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全陶瓷軸承系列三項團體標準發(fā)布

信息來源:中國機械工程學會

軸承被視為工業(yè)裝備的“關(guān)節(jié)”,其性能直接影響著國民經(jīng)濟及國防領(lǐng)域超過萬億重大裝備的可靠運行。

全陶瓷軸承是指內(nèi)/外圈、滾動體等關(guān)鍵部件均采用陶瓷材料制得的高科技軸承產(chǎn)品。高精度全陶瓷軸承,在國內(nèi)數(shù)控機床、國防軍工、航空航天、石油化工、醫(yī)療器械等高端裝備技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛需求,其制造水平體現(xiàn)了國家高端制造核心競爭力。實現(xiàn)高端裝備用超精密全陶瓷軸承國產(chǎn)化,對于打破國外技術(shù)封鎖,提升國內(nèi)工業(yè)及裝備制造業(yè)的整體水平和核心競爭力,推動國產(chǎn)高端裝備向智能化、綠色化發(fā)展具有重大意義。

全陶瓷軸承采用的工程陶瓷材料主要包括:氮化硅(Si3N4)、氧化鋯(ZrO2)、碳化硅(SiC)等,其具有傳統(tǒng)金屬材料所不具備的優(yōu)良物理化學特性。該類材料制得的全陶瓷軸承主要優(yōu)勢體現(xiàn)在:

(1)工程陶瓷材料的硬度遠大于普通軸承鋼,同型號軸承在相同工作條件下全陶瓷軸承使用壽命可提高30%以上;

(2)工程陶瓷材料熱變形系數(shù)僅為軸承鋼的1/4~1/5,在極端高溫、低溫及大溫差工作條件下全陶瓷軸承可表現(xiàn)出良好的抗熱震性,服役性能穩(wěn)定;

(3)工程陶瓷材料密度小,轉(zhuǎn)動慣量及離心力小,適用于超高轉(zhuǎn)速,且承載能力強,抗磨性能好,故障率低;

(4)工程陶瓷具有耐腐蝕、磁電絕緣等特性,在腐蝕性、強磁場及電蝕等工況條件下的工作性能具有優(yōu)勢。

目前全陶瓷軸承的極限工作溫度已經(jīng)能夠突破1000℃,連續(xù)工作時間可達50000h以上,且具有自潤滑特性,在無潤滑條件下仍能保證工作精度與使用壽命。全陶瓷軸承結(jié)構(gòu)特點恰好彌補了金屬軸承在工程應用中的缺陷,具有超高轉(zhuǎn)速、耐高/低溫、耐磨損、耐腐蝕、抗磁電絕緣、無油自潤滑等特性,適用于極度惡劣的環(huán)境及特殊工況,在高端技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊應用前景。

圖2  全陶瓷關(guān)節(jié)軸承、滾子軸承及球軸承樣件

日前,經(jīng)中國機械工程學會標準化工作委員會審定,以下三項標準正式發(fā)布。

《全陶瓷關(guān)節(jié)軸承 向心關(guān)節(jié)軸承》(T/CMES 04003-2022)

《滾動軸承 全陶瓷圓柱滾子軸承》(T/CMES 04004-2022)

《滾動軸承 圓柱孔全陶瓷球軸承產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范和公差值》(T/CMES04005-2022)

該系列標準由中國機械工程學會生產(chǎn)工程分會組織,沈陽建筑大學(“高檔石材數(shù)控加工裝備與技術(shù)”國家地方聯(lián)合工程實驗室)牽頭研制。該系列標準將于2022年4月正式實施。

該系列技術(shù)標準規(guī)定了全陶瓷關(guān)節(jié)軸承的相關(guān)術(shù)語、定義、具體型號、外形尺寸、公差范圍及游隙標準;全陶瓷圓柱滾子軸承的分級、加工技術(shù)要求、配合技術(shù)要求及退刀槽技術(shù)要求;以及圓柱孔全陶瓷球軸承的尺寸和幾何特性、公稱尺寸極限偏差以及公差值,限定了全陶瓷軸承的工作界面(倒角除外)。依托該系列標準,進一步規(guī)范了全陶瓷軸承的設(shè)計、生產(chǎn)、裝配及檢驗過程,保障全陶瓷軸承的性能質(zhì)量,避免全陶瓷軸承在加工、檢測及使用過程中產(chǎn)生不必要的損失,引導國內(nèi)全陶瓷軸承行業(yè)健康有序發(fā)展,提升全陶瓷軸承在使用過程中安全性、可靠性和經(jīng)濟性,為提高國產(chǎn)全陶瓷軸承產(chǎn)品精度具有深遠影響。

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