高性能滚动轴承对于我国当前航空航天、国防军工等重要领域旋转设备研发至关重要,而许多轴承失效的原因都来自润滑失效。乏油润滑、极高速、轻重载等异常工况对滚动轴承工作性能影响显著,对于极端工况下高速滚动轴承摩擦磨损研究至关重要,因此本研究将探索采用纳米润滑技术以提升高性能滚动轴承服役性能。针对乏油润滑、极高速、轻重载等异常工况对轴承性能的影响,采用纳米润滑技术以提升高性能滚动轴承服役性能是本课题研究的核心。通过配制不同粒径和浓度的Si O2纳米颗粒及T154分散剂,形成特定配比纳米润滑混合油液。在高速滚动轴承综合性能试验机上开展实验研究,选择不同纳米混合油液并调节径向载荷、工作速度等多工况参数,获得高速滚动轴承磨损量、摩擦系数等一系列实验结果,结合白光干涉仪等微观形貌与材料特性分析技术,揭示纳米润滑剂、运行工况、表面形貌等多因素影响下不同纳米颗粒和摩擦副粗糙表面形貌之间相互耦合高速滚动轴承摩擦磨损特性变化规律,获得高速滚动轴承减磨增寿机理及其解决方案。开展不同载荷、转速工况下滚动轴承摩擦磨损变化规律研究,结果表明随着转速及载荷不断增加,滚动轴承磨损量也随之增高。采用纳米润滑混合油液后在适当增加摩擦减小打滑的同时,也有效降低了滚动轴承的磨损程度。结果显示滚动轴承摩擦系数和磨损量之间没有直接关联。研究发现供油不足的情况下采用纳米润滑可有效抑制滚动轴承磨损失效。开展纳米颗粒和轴承微观表面之间不同嵌入情况下高速滚动轴承摩擦学特性研究,实验研究揭示不同嵌入情况下高速滚动轴承摩擦系数、磨损量、实时温升等摩擦磨损性能变化规律,获得纳米润滑高速滚动轴承抗磨机制。结果表明相比完全不嵌入状态,纳米颗粒完全嵌入状态有效提升了高速滚动轴承的抗磨效果。在纳米颗粒完全嵌入滚动轴承微观表面的情况下,加入纳米颗粒混合油液后,滚动轴承在高速和乏油条件下仍具有良好的抗磨性能。研究成果将对纳米润滑及其在航空航天等高速滚动轴承中的工程应用提供理论依据和重要参考。