1、人體紅外線測溫儀原理紅外線測溫儀原理一，紅外測溫的理論原理在自然界中，當(dāng)物體的溫度高于絕對零度時，由于它內(nèi)部熱運(yùn)動的存在，就會不斷的向四周輻射電磁波，其中就包含了波段位于0.75m100m的紅外線。他最大的特點是在給定的溫度和波長下，物體發(fā)射的輻射能有一個最大值，這種物質(zhì)稱為黑體，并設(shè)定他的反射系數(shù)為1,其他的物質(zhì)反射系數(shù)小于1,稱為灰體，由于黑體的光譜輻射功率P(xr)與絕對溫度T之間滿足普朗克定。說明在絕對溫度T下，波長入處單位面積上黑體的輻射功率為P(xr)。根據(jù)這個關(guān)系可以得到圖1的關(guān)系曲線，從圖中可以看出：(1)隨著溫度的升高，物體的輻射能量越強(qiáng)。這是紅外輻射理論的出發(fā)點，也是單波段

2、紅外測溫儀的設(shè)計依據(jù)。(2)隨著溫度升高，輻射峰值向短波方向移動(向左)，并且滿足維恩位移定理，峰值處的波長與絕對溫度T成反比，虛線為處峰值連線。這個公式告訴我們?yōu)槭裁锤邷販y溫儀多工作在短波處，低溫測溫儀多工作在長波處。(3)輻射能量隨溫度的變化率，短波處比長波處大，即短波處工作的測溫儀相對信噪比高(靈敏度高)，抗干擾性強(qiáng)，測溫儀應(yīng)盡量選擇工作在峰值波長處，特別是低溫小目標(biāo)的情況下，這一點顯得尤為重要。二，紅外線測溫儀的原理紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。被測物體和反饋源的輻射線經(jīng)調(diào)制器調(diào)制后輸入到紅外檢測器。兩信號的差值經(jīng)反放大器放大并控制反饋源的

3、溫度，使反饋源的光譜輻射亮度和物體的光譜輻射亮度一樣。顯示器指出被測物體的亮度溫度三，紅外線測溫儀的性能指標(biāo)及作用測溫范圍，顯示分辯率，精度，工作環(huán)境溫度范圍，重復(fù)性，相對濕度，響應(yīng)時間，電源響應(yīng)光譜，尺寸，最大值顯示，重量，發(fā)射率等1,確定測溫范圍：測溫范圍是測溫儀最重要的一個性能指標(biāo)。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。因此，用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全，既不要過窄，也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化。2,確定目標(biāo)尺寸:紅外測溫儀根據(jù)原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀（輻射比色測溫儀）。對于單色測溫儀，

4、在進(jìn)行測溫時，被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場，背景輻射能量就會進(jìn)入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數(shù)，造成誤差。相反，如果目標(biāo)大于測溫儀的視場，測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。對于雙色測溫儀，其溫度是由兩個獨立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的。因此當(dāng)被測目標(biāo)很小，不充滿視場，測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋，對輻射能量有衰減時，都不對測量結(jié)果產(chǎn)生重大影響。對于細(xì)小而又處于運(yùn)動或震動之中的目標(biāo)，雙色測溫儀是最佳選擇。這是由于光線直徑小，有柔性，可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量。3,確定距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）：距離系數(shù)由D:

5、S之比確定，即測溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測目標(biāo)直徑之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要測量小的目標(biāo)，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。光學(xué)分辨率越高，即增大D:S比值，測溫儀的成本也越高。如果測溫儀遠(yuǎn)離目標(biāo)，而目標(biāo)又小，就應(yīng)選擇高距離系數(shù)的測溫儀。對于固定焦距的測溫儀，在光學(xué)系統(tǒng)焦點處為光斑最小位置，近于和遠(yuǎn)于焦點位置光斑都會增大。存在兩個距離系數(shù)。4,確定波長范圍：目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應(yīng)波長對于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，測量金屬材料的最佳波長是近紅外，可選用0.81.0其他溫區(qū)可選用1.6m,2.2區(qū)和3.9由于有些

6、材料在一定波長上是透明的，紅外能量會穿透這些材料，對這種材料應(yīng)選擇特殊的波長。5,確定響應(yīng)時間：響應(yīng)時間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度，定義為到達(dá)最后讀數(shù)的95%能量所需要時間，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān)。如果目標(biāo)的運(yùn)動速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時，要選用快速響應(yīng)紅外測溫儀，否則達(dá)不到足夠的信號響應(yīng)，會降低測量精度。然而，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測溫儀。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時，測溫儀的響應(yīng)時間就可以放寬要求了6,信號處理功能：鑒于離散過程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過程不同，所以要求紅外測溫儀具有多信號處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值）可

7、供選用，如測溫傳送帶上的瓶子時，就要用峰值保持，其溫度的輸出信號傳送至控制器內(nèi)。否則測溫儀讀出瓶子之間的較低的溫度值。若用峰值保持，設(shè)置測溫儀響應(yīng)時間稍長于瓶子之間的時間間隔，這樣至少有一個瓶子總是處于測量之中。7,環(huán)境條件考慮：測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響，應(yīng)予考慮并適當(dāng)解決，否則會影響測溫精度甚至引起損壞。當(dāng)環(huán)境溫度高，存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護(hù)套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護(hù)測溫儀，實現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。在確定附件時，應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，以降低安裝成本。8,紅外輻射測溫儀的標(biāo)定：紅外測溫儀必須經(jīng)過標(biāo)定才能使它正

8、確地顯示出被測目標(biāo)的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現(xiàn)測溫超差，則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。四，影響紅外測溫儀的主要因素1、測溫目標(biāo)大小與測溫距離的關(guān)系：在不同距離處，可測的目標(biāo)的有效直徑D是不同的，因而在測量小目標(biāo)時要注意目標(biāo)距離。紅外測溫儀距離系數(shù)K的定義為：被測目標(biāo)的距離L與被測目標(biāo)的直徑D之比，即K=L/D2、選擇被測物質(zhì)發(fā)射率：紅外測溫儀一般都是按黑體（發(fā)射率e=1.00分度的，而實際上，物質(zhì)的發(fā)射率都小于1.00。因此，在需要測量目標(biāo)的真實溫度時，須設(shè)置發(fā)射率值。物質(zhì)發(fā)射率可從輻射測溫中有關(guān)物體發(fā)射率的數(shù)據(jù)中查得。3、強(qiáng)光背景里目標(biāo)的測量：若被測目標(biāo)有較亮背景光(特別是受太陽光

9、或強(qiáng)燈直射)，則測量的準(zhǔn)確性將受到影響，因此可用物遮擋直射目標(biāo)的強(qiáng)光以消除背景光干擾。4、小目標(biāo)的測量應(yīng)將測溫儀固定在三角架(可選附件)上需要精確調(diào)焦，即：用目鏡中小黑點對準(zhǔn)目標(biāo)(目標(biāo)應(yīng)充滿小黑點)，將鏡頭前后調(diào)整，眼睛稍微晃動，如果被測小黑圓點之間沒有相對運(yùn)動，則調(diào)焦就已完成5.溫度輸出功能(1)數(shù)字信號輸出一一RS232、RS485,溫度信號遠(yuǎn)傳(2)模擬信號輸出05V,15V,010V,0/420毫安，可以加入閉環(huán)控制中。(3)高報警、低報警一生產(chǎn)過程中要求控制溫度在某個范圍里，可設(shè)置高，低報警值。高報警：在高報警設(shè)置打開的情況下，當(dāng)溫度高于高報警值，相應(yīng)的LED燈閃爍，蜂鳴器響，并有A

10、H常開繼電器接通。今后十年我國軸承產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展預(yù)測今后十年我國軸承產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展預(yù)測中國軸承工業(yè)協(xié)會陶必悅洛陽軸承研究所周有華摘要從我國軸承制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步和提高與重點主機(jī)配套能力的角度，瞄準(zhǔn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家軸承產(chǎn)品的先進(jìn)水平，對今后十年（20012010年）我國應(yīng)重點發(fā)展的十類軸承產(chǎn)品和十項具有共性的關(guān)鍵技術(shù)作了分析和預(yù)測。軸承是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵機(jī)械基礎(chǔ)件，其技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量對主機(jī)的性能和質(zhì)量有著重要的影響，被譽(yù)為機(jī)械的關(guān)節(jié)改革開放以來，我國軸承產(chǎn)品水平和制造技術(shù)水平有了長足進(jìn)步，與重點主機(jī)配套能力有了很大提高，軸承品種規(guī)格達(dá)28000個，部分品種已具有國際水平。目前，我國軸承生產(chǎn)企業(yè)約

11、2000家；軸承年產(chǎn)量20億套，居世界第三位；產(chǎn)值200億元，排世界第四位；年出口10億套，創(chuàng)匯5億美元。中國已躋身于世界軸承生產(chǎn)大國行列。但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國軸承制造業(yè)的整體水平還存在著相當(dāng)大的差距一一組織結(jié)構(gòu)散亂差，重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，生產(chǎn)集中度低；產(chǎn)品設(shè)計水平低，新產(chǎn)品開發(fā)跟不上主機(jī)發(fā)展需求；制造技術(shù)落后，尺寸散差大，振動噪聲大，性能一致性差，壽命可靠性低；產(chǎn)品檔次低，價格亂，競相壓價爭市場，國際競爭能力差。為主機(jī)配套和維修的一些高技術(shù)含量的軸承主要依靠進(jìn)口，而出口軸承則主要是低檔通用軸承。軸承制造業(yè)的這種落后狀況，已經(jīng)成為制約機(jī)械工業(yè)發(fā)展的重要因素之一。通過對我國軸承制造業(yè)現(xiàn)狀的分析和

12、廣泛征求專家意見，初步將今后十年（20012010年）軸承制造業(yè)發(fā)展的基本思路歸納為：結(jié)合市場需求，努力開發(fā)緊缺軸承新品種；瞄準(zhǔn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家軸承產(chǎn)品的先進(jìn)水平，大力改造老產(chǎn)品，使我國軸承產(chǎn)品和制造技術(shù)水平有一個大幅度提高，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量全面邁上新臺階；適度發(fā)展生產(chǎn)能力?，F(xiàn)就我國軸承產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)在今后十年的發(fā)展作如下分析和預(yù)測。一、軸承產(chǎn)品的發(fā)展軸承產(chǎn)品的發(fā)展具有五個方面的特征：1 .繼續(xù)堅持產(chǎn)品的三化”（標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化）方向，以最少的品種滿足不同產(chǎn)業(yè)的多樣化需求，并有利于產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)的要求。2 .產(chǎn)品向輕量化、組件化、單元化、智能化發(fā)展，以配合主機(jī)產(chǎn)品更新?lián)Q代要求。3 .產(chǎn)品向高速度

13、、高精密、高可靠性、低摩擦、低振動、低噪聲發(fā)展1。4 .發(fā)展計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）、計算機(jī)輔助制造（CAM）以及計算機(jī)集成制造系統(tǒng)/信息管理系統(tǒng)（CIMS/IMS）技術(shù)。5 .在軸承產(chǎn)品上采用現(xiàn)代高新技術(shù)、新鋼種、新材料、表面改性技術(shù)以及新的設(shè)計理論等，以發(fā)展軸承可靠性技術(shù)。重點發(fā)展的軸承產(chǎn)品大致可分為十類：1 .航空航天軸承一一軍用飛機(jī)發(fā)動機(jī)主軸軸承、火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵軸承以及各類飛行器和艦船導(dǎo)航儀表軸承（如陀螺馬達(dá)軸承、陀螺框架軸承、衛(wèi)星姿控軸承）軸承是航空航天工業(yè)配套和維修所必需的關(guān)鍵件，與航空航天工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān)。軸承的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星等

14、航空航天飛行器的性能壽命和可靠性。航空航天軸承較民用軸承具有更多特殊性，在精度、速度、靈敏度、壽命、可靠性、溫度、真空度、腐蝕、輻射等方面均有很苛刻的要求。為滿足這些要求，在軸承的設(shè)計、選材、加工、檢測、試驗、潤滑、使用、維護(hù)等各方面都必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施。航空航天軸承技術(shù)含量高，在國際上亦屬絕密范疇，因此必須結(jié)合我國航空航天發(fā)展計劃自行開發(fā)。我國民航現(xiàn)有的主力服務(wù)機(jī)群和維修軸承均為進(jìn)口。軍用飛機(jī)制造歷史久遠(yuǎn)，殲擊機(jī)具有代表性，其配套軸承為自行研制。對飛機(jī)發(fā)動機(jī)主軸軸承的基本要求是高速、高溫和高可靠性。國產(chǎn)軸承的dn值為（1.561.8）X106mm?r/Mn溫度200250C,壽命500h

15、;國外同類產(chǎn)品的dn值（2.252.55）x106mm?min2,溫度250300C,壽命1000h。dn值為3x106mm?r/mi甫勺軸承，國外正在研制之中。陀螺儀軸承，國內(nèi)精度ABEC7級（P4級）、摩擦力矩0.0030.004mN?m;國外精度ABEC9級（P2級）、摩擦力矩0.0010.002mN?mo火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵軸承，溫度-253C（液氫）-183C（液氧），轉(zhuǎn)速2000040000r/min,壽命國內(nèi)3h、國外7h。航空航天軸承品種多批量小,國內(nèi)外價格懸殊。訂貨量50套以內(nèi)，國內(nèi)外價格比1:（1015）。為使國產(chǎn)航空航天軸承在今后十年內(nèi)達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國家當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)水平，應(yīng)重

16、點開發(fā)高速度（dn=2.5x106mm?r/mh大推力、耐高溫（300C,高溫滲碳鋼3）、長壽命（1000h）、高可靠性燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)主軸軸承；高速度（dn=1.5x106mm?r/mh大推力、耐低溫（-253C-183C）、耐腐蝕（零件表面改性處理）、自潤滑（多孔含油保持架）、高強(qiáng)度、高可靠性火箭動力渦輪泵主軸軸承；高速度（20000r/min）、高精度（軸承精度P2級、鋼球P3級）、高靈敏度（啟動摩擦力矩w0.003mN?m高可靠性、長壽命（50000h）、自潤滑（微孔含油保持架）陀螺馬達(dá)軸承；高精度（軸承精度P2級、鋼球P3級）、高靈敏度（啟動摩擦力矩W0.003mN?m耐高真空（真空度

17、1013無）、自潤滑（微孔含油保持架）、長壽命（8年）、高穩(wěn)定性、高可靠性的衛(wèi)星軸承；其他它帶各種法蘭盤的異形航空軸承、陶瓷滾動體軸承等。2 .高速鐵路客車軸承（時速320km、壽命350500萬公里）目前，我國鐵路客車運(yùn)行速度平均在100120km/h,部分線路（廣琛、京滬、寧滬線一一準(zhǔn)高速鐵路）達(dá)到160240km/h。引進(jìn)的高速列車樣機(jī)在試運(yùn)行之中。2000年9月，我國首臺時速305km的高速電力機(jī)車問世。十五”期間可望在京滬線、京沈線、京廣線部分路段逐步實行高速化，與之配套的高速鐵路客車軸承的研制勢在必行。我國年產(chǎn)鐵路客車軸承18萬套，預(yù)計今后十年內(nèi)高速鐵路客車軸承的年用量為1.52萬

18、套，約占鐵路客車軸承總量的1/10。高速鐵路客車軸承附加值高，將會成為軸承制造業(yè)和社會效益不可忽視的增長點。高速鐵路客車（輪對）軸承開發(fā)的主要內(nèi)容：提高軸承高速運(yùn)行下壽命可靠度，開發(fā)新結(jié)構(gòu)軸承及其性能試驗技術(shù)、軸承新材料應(yīng)用技術(shù)（套圈和滾子采用低含氧量的真空脫氣鋼）、高速鐵路軸承專用長壽潤滑脂、大型工程塑料保持架，研制工藝裝備及檢測儀器，開展高速鐵路客車軸承模擬試驗研究、高速鐵路客車軸承數(shù)學(xué)分析研究。3 .新型轎車軸承一一輪轂軸承單元、自調(diào)心沖壓離合器軸承單元、等速萬向節(jié)總成、水泵軸承單元、發(fā)電機(jī)軸承和空調(diào)壓縮機(jī)軸承工業(yè)發(fā)達(dá)國家的軸承制造業(yè)隨著轎車制造業(yè)的迅速發(fā)展而得到相應(yīng)地快速發(fā)展。轎車軸承

19、按結(jié)構(gòu)特點劃分，現(xiàn)已發(fā)展到所謂第三、四代產(chǎn)品，最具代表性的為輪轂軸承、離合器軸承單元和等速萬向節(jié)總成4。其結(jié)構(gòu)特點是，軸承零件與汽車的相關(guān)零件聯(lián)結(jié)為一體，形成輪轂軸承單元。國外輪轂軸承單元已進(jìn)入系列化、實用化、小型化、輕量化、高速化5、大批量生產(chǎn)階段。由于壓力加工、熱處理技術(shù)的提高，已出現(xiàn)薄鋼板沖壓離合器軸承6。隨著我國汽車制造業(yè)的發(fā)展，為滿足國產(chǎn)轎車配套和維修的需要，必須發(fā)展這類軸承產(chǎn)品。我國目前的汽車保有量為25003000萬輛，年產(chǎn)量170萬輛7。根據(jù)今后十年我國汽車制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃，轎車年產(chǎn)量將達(dá)到400500萬輛，到2010年轎車關(guān)鍵部位軸承年需要量為1.2億套。國家已將汽車制造業(yè)列為

20、國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，軸承是汽車的主要配套件，軸承制造業(yè)的發(fā)展必須與汽車制造業(yè)同步甚至超前。我國汽車軸承特別是轎車軸承的開發(fā)將堅持三化方向，并向單元化、組合化發(fā)展，做到同一系列車型用同結(jié)構(gòu)或同型號的軸承；發(fā)展長壽命軸承（即延壽）技術(shù)，努力使軸承與整車等同使用壽命；研究開發(fā)新材料（包括密封材料）或經(jīng)表面改性處理的汽車軸承、高速長壽汽車軸承潤滑脂、精密成形技術(shù)和復(fù)合表面精加工技術(shù)；提高磨削、超精研、裝配的技術(shù)水平和自動化程度；開發(fā)汽車軸承動態(tài)模擬試驗技術(shù)和仿真試驗技術(shù)。4 .精密數(shù)控機(jī)床（數(shù)控車床、銃床、磨床、鏈床和加工中心）主軸軸承精密數(shù)控機(jī)床主軸軸承技術(shù)含量高，加工精度高，附加值高，是體現(xiàn)軸承制

21、造業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志性產(chǎn)品。國外加工中心主軸的轉(zhuǎn)速普遍為8000r/min,業(yè)已開發(fā)出3000040000r/min的加工中心8。機(jī)床的高速化是高效率加工優(yōu)良零件的普遍追求，高轉(zhuǎn)速已成為高速加工中心的主要特征9。目前我國機(jī)床年產(chǎn)量的數(shù)控化率約為12%,國內(nèi)市場占有率約為50%10。國內(nèi)市場上，精密數(shù)控機(jī)床主軸軸承年需求量為58萬組（套）。精密數(shù)控機(jī)床主軸軸承的開發(fā)，除堅持三化方向，并向單元化、組合化、智能化、高速化發(fā)展外，還將側(cè)重開發(fā)納米級加工與測量技術(shù)、G3級精密鋼球研磨技術(shù)、精密凸度圓滾子制造技術(shù)、軸承精度保持性技術(shù)、高速主軸軸承冷卻技術(shù)和軸承組配技術(shù)。5 .工業(yè)機(jī)器人精密薄壁軸承一一常規(guī)環(huán)

22、境下工作的機(jī)器人用薄壁軸承、高溫（150C）環(huán)境下工作的機(jī)器人用薄壁軸承和腐蝕、輻射、污染環(huán)境下工作的機(jī)器人用薄壁軸承我國現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人總裝機(jī)量約為1200臺，其中國產(chǎn)的約占1/3（即400多臺），僅占世界機(jī)器人總裝機(jī)臺數(shù)70萬臺的萬分之五點七11。我國機(jī)器人的研究開發(fā)始于1986年12,與之配套的國產(chǎn)軸承起步更晚，目前多為進(jìn)口。八五”期間安排了部分機(jī)器人軸承的試制工作，試制品仍處于展品階段或試用階段，尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。隨著21世紀(jì)的到來，我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加快，特別是以計算機(jī)為主的現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展為我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展創(chuàng)造了條件。十五”期間，我國工業(yè)機(jī)器人將進(jìn)入小批量制造和產(chǎn)業(yè)化初期，有望達(dá)到年

23、產(chǎn)200500臺套。預(yù)計與之配套的精密薄壁軸承平均年產(chǎn)量可達(dá)10002000臺套。2010年全國累計工業(yè)機(jī)器人保有量為1萬臺左右，工業(yè)機(jī)器人精密薄壁軸承將向精密化、小型化和智能化發(fā)展，需相應(yīng)開發(fā)薄壁套圈熱處理新工藝（確保套圈耐磨又不脆裂）、納米級軸承加工設(shè)備和檢測儀器，開發(fā)耐腐蝕、耐高溫、抗輻射的軸承新材料。6 .特種軸承陶瓷軸承（陶瓷角接觸球軸承如高速機(jī)床主軸軸承、陶瓷圓柱滾子軸承如高速燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)主軸軸承、陶瓷深溝球軸承如高溫高速電機(jī)軸承、陶瓷圓錐滾子軸承如在腐蝕環(huán)境高溫條件下作業(yè)的化工機(jī)械用軸承）和磁浮軸承（高速機(jī)床主軸磁浮軸承單元）陶瓷軸承系指用氮化硅（Si3N4）等陶瓷材料制造的軸

24、承，可分為混合陶瓷軸承（滾動體用陶瓷制作，套圈用金屬材料制作）和全陶瓷軸承（全部軸承零件用陶瓷制作）兩類。與金屬材料相比，陶瓷材料具有耐高溫、抗腐蝕、比重小、熱脹小、無磁性、彈性好等特性13,從而為陶瓷軸承的應(yīng)用開辟了廣闊前景。譬如，根據(jù)其比重小和耐高溫的特點，制作高速燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)主軸軸承、高速磨削主軸軸承；根據(jù)其耐高溫，耐腐蝕的特點，制作工業(yè)鍋爐、炊事機(jī)械、造紙機(jī)械、化工機(jī)械用軸承；利用其絕緣性，制作牽引電機(jī)軸承等。國外預(yù)計，當(dāng)陶瓷軸承的價格下跌后，使用陶瓷軸承將更為普遍。目前約有20%的主軸采用陶瓷軸承，很快就會達(dá)到50%14。我國已制成陶瓷球的混合型陶瓷軸承，預(yù)計十五”期間可完成全陶瓷

25、軸承的研制并形成小批量生產(chǎn)，2010年前實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。各類主機(jī)對陶瓷軸承的年需要量可達(dá)30005000萬套。磁浮軸承（又稱電磁軸承、磁力軸承、磁性軸承）是利用電磁力使軸穩(wěn)定懸浮起來，且軸心位置可由控制系統(tǒng)控制的一種新型軸承，是集機(jī)械學(xué)、力學(xué)、控制工程學(xué)、電磁學(xué)、電子學(xué)和計算機(jī)科學(xué)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品15。它具有無接觸、無摩擦磨損、無需潤滑，以及一般軸承無法比擬的長壽命（幾乎有無限的使用壽命16）等優(yōu)點。國外首批進(jìn)入實用階段的磁浮軸承是1972年法國完成的衛(wèi)星導(dǎo)航飛輪磁浮系統(tǒng)和1978年德國NBB公司研制的時速360km的高速列車磁浮系統(tǒng)。我國從60年代就著手研究磁浮軸承，在某些領(lǐng)域（如電主

26、軸17）已取得實際應(yīng)用效果。主軸高速化是機(jī)床發(fā)展的重要趨勢之一。今后幾年即使在一般的工廠中，主軸轉(zhuǎn)速亦將逐漸增加，其平均轉(zhuǎn)速超過5000r/min。我們即將看到轉(zhuǎn)速為250000r/min的主軸14。沒有絕對圓的滾動元件和絕對平的導(dǎo)軌，因而總有一點爬行和反向移動時的滯后。陶瓷軸承可以較全鋼軸承達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速(dn=(2.52.7)x10mm?r/min18.19),但為了達(dá)到主軸的極限轉(zhuǎn)速終究需要某些非接觸式軸承14.20,如磁浮軸承。主軸采用磁浮軸承后，軸承允許轉(zhuǎn)速設(shè)定值可比球軸承提高一倍，其dn值達(dá)到5X106mm?r/min21隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化，磁浮軸承的需求將會更迫切。預(yù)計十五”計劃

27、期間在國家支持下在控制系統(tǒng)方面將會有所突破，之后該項技術(shù)將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段。對于陶瓷軸承，需研究各類陶瓷材料特性，陶瓷制粉、成型、燒結(jié)以及精加工技術(shù)和相應(yīng)的陶瓷軸承制造設(shè)備12,陶瓷精密成品的各種檢測設(shè)備或儀器；對于磁浮軸承，需研究磁浮軸承動力學(xué)、磁浮軸承單元控制系統(tǒng)。7 .自動化辦公機(jī)械用軸承一一計算機(jī)硬盤驅(qū)動器主軸軸承單元(高速度轉(zhuǎn)速700010000r/min,高精度非重復(fù)徑向跳動0.1區(qū)叫低噪聲、長壽命、低摩擦力矩、高清潔度)，激光打印機(jī)主軸軸承單元(耐高溫、低噪聲、長壽命、低摩擦力矩)以計算機(jī)磁盤驅(qū)動器主軸軸承和激光打印機(jī)主軸軸承為代表的自動化辦公機(jī)械用軸承，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)大批

28、量生產(chǎn)，國內(nèi)尚處于研制階段。目前，與國產(chǎn)計算機(jī)、激光打印機(jī)配套的軸承均為進(jìn)口產(chǎn)品。這類產(chǎn)品技術(shù)含量高，制造精度、清潔度及動態(tài)性能要求高，國內(nèi)無相應(yīng)的軸承設(shè)備制造廠。在當(dāng)前軸承企業(yè)資金困難，而這類產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化又需較大投入的情況下，若無國家扶持，則短期內(nèi)難有突破。從計算機(jī)生產(chǎn)或擁有量來看，我國已步入計算機(jī)大國”行列。據(jù)粗略統(tǒng)計，2000年國內(nèi)計算機(jī)年產(chǎn)量將達(dá)到500萬臺，加上激光打印機(jī)、攝像機(jī)、影碟機(jī)等，軸承年需求量為1.21.5億套。有鑒于此,建議國家在科研和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等方面立項，組織有關(guān)軸承科研和生產(chǎn)單位集中突破，可為國家?guī)磔^好的經(jīng)濟(jì)效益。按1美元/套計，年節(jié)約外匯1.5億美元。此類軸

29、承系列的開發(fā)應(yīng)以滿足國內(nèi)大計算機(jī)公司的需要為目的，走引進(jìn)和技術(shù)開發(fā)相結(jié)合的路子，開發(fā)納米級軸承成套制造技術(shù)（包括制訂實用先進(jìn)的工藝路線，開發(fā)滾動表面超精密加工技術(shù)、滾動表面改性技術(shù)、微米級清洗技術(shù)，研制相應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備、檢測儀器和專用低噪潤滑脂），制訂產(chǎn)品性能檢測標(biāo)準(zhǔn)。建議國家立項，建立此類軸承的專業(yè)化生產(chǎn)車間，實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，以堵住此類軸承的進(jìn)口。8 .新型調(diào)心滾子軸承系列一一CC型軸承系列和CARB型軸承系列瑞典SKF軸承公司開發(fā)的CC型、CARB型新型球面滾子軸承，由于其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性，已引起各國軸承制造公司的普遍重視，并相繼發(fā)展。CC型與我國現(xiàn)行C、CA、E型相比，由于采用活動中擋圈、沖

30、壓保持架、對稱滾子，以及滾道的特種光潔加工技術(shù)，從而可大幅度提高動負(fù)荷容量，降低摩擦力矩，顯著提高軸承使用壽命和軸承轉(zhuǎn)速，并可大量節(jié)約保持架用黃銅，降低軸承制造成本。CARB型與我國現(xiàn)行C、CA、E型軸承相比，滾子的曲率半徑要大得多，相應(yīng)的徑向截面積也小，內(nèi)圈滾道無擋圈，滾子較長較粗，可允許較大的軸向偏斜而相應(yīng)徑向游隙變化小，不影響軸承壽命，從而可在環(huán)境溫度變化大和重載且設(shè)備結(jié)構(gòu)要求緊湊的情況下使用，如造紙卷筒、軋鋼卷板機(jī)等。為適應(yīng)我國工業(yè)化的發(fā)展，應(yīng)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)這兩種調(diào)心滾子軸承。作為產(chǎn)品更新?lián)Q代的CC型應(yīng)大面積發(fā)展并逐步取代現(xiàn)行的C、CA型。CARB型應(yīng)在十五”完成研制，一五”產(chǎn)業(yè)化生

31、產(chǎn)。目前國產(chǎn)調(diào)心滾子軸承的在用量為350萬套，若每年以10%的速度進(jìn)行改造替換，則CC、CARB型年需要量應(yīng)為3050萬套。主要開發(fā)內(nèi)容：完成CC型和CARB型軸承系列設(shè)計（CAD）,開發(fā)滾子、滾道精密加工技術(shù)（包括大曲率球面滾子和滾道磨削和超精研設(shè)備）和軸承摩擦力矩試驗機(jī)。9 .直線運(yùn)動支承（直線導(dǎo)軌系列、滾珠絲杠系列）直線運(yùn)動支承（亦稱直線軸承）系指直線導(dǎo)軌（亦稱直線運(yùn)動導(dǎo)軌）和滾珠絲杠（亦稱滾珠螺桿）。直線導(dǎo)軌由導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)塊（滑塊）組成，滾珠絲杠由絲杠和滾珠導(dǎo)套（回珠器）組成。直線運(yùn)動支承是一種將直線往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動引導(dǎo)的滾動副。與滑動系統(tǒng)相比，這種滾動副具有結(jié)構(gòu)剛性高、定位精度高、

32、摩擦阻尼?。o爬行、速度高、能耗?。?、精度保持性好（壽命長）的優(yōu)點。直線運(yùn)動支承廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、加工中心、工業(yè)機(jī)器人、自動生產(chǎn)線。在我國，滾動導(dǎo)塊和滾珠導(dǎo)套已產(chǎn)業(yè)化，但品種少、精度低。國外同類產(chǎn)品實行的是按組件產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，質(zhì)量有可靠的保證。隨著我國機(jī)械制造業(yè)和各種加工業(yè)的發(fā)展，要求直線運(yùn)動支承按組件供應(yīng)，要求發(fā)展新品種和提高制造精度的呼聲越來越大。軸承行業(yè)應(yīng)根據(jù)市場要求，開發(fā)直線導(dǎo)軌和滾珠絲杠組件。預(yù)計今后十年間直線導(dǎo)軌年需求量為23萬組，滾珠絲杠年需求量為510萬組。直線運(yùn)動支承的開發(fā)內(nèi)容主要包括，制訂直線運(yùn)動支承技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完成直線運(yùn)動支承系列化設(shè)計（CAD）,開發(fā)高精度直線導(dǎo)軌和滾珠絲

33、杠加工和組合技術(shù)，及其相應(yīng)的工藝設(shè)備和檢測儀器。直線運(yùn)動支承以按組件生產(chǎn)和供應(yīng)為好，這有利于用戶選型、使用和保證運(yùn)動精度。10 .特大型關(guān)節(jié)軸承系列（d>450mm）活動橋梁關(guān)節(jié)軸承系列特大型關(guān)節(jié)軸承主要用于大型水電站、橋梁和特大型機(jī)械。常見結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)軸承，國內(nèi)已產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但特大型的關(guān)節(jié)軸承（d>450mm）國內(nèi)尚處于空白。隨著我國大型水電站、橋梁的建設(shè)和特大型機(jī)械的發(fā)展，對特大型關(guān)節(jié)軸承需求明顯增長，預(yù)計今后十年總需求量為12萬套。特大型關(guān)節(jié)軸承的發(fā)展需重點解決三個問題，其一，開發(fā)適用于活動橋梁支承的關(guān)節(jié)軸承，要求大承載、易制造、省材料；其二，開發(fā)特大型關(guān)節(jié)軸承組裝技術(shù)；其三，

34、篩選適用于特大型關(guān)節(jié)軸承的新材料。二、關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展我國與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距主要是制造技術(shù)方面的差距23,軸承制造業(yè)也不例外。長期以來，美國、日本、瑞典、德國等軸承強(qiáng)國一直在不遺余力地開發(fā)先進(jìn)的軸承制造技術(shù)，以滿足主機(jī)的使用要求，力爭在激烈的全球經(jīng)濟(jì)競爭中保持其領(lǐng)先地位。由于先進(jìn)制造技術(shù)往往關(guān)系到一個公司甚至一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因而工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)都帶有壟斷性。國外軸承同行向來對中國封鎖先進(jìn)的軸承制造技術(shù)，這一點是我國軸承行業(yè)出訪人員的共同感受。我國軸承制造業(yè)必須在借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上自主開發(fā)本國的先進(jìn)制造技術(shù)。在改善實施先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)條件的同時，優(yōu)先發(fā)展適用先進(jìn)的制造

35、技術(shù)24。先進(jìn)制造技術(shù)的研究開發(fā)立項要效益與水平并重，大中小企業(yè)需求并重，大批量制造與特種小批量制造技術(shù)并重，目的在于通過提高軸承性能、品質(zhì)、壽命可靠性來滿足主機(jī)的配套要求，增強(qiáng)國產(chǎn)軸承在國內(nèi)外市場上的競爭力。今后十年我國軸承制造業(yè)應(yīng)重點發(fā)展的具有共性的關(guān)鍵制造技術(shù)包括：節(jié)材節(jié)能增壽的軸承套圈精密冷輾擴(kuò)技術(shù)，高精度高效率高穩(wěn)定性的軸承套圈磨削一超精研自動生產(chǎn)技術(shù)以及與其相配套的軸承自動裝配技術(shù)，G3級精密鋼球研磨技術(shù)、精密凸度圓錐滾子磨削一超精研自動生產(chǎn)技術(shù)，精密保持架制造與測量技術(shù)，超精密軸承加工與測量技術(shù)，軸承仿真試驗技術(shù)，以及軸承減振降噪、潤滑和密封技術(shù)。1.軸承套圈精密冷輾擴(kuò)技術(shù)軸承套

36、圈精密冷輾擴(kuò)技術(shù)是一種在專用的軸承套圈精密冷輾擴(kuò)機(jī)上使常溫的環(huán)形坯件的內(nèi)徑和外徑同時擴(kuò)大，并獲得磨削加工所需的截面形狀的軸承套圈精密成形技術(shù)。用冷輾擴(kuò)方法制作軸承套圈，可以大幅度節(jié)省材料、節(jié)省能源、顯著改善工件內(nèi)在質(zhì)量。采用冷輾擴(kuò)工藝方法的軸承套圈工藝流程：用棒料（或管料）車削制坯一冷輾擴(kuò)一熱處理一磨削一超精研。與鍛造或車制相比，冷輾擴(kuò)軸承套圈節(jié)材1530%。據(jù)統(tǒng)計，軸承套圈從鋼材冶煉、軋制到機(jī)械加工成形，其電能消耗比例為：鋼材冶煉軋制70%、套圈鍛造15%、熱處理4%、機(jī)械加工11%。由此可見，節(jié)材就是最大的節(jié)能。同時，冷輾擴(kuò)使工件金屬呈流線分布；與隨后的熱處理相結(jié)合，可使晶粒細(xì)化、組織致密

37、、碳化物分布均勻。冷輾套圈的使用壽命是計算壽命的20多倍我國軸承套圈冷輾擴(kuò)技術(shù)從原理研究開始起步，相繼獲得國家發(fā)明專利和實用新型專利，已進(jìn)入實用化。開發(fā)我國具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，走科技創(chuàng)新之路，符合科教興國戰(zhàn)略，符合我國軸承行業(yè)實際需求。國產(chǎn)冷輾機(jī)的技術(shù)水平與日本CRF型和德國UPWA型冷輾機(jī)相當(dāng)，除兼有后二者的一些主要優(yōu)點之外，原理更合理、結(jié)構(gòu)更簡單、制造成本更低廉，但在機(jī)床的穩(wěn)定性、系列化、應(yīng)用范圍和自動化程度方面存在較大的差距。國內(nèi)也曾有企業(yè)仿制進(jìn)口冷輾機(jī)，但半途而廢。目前，國內(nèi)外冷輾技術(shù)仍處在成長期，邊應(yīng)用邊完善。德國投入百萬馬克制造專門用于試驗的冷輾機(jī)，配置數(shù)臺計算機(jī)和幾十個傳感

38、器，對冷輾機(jī)進(jìn)行全面測試。據(jù)測算，外徑33180mm的軸承約占軸承總量的65%,超過10億套。考慮到我國現(xiàn)有的多種制坯形式在一個較長的時期內(nèi)還會共同存在，僅按30%的套圈采用冷輾擴(kuò)工藝制造，而冷輾機(jī)每臺每年生產(chǎn)120萬件計算，適合輾擴(kuò)30-180mm軸承套圈的冷輾機(jī)在國內(nèi)的市場容量達(dá)250臺。除軸承外，在機(jī)械工業(yè)其它環(huán)形零件制造中也有著廣泛的用途。冷輾機(jī)的市場前景廣闊。主要研究內(nèi)容：開發(fā)以擴(kuò)大應(yīng)用范圍為目的的冷輾擴(kuò)工藝、高效優(yōu)質(zhì)長壽成套模具制造技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的冷輾用坯制備技術(shù)；以提高輾擴(kuò)精度和機(jī)床可靠性為目標(biāo)，對現(xiàn)有機(jī)型進(jìn)行完善和定型；成系列開發(fā)適合3A250mm尺寸段的軸承套圈冷輾機(jī)和冷輾擴(kuò)

39、生產(chǎn)線聯(lián)線技術(shù)。預(yù)計在今后十年內(nèi)，國產(chǎn)冷輾機(jī)達(dá)到日本、德國同類機(jī)床的技術(shù)水平。圓錐套圈閉式冷輾擴(kuò)機(jī)和球軸承套圈開式冷輾擴(kuò)機(jī)（外徑100160型）形成批量生產(chǎn)能力，并建成年產(chǎn)5000萬套軸承套圈冷輾擴(kuò)生產(chǎn)基地。與軸承套圈精密冷輾擴(kuò)技術(shù)相關(guān)的還有軸承套圈管料車輾技術(shù)和軸承鋼管冷溫靜液擠壓技術(shù)，后二者涉及鋼管車削用多軸自動車床或多軸多刀自動車床的研制、高壓力大變形條件下靜液擠壓的工藝研究和專用靜液擠壓機(jī)的研制以及高壓膜腔工裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計等方面。2 .新型軸承套圈磨削一超精研、軸承裝配自動線一一微型深溝球軸承套圈（26mnj）磨削一超精研、軸承裝配自動線；小型及中小型深溝球軸承套圈（26-65mm及

40、6片115mm磨削一超精研、軸承裝配自動線；小型及中小型圓錐滾子軸承套圈（2465mm及66115mm磨削一超精研、軸承裝配自動線軸承屬于量大面廣通用性強(qiáng)的機(jī)械基礎(chǔ)件，軸承套圈一般以軸對稱的多個回轉(zhuǎn)面、環(huán)面的相互組合為其主要的幾何特征，特別適合自動化生產(chǎn)。從軸承套圈現(xiàn)有的成型方式來看，無論毛坯是鍛造、輾擴(kuò)，還是車制，熱處理之后的加工都是平面、內(nèi)外回轉(zhuǎn)面的磨削和超精研（非磨軸承除外）。磨削和超精研是決定軸承套圈最終幾何形狀、表面質(zhì)量，影響軸承動態(tài)性能的關(guān)鍵工序。裝配則是使軸承性能得以充分體現(xiàn)的重要工序。性能穩(wěn)定、適用先進(jìn)的自動生產(chǎn)線可為高效率地制造高品質(zhì)的軸承提高可靠的硬件保證。目前，我國微型、

41、小型和中小型軸承套圈磨削一超精研仍以單機(jī)自動為主，裝配以單機(jī)半自動和半自動短線為主。由于國產(chǎn)設(shè)備可靠性差，聯(lián)機(jī)技術(shù)不成熟，難以按聯(lián)線方式組織自動化生產(chǎn)。這是導(dǎo)致國產(chǎn)軸承品質(zhì)普遍低于工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重要原因之一。工業(yè)發(fā)達(dá)國家將軸承自動生產(chǎn)線作為提高生產(chǎn)效率、改善操作條件、保證產(chǎn)品質(zhì)量的突破口而大力開發(fā)和應(yīng)用，軸承套圈磨削一超精研和軸承裝配的自動化程度非常高。我國雖然在消化吸收進(jìn)口設(shè)備的基礎(chǔ)上已仿制出軸承套圈磨削一超精研、軸承裝配自動線，但單機(jī)的技術(shù)性能和全線的穩(wěn)定性都還有待提高，新技術(shù)有待應(yīng)用，加工類型和范圍也有待擴(kuò)大。以提高單機(jī)技術(shù)性能（如應(yīng)用CBN砂輪磨削、自適應(yīng)磨削、故障自動診斷等新技術(shù)）和

42、全線穩(wěn)定性為主要特征的新型軸承套圈磨削一超精研自動線，的開發(fā)與應(yīng)用將有利于軸承行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和集約化生產(chǎn)；有利于軸承制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。我國微型、小型和中小型深溝球軸承占軸承總量的70%以上，年產(chǎn)量約14億套；圓錐滾子軸承占軸承總量的10%,年產(chǎn)量約2億套。量大面廣的微型、小型和中小型深溝球軸承，小型和中小型圓錐滾子軸承尤其適于組織自動化生產(chǎn)。開發(fā)此類軸承套圈磨削一超精研、軸承裝配自動線刻不容緩。預(yù)計今后十年，此類軸承套圈磨削一超精研、軸承裝配將實現(xiàn)自動化。根據(jù)我國軸承制造業(yè)的發(fā)展趨勢，若有1/4的此類軸承采用自動線生產(chǎn)，而每條線年生產(chǎn)能力為200250萬套，則市場容

43、量為150250條（其中圓錐滾子軸承自動生產(chǎn)線約50條）。主要研究內(nèi)容：軸承套圈磨削一超精研自動線包括，改進(jìn)生產(chǎn)工藝研究適合自動線的系統(tǒng)工藝，開發(fā)自動線計算機(jī)管理軟件；提高單機(jī)技術(shù)性能一一應(yīng)用CBN（立方氮化硼）砂輪磨削技術(shù)25、高速磨削技術(shù)26、自適應(yīng)磨削技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、故障自動診斷技術(shù)和自動檢測技術(shù)，在確保性能穩(wěn)定的前提下提高自動線各單機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速、機(jī)床系統(tǒng)剛性、自動化程度和加工效率，確保零件加工精度及穩(wěn)定性；提高相關(guān)技術(shù)水平一一CBN砂輪的制作和修整27,新型超精研油石、磨削液、研削液的研制以及磨（研）削液過濾技術(shù)的提高；研制輔助裝置一一開發(fā)工件的機(jī)后測量、分選、貯存、清洗、提升和傳輸系

44、統(tǒng)；開發(fā)成套配置技術(shù)一一開發(fā)與系統(tǒng)工藝相適應(yīng)、適用先進(jìn)的各類機(jī)床配置方式。軸承裝配自動線包括，自動分選合套技術(shù)；新型清洗劑及清洗設(shè)備；自動裝配與自動測量；自動線聯(lián)線技術(shù)；自動線計算機(jī)管理軟件；成套設(shè)備和檢測儀器，包括零件清洗，套圈分選、合套、裝球、加保持架、壓合，成品清洗、烘干，注油、壓蓋，測振動、測力矩，包裝等各工序用設(shè)備和儀器。預(yù)期目標(biāo)：到2010年，產(chǎn)品尺寸精度達(dá)到P5級以上，且滿足優(yōu)于Z3/V3組振動等級軸承配套要求；新制造的軸承套圈磨削一超精研自動線的組成設(shè)備有70%以上接近或達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國家90年代中后期同類設(shè)備的技術(shù)水平；主要設(shè)備數(shù)控化，端面磨削單機(jī)自動，外圓磨削機(jī)組聯(lián)線，內(nèi)圓磨

45、削和超精研自動化短線；裝配自動線接近或達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國家21世紀(jì)初期同類設(shè)備的技術(shù)水平。3 .G3級精密鋼球研磨技術(shù)一一G3級鋼球（球徑<12.7,球形偏差<0.08區(qū)辦研磨工藝、相關(guān)技術(shù)及成套工藝裝備現(xiàn)BANNED公機(jī)械、計算機(jī)、精密儀器儀表用的微型和小型球軸承必須配以G5G3級精密級鋼球。鋼球在軸承中作為滾動體是承受負(fù)荷并直接影響軸承動態(tài)性能的零件。在工作中，軸承內(nèi)的每一粒鋼球在自轉(zhuǎn)的同時都隨著保持架繞軸承的旋轉(zhuǎn)中心公轉(zhuǎn)，周期性地通過軸承受載區(qū)。鋼球的質(zhì)量與軸承的質(zhì)量息息相關(guān)。開發(fā)G3級精密鋼球研磨技術(shù)是高速精密球軸承配套的需要。日本AKS公司大批量地制造005114.3mm的G

46、3級鋼球。日本70%的軸承用AKS的鋼球配套。我國目前雖已擁有制造G5級鋼球的成套技術(shù)，但尚未穩(wěn)定地用于批量生產(chǎn)；G3級精密鋼球研磨技術(shù)尚未開發(fā)。這種現(xiàn)狀與日益增長的國內(nèi)外兩個市場對高速精密球軸承的需求很不適應(yīng)。預(yù)計到2010年G3級精密鋼球的國內(nèi)年需求量將達(dá)10億粒。主要研究內(nèi)容：制訂G3級鋼球研磨工藝規(guī)程，提高鋼球表面質(zhì)量（如降低球形偏差、波紋度、粗糙度和振動值）；開發(fā)關(guān)鍵工藝裝備28（如直徑800mm粒度20003000#研磨用超硬樹脂白剛玉砂輪及其細(xì)粒度磨料的制備技術(shù)和大直徑砂輪的制造技術(shù)）、研磨液和高精度檢測儀器。預(yù)計到2005年，大直徑細(xì)粒度鋼球研磨用砂輪的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到日本AKS公

47、司同期水平；到2008年，G3級鋼球質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到日本AKS公司同期水平。4 .精密凸度圓錐滾子磨削一超精研自動生產(chǎn)線一一適用先進(jìn)的中小型精密凸度圓錐滾子磨削一超精研自動生產(chǎn)線目前國產(chǎn)圓錐滾子軸承的使用壽命僅相當(dāng)于工業(yè)發(fā)達(dá)國家的5070%,主要原因之一是圓錐滾子的制造精度低，母線不帶凸度和同組滾子尺寸分散度大。P6級圓錐滾子軸承配套滾子的精度普遍在m級和田級以下，尺寸分散度超過3m;P5級圓錐滾子軸承配套滾子的精度一般只能達(dá)到II級，尺寸分散度超過2wm。滾子表面質(zhì)量也較差，如存在表面燒傷、脫碳、磨削變質(zhì)層等。開發(fā)適合中小型圓錐滾子軸承用的精密凸度圓錐滾子磨削一超精研自動生產(chǎn)線可以有效地提高我國

48、圓錐滾子的制造水平，進(jìn)而提高圓錐滾子軸承的精度和使用壽命。圓錐滾子軸承廣泛用于汽車輪轂、變速箱、摩托車、機(jī)床主軸、鐵路客貨車軸箱。我國每年約有1億套圓錐滾子軸承需使用凸度圓錐滾子，年需求量超過10億粒。按每條圓錐滾子磨削一超精研生產(chǎn)線年產(chǎn)500萬粒計算，市場容量為200條。工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍使用精密凸度圓錐滾子，且多為自動線生產(chǎn)。我國對精密凸度圓錐滾子的需求量正在增大，但制造手段不完備。主要研究內(nèi)容：開發(fā)高精度圓錐滾子無心磨床、變曲率凸度圓錐滾子超精研技術(shù)（包括研制凸度超精研導(dǎo)輻磨床和變曲率凸度圓錐滾子超精研機(jī)）、高精度圓錐滾子球基面磨床、滾子倒角磨床和相關(guān)技術(shù)（如研制圓錐滾子外徑自動分選機(jī)、凸

49、度測量儀和聯(lián)線控制系統(tǒng)）。預(yù)期目標(biāo)：2007年可批量生產(chǎn)I、H級滾子的自動生產(chǎn)線將投放市場；P5級軸承采用I級滾子配套，P6級軸承采用H級滾子配套。5 .精密保持架制造與檢測技術(shù)一一軸承保持架的材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝及檢測成套技術(shù)保持架在滾動軸承中主要起等間距分隔滾動體、引導(dǎo)滾動體在正確的溝（滾）道上滾動的作用。保持架因滾動體外形的不同和保持架自身材質(zhì)的不同而形狀各異，加工復(fù)雜，檢測困難。軸承旋轉(zhuǎn)時，保持架帶著滾動體一起繞軸承的旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動。在高速軸承中，保持架要承受相當(dāng)大的離心力以及沖擊、振動、滑動摩榛，發(fā)熱量大。因此，保持架不僅應(yīng)具有良好的幾何形狀和尺寸精度，其材料還應(yīng)具有良好的機(jī)械

50、性能、加工性能、導(dǎo)熱性和耐磨性，摩擦系數(shù)小、比重小，以及與滾動體相近的膨脹系數(shù)等，特殊情況下，還要求保持架能耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、含油、無磁性。保持架對軸承的影響在高速精密軸承、航空航天軸承、鐵路軸承中尤為突出。與套圈、滾動體相比，保持架的加工與檢測更顯得薄弱，存在的問題也相對突出。對于浪形保持架，國內(nèi)仍沿用橢圓形兜孔，多采用單工位壓力機(jī)制作；國外已改為真圓形兜孔并加寬導(dǎo)向面，采用多工位（最多達(dá)15個工位）壓力機(jī)制作。對于框形保持架，國內(nèi)采用依次逐個沖孔的工藝，國外為多沖頭一次沖工藝。在模具制造方面，國外普遍采用線切割、坐標(biāo)磨、成形磨。在各類專用軸承保持架的材料、加工、檢測技術(shù)方面，我國都較

51、工業(yè)發(fā)達(dá)國家差一大截。主要研究內(nèi)容：開發(fā)航空、航天、鐵路軸承保持架材料及其制造技術(shù)，提高通用軸承保持架制造技術(shù)水平，推廣高強(qiáng)度、高耐磨性模具材料和提高模具制造技術(shù)水平，開發(fā)保持架檢測技術(shù)及檢測儀器。預(yù)計到2005年，通用軸承保持架的制造技術(shù)、檢測手段和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品的當(dāng)前水平；2010年，航空、航天、鐵路軸承保持架的制造技術(shù)、檢測手段和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品的當(dāng)前先進(jìn)水平。6 .納米級軸承加工和測量技術(shù)一一研究公差要求為納米量級（1nm=10-3im）的軸承的測量原理，開發(fā)納米級軸承測量技術(shù)軸承，即使是普通級軸承也屬精密機(jī)械產(chǎn)品，更何況精密級、超精密級軸承?，F(xiàn)代高速

52、精密靜音機(jī)械設(shè)備的發(fā)展對配套軸承的加工與測量精度提出了更高的要求。軸承零件的公差等級由微米級進(jìn)入納米級，從而對軸承零件的加工與測量提出了相應(yīng)的要求。納米技術(shù)領(lǐng)域的研究大多從現(xiàn)有技術(shù)起步，通過技術(shù)精化使加工精度接近100.1nm的極限。英國CranfieldPrecisionEngineering公司近幾年來在納米技術(shù)領(lǐng)域超精切削和超精磨削領(lǐng)域（金剛石刀具、超精密高剛性油膜直線導(dǎo)軌支承和旋轉(zhuǎn)主軸軸承、超精密航天伺服驅(qū)動技術(shù)以及具有多軸動態(tài)誤差補(bǔ)償功能的CNC系統(tǒng)）取得了驚人的進(jìn)展。該公司研制的目前世界上精度最高的Nanocentre（納米中心）機(jī)床的加工零件精度和精度保持性均達(dá)到最高水平：工件表

53、面粗糙度0.8064.23nm,車削和磨削精度誤差達(dá)到70nm29。據(jù)推測，Nanocentre機(jī)床的加工精度將很快提高到1020nm。機(jī)床的精度極限取決于主軸的精度極限，主軸系統(tǒng)是影響精度提高的最大限制因素，而主軸系統(tǒng)的精度又與軸承精度密不可分。納米級軸承主要應(yīng)用于錄像機(jī)、計算機(jī)磁盤驅(qū)動器、光驅(qū)、激光打印機(jī)、電主軸等用高速精密靜音軸承以及精密液壓件、光學(xué)零件表面質(zhì)量和形狀精度的檢測。主要研究內(nèi)容：研制高精度圓度儀、高分辨率輪廓儀，開發(fā)與應(yīng)用納米級軸承零件加工技術(shù)。預(yù)計納米級測量技術(shù)的研究及其測量儀在2010年前應(yīng)用于納米級軸承制造7 .軸承仿真試驗技術(shù)軸承試驗一般是指摩擦磨損試驗、臺架試驗（

54、如常規(guī)壽命、模擬試驗）、運(yùn)行試驗（隨主機(jī)進(jìn)行）。軸承仿真試驗是隨著計算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用而產(chǎn)生的一種新的既快又省的試驗方法，瑞典SKF公司、日本NTN公司正在研究之中。利用軸承仿真試驗技術(shù)，只要將選定的軸承和特定的工況參數(shù)（如載荷方向、大小及其變化規(guī)律，轉(zhuǎn)速及其變化規(guī)律，潤滑方式、環(huán)境溫度等）輸入計算機(jī)，就可求解出軸承可能達(dá)到的使用壽命，從而為軸承的設(shè)計、制造、選型等提供重要參考。軸承產(chǎn)品從開發(fā)、設(shè)計、制造、試驗、使用，到評價其質(zhì)量及可靠性，需要花費大量的時間、人力、物力和資金。仿真試驗可大幅度縮短時間、減少人力、試驗設(shè)備和資金，為軸承產(chǎn)品的設(shè)計、制造和使用提供最優(yōu)指標(biāo)。目前我國已擁有自行研制的鐵

55、路軸承模擬試驗機(jī)、航空軸承模擬試驗機(jī)、汽車輪轂軸承模擬試驗機(jī)。近兩年將陸續(xù)研制汽車離合器分離軸承、汽車發(fā)電機(jī)軸承、汽車變速箱軸承模擬試驗機(jī)。這些試驗設(shè)備作為硬件系統(tǒng)（即仿真器），為軸承仿真試驗技術(shù)的研究奠定了基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容：在鐵路、汽車、機(jī)床主軸軸承模擬試驗設(shè)備上建立仿真系統(tǒng)；通過模擬試驗研究，找出典型品種規(guī)格的鐵路、汽車、機(jī)床主軸軸承的壽命與工況之間的函數(shù)關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型；開發(fā)計算機(jī)仿真系統(tǒng)軟件。該項研究成果在未來10年內(nèi)可進(jìn)入實用階段。8 .軸承減振降噪技術(shù)滾動軸承振動噪聲是重要的環(huán)境污染源。影響軸承振動的因素主要有：軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計（如滾動體數(shù)量、套圈壁厚、游隙、尺寸公差、形位公差），

56、零件制造誤差（如波紋度、圓度、粗糙度、劃痕），工況條件（如載荷、轉(zhuǎn)速、潤滑、安裝配合精度、對中度、預(yù)緊力、粉塵或異物）30。軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中因相互碰撞和摩擦產(chǎn)生的振動以空氣為媒進(jìn)行傳播，在聲頻范圍內(nèi)人耳感知到的振動即為噪聲。振動是噪聲產(chǎn)生的根源，噪聲則是振動的外在表現(xiàn)?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求軸承運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、振動小、噪聲低，如家用電器、辦公機(jī)械、儀器儀表都對軸承的振動噪聲有極嚴(yán)格的限制。工業(yè)發(fā)達(dá)國家自40年代起就致力于軸承減振降噪技術(shù)的研究，在滾動軸承振動噪聲的產(chǎn)生機(jī)理、測試技術(shù)、分析技術(shù)、控制技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)制訂等方面取得了重要成果。日本NSK、瑞典SKF公司已開發(fā)出所謂靜音”軸承，即振動噪聲水平優(yōu)于

57、Z4/V4組的聲響極低軸承。近十多年以來，我國在軸承減振降噪方面做了許多工作，軸承振動噪聲有了大幅度下降。由于受產(chǎn)品設(shè)計能力、制造水平的限制，國產(chǎn)軸承的噪聲值仍較國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平高出58dB。以至于與要求較高的國產(chǎn)主機(jī)、出口主機(jī)配套用軸承或進(jìn)口主機(jī)的維修用軸承均采用進(jìn)口，年花外匯1.52億美元。今后十年，我國在軸承減振降噪低方面將重點解決軸承異音”問題，使振動噪聲值達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國家90年代末的水平。主要研究內(nèi)容：深入系統(tǒng)地開展軸承減振降噪技術(shù)研究（從產(chǎn)品設(shè)計、制造到使用），開發(fā)成套制造和檢測技術(shù)，提高滾動體表面和套圈（溝）滾道的波紋度、圓度、粗糙度（0.001wm）保持架兜孔精度（保持架

58、與滾動體之間的竄動量達(dá)到0.01”級）；降低潤滑劑的雜質(zhì)含量和顆粒度（0.01wm修訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，除控制軸承振動的均方根值之外，增加控制振幅峰值；開發(fā)不受背境因素干擾的精密噪聲測量儀。9 .軸承潤滑技術(shù)滾動軸承在運(yùn)動中受到滾動摩擦、滑動摩擦和潤滑劑摩擦。品質(zhì)優(yōu)良的潤滑劑能有效地減少軸承的摩擦磨損，改善軸承工作條件和提高軸承壽命。工業(yè)發(fā)達(dá)國家常見工況用的潤滑劑在技術(shù)上完全過關(guān)，已形成系列品種和規(guī)模生產(chǎn)能力。當(dāng)前趨勢是研究如何提高特殊工況用潤滑劑的性能，如宇航用全氟醍潤滑脂的真空穩(wěn)定性、爬移性和粘溫性，低溫（-20-100C）脂的潤滑機(jī)理，高溫（200400C）用氣態(tài)潤滑劑等。國外軸承潤滑脂有50多種，而我國常用的僅10余種