低溫軸承的潤滑脂適配性研究：潤滑是保證軸承正常運轉(zhuǎn)的重要因素，而普通潤滑脂在低溫下會出現(xiàn)黏度劇增、流動性喪失等問題。低溫潤滑脂通常以全氟聚醚（PFPE）為基礎(chǔ)油，添加特殊稠化劑和添加劑制成。全氟聚醚具有極低的凝點（可達 - 60℃以下）和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，在低溫環(huán)境下仍能保持良好的流動性。研究發(fā)現(xiàn)，在 - 150℃時，PFPE 基潤滑脂的表觀黏度只為常溫下的 3 倍，而普通鋰基潤滑脂已呈固態(tài)失去潤滑作用。此外，為增強潤滑脂的抗磨損性能，可添加二硫化鉬、氮化硼等納米顆粒作為固體潤滑劑。這些納米顆粒能在軸承表面形成極薄的潤滑膜，在低溫下有效降低摩擦系數(shù)，減少磨損。在衛(wèi)星姿態(tài)控制用低溫軸承中應(yīng)用適配的潤滑脂后，軸承的使用壽命從 3000 小時延長至 8000 小時。低溫軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低低溫下的啟動阻力。天津火箭發(fā)動機用低溫軸承

低溫軸承的激光沖擊強化處理工藝：激光沖擊強化通過高能激光產(chǎn)生的沖擊波在軸承表面引入殘余壓應(yīng)力，提高其抗疲勞性能。在低溫環(huán)境下，殘余壓應(yīng)力可有效抑制裂紋的萌生與擴展。采用納秒脈沖激光對軸承滾道進行處理，激光能量密度為 8GW/cm2，光斑重疊率 50%。處理后，軸承表面形成深度 0.3mm、殘余壓應(yīng)力達 - 800MPa 的強化層。在 - 160℃的低溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗中，經(jīng)激光沖擊強化的軸承疲勞壽命提高 3 倍，表面微觀裂紋擴展速率降低 65%，為低溫軸承的表面強化提供了效率高的、環(huán)保的新工藝。黑龍江低溫軸承工廠低溫軸承的梯度密度設(shè)計，兼顧強度與低溫下的柔韌性。

低溫軸承的仿生冰盾表面構(gòu)建：受北極熊毛發(fā)和荷葉表面結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，研發(fā)出仿生冰盾表面用于低溫軸承。在軸承表面通過光刻技術(shù)加工出微米級的凹槽陣列，凹槽深度為 3μm，寬度為 2μm，形成類似北極熊毛發(fā)的中空結(jié)構(gòu)，可儲存微量潤滑脂，在低溫下持續(xù)提供潤滑。同時，在凹槽表面進一步構(gòu)建納米級的凸起結(jié)構(gòu)，模仿荷葉的微納復(fù)合形貌，使表面具有超疏冰特性。在 - 30℃的環(huán)境測試中，水滴在該仿生表面迅速滾落，結(jié)冰時間比普通表面延長 8 倍，冰附著力降低 90%。在極地科考設(shè)備的低溫軸承應(yīng)用中，仿生冰盾表面有效防止冰雪積聚，保障設(shè)備在極寒環(huán)境下的順暢運行，減少因冰雪導(dǎo)致的故障發(fā)生率。

低溫軸承的表面處理技術(shù)：表面處理技術(shù)可有效提升低溫軸承的性能。常見的表面處理方法包括涂層技術(shù)和表面改性技術(shù)。涂層技術(shù)如物理性氣相沉積（PVD）TiN 涂層、化學(xué)氣相沉積（CVD）DLC 涂層等，可在軸承表面形成一層硬度高、耐磨性好、化學(xué)穩(wěn)定性強的薄膜。在 - 100℃環(huán)境下，涂覆 DLC 涂層的軸承，其摩擦系數(shù)降低 40%，磨損量減少 60%。表面改性技術(shù)如離子注入，通過將氮、碳等離子注入軸承表面，改變表面的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，提高表面硬度和耐腐蝕性。在低溫環(huán)境中，經(jīng)離子注入處理的軸承，其抗疲勞性能提升 30% 以上。這些表面處理技術(shù)為低溫軸承在惡劣環(huán)境下的可靠運行提供了保障。低溫軸承的安裝精度，直接影響低溫設(shè)備性能。

低溫軸承的磁流變潤滑技術(shù)應(yīng)用：磁流變潤滑技術(shù)利用磁流變液在磁場作用下黏度可快速變化的特性，改善低溫軸承的潤滑性能。磁流變液由微米級磁性顆粒（如羰基鐵粉）分散在低凝點基礎(chǔ)油（如硅油）中制成，在 - 120℃時仍具有良好的流動性。在軸承運行時，通過外部電磁線圈施加磁場，磁流變液黏度迅速增大，形成高黏度的潤滑膜，提高承載能力；當(dāng)停止施加磁場，磁流變液又恢復(fù)低黏度狀態(tài)，便于軸承啟動和低速運轉(zhuǎn)。在低溫壓縮機用低溫軸承中應(yīng)用磁流變潤滑技術(shù)后，軸承的摩擦功耗降低 35%，磨損量減少 50%，且能適應(yīng)不同工況下的潤滑需求，提升設(shè)備的運行效率和可靠性。低溫軸承的安裝需特殊工具，確保安裝精度。湖北航空用低溫軸承

低溫軸承的雙密封唇口結(jié)構(gòu)，防止低溫濕氣侵入軸承內(nèi)部。天津火箭發(fā)動機用低溫軸承

低溫軸承在新型儲能設(shè)備中的應(yīng)用拓展：新型儲能設(shè)備，如液流電池和低溫壓縮空氣儲能系統(tǒng)，對低溫軸承提出了新的需求。在液流電池的低溫循環(huán)泵軸承設(shè)計中，采用耐腐蝕的不銹鋼合金材料，并進行表面鈍化處理，防止電解液腐蝕。針對低溫壓縮空氣儲能系統(tǒng)，研發(fā)出適應(yīng)頻繁啟停和變載荷工況的低溫軸承，優(yōu)化軸承的滾道設(shè)計和潤滑系統(tǒng)，提高軸承的抗疲勞性能和適應(yīng)能力。在實際應(yīng)用中，低溫軸承保障了儲能設(shè)備在低溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行，提高了儲能系統(tǒng)的充放電效率和使用壽命。隨著儲能技術(shù)的不斷發(fā)展，低溫軸承在該領(lǐng)域的應(yīng)用將不斷拓展和深化，為能源存儲與利用提供關(guān)鍵支撐。天津火箭發(fā)動機用低溫軸承