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FAG進(jìn)口精密陶瓷四點(diǎn)接觸球軸承的性能及參數(shù)

時(shí)間：【2026/1/26 11:22:48】

FAG（舍弗勒集團(tuán)旗下品牌）進(jìn)口精密陶瓷四點(diǎn)接觸球軸承是結(jié)合了四點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、陶瓷滾動(dòng)體材料和精密制造工藝的高性能軸承產(chǎn)品，主要應(yīng)用于高速、高精度、重載等嚴(yán)苛工況。以下從性能特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域等方面進(jìn)行系統(tǒng)闡述。

一、性能特點(diǎn)

1. 高速性能優(yōu)異

陶瓷滾動(dòng)體（通常為氮化硅Si3N4）密度僅為軸承鋼的40%，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力顯著降低，極限轉(zhuǎn)速比全鋼軸承提高約30-50%。配合優(yōu)化的滾道設(shè)計(jì)和精密保持架，可在dmN值（軸承節(jié)圓直徑×轉(zhuǎn)速）超過(guò)1.5×10⁶mm·r/min的工況下穩(wěn)定運(yùn)行，特別適用于高速電主軸、渦輪分子泵等設(shè)備。

2. 承載能力突出

四點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)（接觸角通常為35°）使軸承能夠同時(shí)承受雙向軸向載荷和徑向載荷。由于采用雙半內(nèi)圈設(shè)計(jì)，可容納更多滾動(dòng)體，軸向額定動(dòng)載荷比同尺寸深溝球軸承高2-3倍。陶瓷材料的高硬度和抗壓強(qiáng)度（氮化硅硬度HV可達(dá)1500-1800）進(jìn)一步提升了承載能力，在重載沖擊工況下仍能保持良好性能。

3. 溫升控制優(yōu)良

陶瓷材料導(dǎo)熱系數(shù)約為軸承鋼的2/3，但滾動(dòng)體質(zhì)量輕、摩擦系數(shù)低，整體溫升比全鋼軸承降低15-25℃。配合優(yōu)化的潤(rùn)滑系統(tǒng)（油氣潤(rùn)滑或油霧潤(rùn)滑），可在高速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持穩(wěn)定的工作溫度，避免因溫升過(guò)高導(dǎo)致預(yù)緊力變化或潤(rùn)滑失效。

4. 使用壽命長(zhǎng)

陶瓷滾動(dòng)體與鋼制套圈形成"硬對(duì)硬"配合，表面硬度高、耐磨性好，在相同工況下疲勞壽命比全鋼軸承延長(zhǎng)3-5倍。陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)?。s為鋼的1/4），在溫度變化時(shí)游隙變化小，減少了因熱膨脹導(dǎo)致的卡滯風(fēng)險(xiǎn)。此外，陶瓷材料耐腐蝕、無(wú)磁性，在特殊環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定性能。

5. 精度保持性好

FAG精密級(jí)軸承通常達(dá)到P4或P2精度等級(jí)（尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度嚴(yán)格），陶瓷滾動(dòng)體的高剛性和低熱變形特性，使軸承在長(zhǎng)期運(yùn)行中精度衰減緩慢。對(duì)于機(jī)床主軸、精密轉(zhuǎn)臺(tái)等要求高回轉(zhuǎn)精度的應(yīng)用，可長(zhǎng)期保持徑向跳動(dòng)≤2μm、軸向竄動(dòng)≤3μm的精度水平。

二、主要技術(shù)參數(shù)

1. 基本尺寸參數(shù)

內(nèi)徑范圍：標(biāo)準(zhǔn)系列通常為15-200mm，特殊定制可達(dá)500mm以上

外徑/寬度比：緊湊型設(shè)計(jì)，寬度通常為外徑的0.2-0.3倍

接觸角：標(biāo)準(zhǔn)為35°，特殊設(shè)計(jì)可達(dá)40°（提高軸向剛度）

游隙等級(jí)：C2（小游隙）、C3（標(biāo)準(zhǔn)游隙）、C4（大游隙），精密應(yīng)用多選C2

2. 載荷參數(shù)（以QJ212-MPA為例）

基本額定動(dòng)載荷Cr：97kN（徑向）、110kN（軸向）

基本額定靜載荷Cor：92kN（徑向）、105kN（軸向）

疲勞極限載荷：約4.5kN（參考值）

極限轉(zhuǎn)速：脂潤(rùn)滑6000r/min，油潤(rùn)滑8000r/min（具體與尺寸相關(guān)）

3. 精度等級(jí)參數(shù)

尺寸公差：內(nèi)徑公差±2μm，外徑公差±3μm（P4級(jí)）

徑向跳動(dòng)：≤3μm（P4級(jí)）、≤2μm（P2級(jí)）

軸向跳動(dòng)：≤4μm（P4級(jí)）、≤3μm（P2級(jí)）

表面粗糙度：滾道Ra≤0.05μm，滾動(dòng)體Ra≤0.02μm

4. 材料與熱處理參數(shù)

套圈材料：GCr15軸承鋼或滲碳鋼，硬度HRC58-62

滾動(dòng)體材料：氮化硅陶瓷（Si3N4），密度3.2g/cm³，硬度HV1500-1800

保持架材料：黃銅實(shí)體保持架（后綴MPA）或聚酰胺保持架（后綴TVP）

工作溫度：-30℃至+150℃（黃銅保持架），-30℃至+120℃（聚酰胺保持架）

熱處理狀態(tài)：套圈經(jīng)淬火+低溫回火，尺寸穩(wěn)定性處理

5. 潤(rùn)滑與密封參數(shù)

潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑、油氣潤(rùn)滑

潤(rùn)滑脂類型：高速潤(rùn)滑脂（如Kluber Isoflex NBU 15）

密封形式：接觸式密封（2RS）、非接觸式密封（ZZ）、開(kāi)式結(jié)構(gòu)

再潤(rùn)滑周期：脂潤(rùn)滑2000-5000小時(shí)，油潤(rùn)滑連續(xù)潤(rùn)滑

三、型號(hào)命名規(guī)則

FAG精密陶瓷四點(diǎn)接觸球軸承型號(hào)通常包含以下要素：

系列代號(hào)：QJ（四點(diǎn)接觸球軸承標(biāo)準(zhǔn)系列）、VLI（大型四點(diǎn)接觸軸承）

尺寸代號(hào)：數(shù)字表示內(nèi)徑尺寸（如212表示內(nèi)徑60mm）

精度后綴：P4、P2、SP等表示精度等級(jí)

材料后綴：HC（混合陶瓷軸承）、S（不銹鋼套圈）

保持架后綴：MPA（黃銅實(shí)體保持架）、TVP（聚酰胺保持架）

特殊后綴：C3（大游隙）、N2（帶止動(dòng)槽）等

典型型號(hào)示例：

QJ212-MPA：標(biāo)準(zhǔn)四點(diǎn)接觸球軸承，黃銅保持架

QJ212-HC：混合陶瓷球軸承

QJ212-P4：P4精度等級(jí)

VLI200544-N：大型四點(diǎn)接觸軸承，帶止動(dòng)槽

四、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 高速機(jī)床主軸

用于加工中心、車銑復(fù)合中心、磨床等設(shè)備的主軸支撐，轉(zhuǎn)速可達(dá)15000-30000r/min，要求高精度、高剛性、低振動(dòng)。陶瓷軸承的溫升控制能力和長(zhǎng)壽命特性，可減少主軸熱變形，提高加工精度穩(wěn)定性。

2. 精密轉(zhuǎn)臺(tái)與分度裝置

用于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、分度頭、機(jī)器人關(guān)節(jié)等，要求雙向承載、高定位精度。四點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)可承受傾覆力矩，陶瓷材料的高剛性確保轉(zhuǎn)臺(tái)在重載下變形小。

3. 航空航天與軍工設(shè)備

用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)輔助系統(tǒng)、導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)、衛(wèi)星姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)等，要求耐高溫、耐腐蝕、長(zhǎng)壽命。陶瓷軸承可在-50℃至+200℃寬溫范圍內(nèi)工作，且無(wú)磁性、耐輻射。

4. 高速電機(jī)與渦輪機(jī)械

用于高速電主軸、渦輪分子泵、離心壓縮機(jī)等，轉(zhuǎn)速可達(dá)40000r/min以上。陶瓷滾動(dòng)體的輕量化特性降低離心力，提高極限轉(zhuǎn)速，同時(shí)減少振動(dòng)和噪音。

5. 特殊環(huán)境設(shè)備

用于真空環(huán)境、腐蝕介質(zhì)、強(qiáng)磁場(chǎng)等特殊工況。陶瓷材料化學(xué)穩(wěn)定性好，不導(dǎo)磁，可在無(wú)潤(rùn)滑或干運(yùn)轉(zhuǎn)條件下短期工作。

五、選型注意事項(xiàng)

1. 預(yù)緊力設(shè)置

精密陶瓷軸承通常采用預(yù)緊安裝，預(yù)緊力需根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷、溫升綜合計(jì)算。過(guò)大的預(yù)緊力會(huì)導(dǎo)致溫升高、壽命降低；過(guò)小的預(yù)緊力則影響剛度和精度。建議采用定壓預(yù)緊或定位預(yù)緊方式，并定期檢查預(yù)緊狀態(tài)。

2. 配合公差控制

軸與軸承座孔的配合公差直接影響軸承游隙和精度。內(nèi)圈與軸通常采用過(guò)盈配合（k5或m5），外圈與孔采用間隙配合（H6或H7）。對(duì)于精密應(yīng)用，配合面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra≤0.8μm。

3. 潤(rùn)滑系統(tǒng)匹配

高速應(yīng)用必須采用油氣潤(rùn)滑或油霧潤(rùn)滑，潤(rùn)滑劑流量、壓力需根據(jù)軸承尺寸和轉(zhuǎn)速計(jì)算。脂潤(rùn)滑僅適用于中低速場(chǎng)合，需選擇高速潤(rùn)滑脂并控制填充量（通常為軸承內(nèi)部空間的30-50%）。

4. 安裝與維護(hù)

安裝時(shí)需使用專用工具，避免直接敲擊。保持清潔度，防止污染物進(jìn)入軸承內(nèi)部。定期檢查振動(dòng)、溫升、噪音等參數(shù)，及時(shí)補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑劑。對(duì)于重要設(shè)備，建議采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。

六、總結(jié)

FAG進(jìn)口精密陶瓷四點(diǎn)接觸球軸承通過(guò)材料創(chuàng)新（陶瓷滾動(dòng)體）和結(jié)構(gòu)優(yōu)化（四點(diǎn)接觸設(shè)計(jì)），實(shí)現(xiàn)了高速、高精度、長(zhǎng)壽命的優(yōu)異性能。在選型時(shí)需綜合考慮載荷、轉(zhuǎn)速、精度、環(huán)境等工況要求，并嚴(yán)格按照安裝規(guī)范操作，才能充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。該類型軸承價(jià)格相對(duì)較高，但綜合壽命周期成本具有明顯優(yōu)勢(shì)，特別適用于對(duì)可靠性和精度要求高的關(guān)鍵設(shè)備。