高溫軸承就是工作在高溫環境下的軸承。機器在此工況下工作，必須使用高溫軸承。高溫軸承的應用很廣泛，如噴氣式發動機、原子反應堆、半導體制造裝置、鋼鐵裝置、熱處理、建材以及焚燒爐等。

高溫軸承和常溫軸承有本質區別，在材料、內部結構、內部引數、載荷計算、使用維護和保養等方面都有很大差異，尤其是在高溫強度和熱脹冷縮方面。熱脹問題可以透過留出一定熱脹間隙補償。

高溫軸承的要求主要包括以下幾個方面內容：

一、具有足夠高的熱強度，能夠在額定溫度下承受外載荷；

二、材料在額定溫度下，具有足夠的抗氧化能力，防止在使用過程中材料過度氧化和腐蝕；

三、軸承元件具有一定紅硬性，在額定溫度下，具有一定的耐磨性；

四、軸承具有一定接觸疲勞強度，在正常使用條件下，具有一定的壽命；

五、軸承具有熱尺寸穩定性，保證在高溫環境和自身發熱等環境下，軸承不會因為熱脹冷縮而脹死不能正常工作；

六、軸承在高溫環境下，保證有良好潤滑，潤滑方式有高溫脂潤滑、固體潤滑和材料表面處理茲潤滑等，不管哪種潤滑方式，都需要保證軸承正常工作。

高溫軸承額定溫度載荷，通常採用相關引數進行估算，即按照軸承實際使用溫度，採用摺合係數辦法計算，具體關係如下圖所示。

這種方式具有嚴重的侷限性，在不同載荷、不同材料與不同軸承內部結構相差很大，尤其是在軸承內部引數結構變化時，不能有效反應軸承的承載力。本文以深溝球軸承6209為例，說明高溫軸承靜載荷計算模型建立和計算方法，其他結構類推。

計算模型建立及公式推導

以深溝球軸承為例建立數學模型，其結構示意圖和相應計算公式如下圖所示，球與內圈滾道接觸應力最大，故以內圈與球接觸點為計算點。

在軸承製造工藝中，通常選擇R2/R1=1。04，考慮到高溫軸承的內外圈溝道，在受熱之後有向外開口趨向，不會卡住球。因此，通常選擇R2/R1=1。01這樣的引數選擇，有利於提高高溫軸承承載能力。

在高溫軸承製造材料選擇方面，根據額定使用溫度確定，通常選擇3Cr13、9Cr18、 W18Cr4V及Cr14Mo4等。本文以Cr14Mo4為例進行計算說明，Cr14Mo4材料的熱效能曲線如圖1所示。由此圖，可以確定在某個額定溫度下的熱強度值，一次作為熱接觸強度的最大值。

可以看出，Cr14Mo4D在550℃時，仍然具有1250MPa的熱強度，且具有一定的衝擊韌性和延伸率。因此，這種材料是550℃以下使用溫度的理想高溫材料；超過550℃時，熱強度下降很快，不適應550℃以上溫度範圍使用。

根據最大的接觸應力公式，可以將上述材料在某一額定溫度下的熱應力帶入並求解，即為每個球所承受的最大法向力F，如圖2所示。

由於高溫軸承存在徑向間隙，所以上半圓的球體不產生法向力，只有下半圓的球體起支承作用，其合力計算公式為：P=F（1+2cosA+2cosB）

計算例項

深溝球軸承6209，內外圈和滾動體材料是Cr14Mo4，在額定溫度550℃時的靜載荷。

根據上述條件，查Cr14Mo4在550℃時的熱強度是1250MPa，考慮到安全係數2。5，計算熱強度為500MPa，球半徑R1=6mm，R2=6。06mm，R3=26。5mm： 550℃時的彈性模量E=200GPa，u=0。3，帶入式（1）可得F=10。5kN。則高溫軸承在550℃時靜載荷Р為33。6kN。

國標深溝球軸承6209的靜載荷是20。5KN，本文高溫軸承的靜載荷高於國標63。9%，明顯具有承載能力優勢。

高溫軸承內部引數選擇原則和靜載荷計算方法明顯優於單純根據溫度折扣的辦法，在計算精度方面有了明顯的提高 ，特別是在優選內部引數前提下，得到了更大的靜載荷承載能力，使高溫軸承在550攝氏度的使用條件下，靜載荷比同型號常溫軸承提高 了63。9%。此方法數學模型建立簡單，計算合理，承載能力大，具有明顯的可操作性。