为了对比分析全陶瓷球轴承与钢球轴承在无润滑条件下的运行状况,对这两种轴承进行了有限元接触分析与疲劳寿命试验,其中通过有限元接触分析来比较两者的最大接触应力,通过疲劳寿命试验来比较两者的温升、振动和疲劳寿命。结果表明在无润滑的条件下,径向载荷为500N时,钢球轴承的最大接触应力较全陶瓷球轴承低了13.4%,其外圈温升和振动值较全陶瓷球轴承高了35.7%和56.3%,全陶瓷球轴承的疲劳寿命较钢球轴承高了22.8%,说明全陶瓷球轴承在无润滑情况下的运行状况要优于钢球轴承。

为探究供油量对轴承振动及温升的影响,本实验对Si3N4全陶瓷深沟球轴承和钢制深沟球轴承开展控制变量实验,探究了深沟球轴承在干摩擦、湿润滑、持续供油条件下的振动及温升特性。结果表明,供油量对全陶瓷深沟球轴承振动及温升的影响程度随轴向载荷的增大而减小,随着轴向载荷增加,润滑后的陶瓷轴承表现出更优越的性能,适用的润滑油供油量范围也较钢制轴承更广,在相同的供油量条件下,陶瓷材质的轴承内圈比钢制轴承内圈的温升低约(5~8)℃,陶瓷轴承的外圈温升比钢制轴承外圈的温升低约(5~11)℃,但钢制轴承在较大供油量时温升下降幅度较大,与陶瓷材质轴承的温升差值减小。同时氮化硅全陶瓷深沟球轴承较钢制轴承在不同供油量条件下振动和温升均表现出更优越的性能。