高端轴承基础理论研究现状及分析
一)高端滚动轴承基础理论研究现状及分析
20世纪以前，滚动轴承的制造技术主要依靠经验，很少有实际的理论指导，滚动轴承的
理论分析方法在20世纪中后期得到了长足的发展，理论的发展对滚动轴承的设计及制造具
有重大的指导作用。为满足高端机床轴承在高速、高精度、高可靠性等方面特殊需求，围绕
高端机床轴承开展的基础研究工作包括:
(1)动力学分析技术
滚动轴承动力学分析研究轴承零件之间的运动和载荷关系。滚动轴承动力学的研究大
致分为四个阶段:静力学模型、拟静力学模型、拟动力学模型和动力学模型。目前对轴承设
计计算中大部分采用拟静力学模型及拟动力学模型。与其他滚动轴承分析模型相比动力学
模型理论上更加完善，但由于其复杂性，动力学方法在实际中应用较少。但近年来随着计算
机技术的发展，基于纯动力学仿真的计算方法在SKF等公司得到了应用。
(2)轴承材料及其热处理技术
在高端轴承领域，我国轴承行业一直没有摆脱国外的垄断，最大的瓶颈之一就是轴承的
原材料，国产轴承钢已经取得显著进步，基础材料形成了一定的体系，但与国外先进水平相
比，在钢材纯净度、非金属夹杂物细小弥散、碳化物均匀性等方面仍存在明显差距，而这是保
证轴承产品长寿命及高可靠性的首要基础条件。特别是特殊类型轴承钢，材料的性能误差
带和国外产品还是有一定的差距。
对于特种轴承和高端领域的产品，国外公司90％以上是自己制造的特种钢材，在实际
应用中取得了很好的效果。NSK通过潜心研究钢材长寿命化技术，开发出长寿命、高性能
的主轴轴承材料:耐热SHX钢。SHX钢即使在不能充分润滑的条件下，也具有很好的抗
咬粘、耐磨性和长寿命。在航空领域，国外针对发动机主轴轴承专门研制了高性能材料，如
美国的M50NiL、CSS-42L，德国的 Cronidur30，俄罗斯的3347等专用特种轴承钢。对于
高铁用轴承，国外均采用高纯净度钢材，欧洲轴承套圈和滚子均采用真空脱气轴承钢，日本