抵抗富氧环境亦或极端温度状况。因此，选择正确润滑剂的重点就是要详细了解直线轴承操作环境。

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