在進(jìn)行直線運動軸承的設(shè)計時，存在著諸多誤區(qū)，包括所有鋼軸都是相同的、不可在惡劣環(huán)境中使用直線軸承、軸承座圈與滾動體接觸越緊密負(fù)荷能力越強(qiáng)、不重視軸承潤滑劑的正確選擇、快速運轉(zhuǎn)直線軸承將縮短軸承的運動周期、滾動接觸體不會磨損、不重視表面拋光、使用小型軸承會降低系統(tǒng)高度、軸出現(xiàn)溝槽時軸會損壞，以及材料硬度越大軸承性能越好等。為了更好地幫助設(shè)計者在進(jìn)行直線運動軸承的設(shè)計中避免這些誤區(qū)，本文將逐一對上述誤區(qū)進(jìn)行分析。

　　所有鋼軸都是相同的
　　直線運動軸承的軸最常用的材料是中度高碳鋼。工程師應(yīng)當(dāng)與供應(yīng)商確認(rèn)所使用鋼材的碳含量、伸直度、彎曲度、表面拋光度、硬度以及硬化層深度等是否適用于軸承的應(yīng)用環(huán)境。鋼材內(nèi)的雜質(zhì)會導(dǎo)致軸承過早損壞，原因是其可能會對軸承產(chǎn)生較大的Hertzian接觸應(yīng)力。材料的化學(xué)組成和均勻性不足會影響軸的加工性能，尤其會影響降低粗糙度或高點的能力。通常其表面需要含有帶有波谷的坪區(qū)，同樣也需要足夠的硬度和硬化深度以支持較高軸承負(fù)荷下的Hertzian接觸應(yīng)力，確保不會發(fā)生表層以下的過早損壞。
　　直線軸承不可在惡劣環(huán)境中使用
　　請?zhí)貏e注意，當(dāng)在低溫或深海環(huán)境中使用直線軸承時，設(shè)計結(jié)構(gòu)、正確密封和材料選擇均是至關(guān)重要的因素。其中一個要避免的誤區(qū)是忽略溫度的劇烈變化（例如，-40~85℃）導(dǎo)致尺寸變化的熱效應(yīng)對軸承軸向和徑向裝配間隙的影響。其可能需要配有刮板的特殊密封和潤滑選件，而選擇涂層和材料時，鹽霧試驗也有可能不會最終測量出特定應(yīng)用的抗腐蝕性。舉例說明，標(biāo)準(zhǔn)鹽霧與完全浸沒并不相同。另外，還有很多保護(hù)表面的選件，都各有其優(yōu)勢。對于滾動軸承，TDC（薄密鍍鉻）涂層要比TDN（薄密鍍鎳）涂層具有更好的耐磨損特性，原因并不在于摩擦特性，而是其硬度更高。但在標(biāo)準(zhǔn)鹽霧試驗中優(yōu)于TDC的TDN在軸承接觸應(yīng)力方面則表現(xiàn)較差。
　　軸承座圈與滾動體接觸越密切負(fù)荷能力越強(qiáng)
　　人們通常誤認(rèn)為負(fù)荷能力越強(qiáng)，軸承性能越好。對于滾動軸承，溝槽半徑與滾動體半徑之間的比率為密切因數(shù)，而由于材料特性會對應(yīng)力有一定限制，幾何一致性（密切度）的增加則擴(kuò)大了接觸表面的面積，因此，提高了軸承的負(fù)荷能力。但是由于特定的限制性，當(dāng)密切度變得很大時，軸承的性能開始下降，負(fù)荷能力也隨之降低。其中一部分原因是切向切變差異（作為相對表面加速度的函數(shù)）的增大。同時，公差減少以及高密切度因數(shù)也會導(dǎo)致高摩擦特性，這些都證明了密切度過大并不是好事。

圖1 直線運動軸承產(chǎn)品的設(shè)計存在諸多誤區(qū)

　　不重視軸承潤滑劑的正確選擇
　　中等厚度的鋰基潤滑脂即可適用于大多數(shù)軸承。認(rèn)為潤滑劑并不重要，或者認(rèn)為潤滑脂作為軸承潤滑劑要比潤滑油更好，這些都是錯誤概念。正確選擇潤滑劑是直線軸承應(yīng)用的一個重要環(huán)節(jié)，通?？赡軙禽S承性能完全或不足的根本原因所在。滾動體和軸承座圈之間的膜層是EHL（彈流潤滑層）。這種潤滑層具備極高的應(yīng)力，可同時抗擊物理（例如熱力和切變）和化學(xué)（例如污染物和溶劑）沖擊（可導(dǎo)致潤滑劑失效的沖擊），作為軸承表面的主要保護(hù)層，防止過早損壞。潤滑是保證軸承性能的重要因素。
　　潤滑劑的種類很多，從用于高負(fù)荷的帶有EP添加劑的高粘度潤滑脂，到用于化學(xué)保護(hù)的帶有防腐劑的低粘度潤滑油；從用于降低粘度破壞或防止蒸發(fā)損失的合成潤滑劑，到用于低摩擦特性或兼容性考量的中性或有機(jī)潤滑劑。有些特殊潤滑劑專門設(shè)計用于消聲或抵抗富氧環(huán)境亦或極端溫度狀況。因此，選擇正確潤滑劑的重點就是要詳細(xì)了解操作環(huán)境。
　　快速運轉(zhuǎn)直線軸承將會縮短軸承的運動周期
　　滑動軸承以及狹義上的徑向軸承和油膜軸承在其運動周期中對速度這一因素極其敏感，但是有趣的是，滾動直線軸承的運動周期僅僅因速度和加速度對系統(tǒng)負(fù)荷的影響而改變。只要運動體系用作影響負(fù)荷的因素，直線軸承就不會受到PV（壓力速度）的影響，不會對排熱因素敏感，也不會受是否支持宏觀膜層因素的影響（根據(jù)伯努利方程，液體邊界層是主宰因素，速度是主要變量）。當(dāng)速度和加速度超過一定的標(biāo)準(zhǔn)，即滾動體不再滾動或開始影響EHL（超過v=3~5m/s且a=10g），此時，滾動直線軸承的L10運動周期可通過Lundberg和Palmgren軸承失效理論中的方程進(jìn)行估算：運動周期=（額定負(fù)荷/等效負(fù)荷）3×額定運動量，其中速度和加速度并不是因數(shù)。
　　滾動接觸體不會磨損
　　滾動接觸體不會達(dá)到滑動軸承的磨損程度，與較低的摩擦系數(shù)有著莫大的關(guān)聯(lián)，只是微觀上的磨損而已。在有著明顯密切幾何體的軸承中，滾動體和軸承座圈之間的相對切向表面速度存在差異。表面明顯不會以相同速度運轉(zhuǎn)。這一差異會導(dǎo)致潤滑劑的切變，損壞潤滑膜層的粘度，危及到EHL（可導(dǎo)致磨損和過早損壞）。根據(jù)負(fù)荷和環(huán)境狀況的不同，可能需要較高頻率的再潤滑循環(huán)。
　　忽視表面拋光的重要性
　　并不是所有所謂的表面拋光都是相同的，有時候外表是具有欺騙性的。表面拋光可稱之為Ra、Rrms和Rpk等。有些表面拋光基于平均讀數(shù)，而有的則是峰值到谷值或峰值到峰值的讀數(shù)。對于軸承的負(fù)荷性能來說，表面拋光至關(guān)重要。通常設(shè)計者需要注意高點，對于相同表面拋光值，帶有谷值的坪區(qū)要優(yōu)于帶有峰值到谷值的坪區(qū)。表面太粗糙（長刺或高點），通常意味著拋光更難，這對于軸承的性能無益。表面太精細(xì)，拋光則會影響潤滑劑在軸承表面形成適當(dāng)膜層的性能，同樣不利于軸承的性能。因此，在大多數(shù)情況下，在軸承應(yīng)用中表面拋光不應(yīng)低于2Ra，這是決定表面拋光優(yōu)勢的關(guān)鍵。
　　使用小型軸承會降低系統(tǒng)高度
　　許多設(shè)計者都會陷入這樣一個誤區(qū)，即力求尋找更為緊湊且小巧的軸承。這一誤區(qū)忽視了實際決定系統(tǒng)整體高度的其他參數(shù)或元件。這些元件通常是驅(qū)動系統(tǒng)、支架、馬達(dá)或者變速箱。這些會限制尺寸大小的元件對于系統(tǒng)至關(guān)重要，設(shè)計系統(tǒng)時需要及早考慮。忽視這一點往往會導(dǎo)致設(shè)計者需要在小型尺寸的直線軸承下面放置額外的墊圈或冒口，以構(gòu)建足夠的高度與驅(qū)動器、馬達(dá)或支架相匹配。通過整體設(shè)計以及正確選擇系統(tǒng)元件，即可避免時間、資金的浪費，以及系統(tǒng)元件誤用的損失。
　　軸出現(xiàn)溝槽時會損壞
　　恰恰相反，軸出現(xiàn)溝槽并不是壞事。有些時候直線軸承會在高負(fù)荷情況下運行，在幾次運行之后軸就會出現(xiàn)溝槽，這種現(xiàn)象稱之為“安定狀態(tài)”。當(dāng)軸承在高負(fù)荷狀態(tài)下運行時，Hertzian接觸應(yīng)力會非常大，大到足夠熔化硬度極高的高碳軸承鋼。由于這只是壓力效應(yīng)，熔化的材料并不會移動或轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致下層脫離，最終導(dǎo)致材料損壞或磨損。其實際接觸應(yīng)力由于溝槽導(dǎo)致接觸面積增加而低于等效應(yīng)力的位置保持穩(wěn)定狀態(tài)。負(fù)荷不會造成材料的進(jìn)一步熔化。
　　如果出現(xiàn)這種情況，即軸開始出現(xiàn)溝槽，然后保持穩(wěn)定。因此，工程師此時不應(yīng)旋轉(zhuǎn)或更換軸，因為接下來軸承會承受另外一次“安定狀態(tài)”循環(huán)，若滾珠不夠堅硬就會超過限定值。
　　材料硬度越大軸承性能越好
　　較高的材料硬度代表了較高的屈服應(yīng)力極限值，但是這并不一定是好事。高硬度同樣意味著脆度的增加，也就意味著要犧牲材料的韌度。其可能在彎曲之前就會破裂，但有時彎曲是必須的。
　　這也是一種平衡取舍。緊密接觸軸承元件的適當(dāng)硬度會優(yōu)化軸承的性能。標(biāo)準(zhǔn)直線軸承基本上有3個主要負(fù)荷軸承元件：內(nèi)座圈、滾動體和外座圈。如果滾珠比內(nèi)座圈要硬很多，則會由于高接觸應(yīng)力而磨損內(nèi)座圈。如果滾珠較軟，則自身會磨損，導(dǎo)致滾珠出現(xiàn)平斑。外座圈同樣存在這些問題。通常情況下，對于直線軸承，外座圈要比內(nèi)座圈運行更多的循環(huán)周期，但是根據(jù)內(nèi)座圈的幾何形狀（例如密切度），外座圈最好比內(nèi)座圈的硬度稍高或稍低。不管是何種情況，稍低硬度的滾動體（因材料而異）會更為理想，可以優(yōu)化軸承的整體性能。