真空环境用轴承简介

滚动轴承经常在半导体制造、航空航天和医疗设备等苛刻和极端操作环境中运行,这些环境通常是超清洁和真空的,在这些情况下,轴承将在高温或低温下运行,并可能会暴露于湿气和化学品的高度腐蚀性环境中,这些环境条件对轴承寿命有重大影响,并可能减少轴承预期寿命的90%。

 
关键任务装置的污染是航天器和卫星的主要问题,在太空的真空中,放气材料可能会聚集在透镜、太阳能电池和导航传感器等光学元件上,在半导体行业,材料放气造成的污染可能会损坏价值数百万美元的晶圆。在这些真空环境中使用的轴承需要超清洁,表面必须用溶剂清洗,在某些情况下,还必须烘焙,以清除可能放气的挥发性残留物。
 
一、润滑。在上文所述的内容中,放气会降低机油或润滑脂的有效性,幸运的是,随着润滑油技术已经进步,目前已开发出了低放气和低蒸汽压的油和润滑脂,这些润滑剂通常使用基础油生产,如合成烃或PFPE,在25°C时的蒸汽压约为4.7×10至12托。

 
在更高的温度下,由于蒸汽压和化学反应速率增加,脱气速率增加,因此,在真空环境中的较高温度下可能需要固体润滑剂,用于真空应用的典型固体润滑剂包括金、银、二硫化钼(MoS2)和聚四氟乙烯(PTFE)等。
 
二、保持架。奥氏体不锈钢 AISI 304 保持架常用于真空环境,保持架也可以涂覆PTFE,以允许PTFE转移到滚道,并减少滚动元件和保持架之间的扭矩,当需要更轻、高刚性、更高转速的保持架时,由 PTFE、Vespel 或 PEEK 制成的卡扣式或全机械加工型保持架是最佳选择。