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       国际上轴承的整体技术水平,在近30年来取得了令人瞩目的进步。高精度、高转速、高可靠性、长寿命、免维护保养以及标准化、单元化、通用化已成为轴承的基本技术标志。在轴承基础技术进步、通用产品的结构改进、专用轴承单元化和陶瓷轴承的开发等方面取得的成效最为显著。

       (1)基础理论水平。轴承基础理论主要指与轴承寿命、额定载荷和极限转速等有关的理论。1980~1998年间由Ioanndeshe和Harris等提出了接触疲劳极限寿命理论,使轴承寿命计算方法不断完善。额定静载荷最新理论给出了允许轴承发生相当于万分之一滚动体直径的永久变形下所对应的各类轴承的最大滚动体接触应力;轴承极限转速的研究提出了极限转速的定义、限定范围与使用条件。

       (2)设计技术水平。轴承设计理论有了很大发展,先后提出和应用了有限差分法、有限元法、动力学及拟动力学、弹性流体动力润滑理论等,与此相适应,计算机辅助设计已在各国轴承设计计算中得到广泛应用。轴承内部结构改进,主要包括减小套圈壁厚,加大滚动体直径与长度,采用对数母线凸度滚子,改变保持架结构与参数,改变引导方式,增加轴承内密封改善挡边接触等。

       (3)轴承产品技术水平。当今轴承产品的发展具有五个显著特征:①坚持标准化、系列化、通用化;②向轻量化、功能组件化、单元化及智能化方向发展;③产品向高速度、高精度、高可靠性、低摩擦、低振动及低噪声方向发展;④采用和发展了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)以及计算机集成制造系统/信息管理系统CIMS/IMS)技术;⑤采用现代高新技术,如新钢种、新型工程陶瓷材料、表面改性技术及新的设计结构等。

       (4)工艺及工艺装备水平。在工业发达国家,批量较大的标准轴承,采用高效、高精度的自动化设备加工制造,对于批量更大的则组织自动化生产线、自动化车间甚至自动化工厂进行生产。热处理根据对尺寸稳定性要求控制残奥含量;根据冲击性能要求进行差异定量控制;设计合理硬度及匹配(套圈、滚动体具有不完全相同的高硬度);为获得长寿命,研究晶粒细化对无氧化热处理工艺过程的要求;为提高材料的冲击韧性,发展了贝氏体淬火工艺。此外,表面工程技术也得到广泛应用,如激光表面冲击强化、离子注入等。在机械加工方面,向高精度、大批量、标准化生产、优质、高效及低耗方向发展,大量采用复合工序和自动化生产线。套圈锻造采用精化、半精化工艺和装备,如高速镦锻机、多工位压力机和冷辗机,以提高材料利用率,减少切削量并降低后工序加工成本。磨加工以高速、高效为发展方向,同时大力开发磨削-超精研自动化生产线,应用CBN砂轮磨削、自适应磨削、在线测量和故障自动诊断等新技术,并配以轴承自动装配生产线,确保生产率,稳定产品质量。纳米级轴承加工与测量技术已取得进展,目前已能够进行原材料冶金质量的检测,热处理残奥检测,自动化生产线加工过程在线检测的闭环控制系统,高精度圆度测量技术及误差补偿技术等。轴承检测仪器向着网络化、智能化、虚拟化和纳米化方向发展,高精度的纳米圆度测量仪、工业CT无损检测技术和激光技术也在轴承行业中应用。

       在机械基础件中,轴承的结构并不复杂,但对于精度、寿命和可靠性、稳定性的要求较高,轴承的设计和制造涉及多学科理论和技术的全面应用。在轴承设计方面,涉及到诸如分析力学、弹性理论、流体力学、统计学、断裂力学、金属学、传热学、摩擦学等许多学科的知识;在轴承制造方面,轴承属于在精度、速度、寿命、可靠性上有较高要求的产品,需要包括材料科学、热处理技术、精密机械加工技术、数控技术、计算机集成制造等多学科理论和技术的全面支撑。现代轴承制造业已形成高技术化的发展趋势。

       高性能轴承要求在高速重载条件下长期保持高精度和工作状态稳定性,取决于轴承组件几何精度及其稳定性和基体材料组织性能及其稳定性。轴承组件在每步工序中都受到随时变化的热、力或热力耦合作用,这些非线性的温度场、应力场和复杂的温度变化历程与应力变化历程,使得轴承组件的宏观几何形态、微观金相组织状态、金属流线走向与残余应力分布等产生显著变化,进而导致轴承的几何精度、精度稳定性和抗疲劳性能等随之发生显著改变。因而轴承组件几何精度、基体材料组织性能及其稳定性在各工序之间发生复杂的遗传和演化作用,这种遗传演化结果与原材料组织性能、制造工艺和过程的条件等因素密切相关,并且直接决定了轴承的服役性能和使用寿命。针对轴承组件的复合交叉工序全过程,开展轴承组件成分材料和组织设计,揭示在成形、车加工、热处理等工序中轴承组件的宏观几何精度变化机制、表面物理机械性能变化规律与微观材料组织状态遗传演化机理,建立基于整个制造过程的轴承组件基体材料微观组织和表面状态控制方法,是高性能轴承制造的关键技术问题。