Как меняется технология подшипников?

За последние несколько десятилетий конструкция подшипников значительно продвинулась вперед благодаря использованию новых материалов, передовым технологиям смазки и сложному компьютерному анализу..

Подшипники используются практически во всех типах вращающихся машин. От оборонного и аэрокосмического оборудования до линий по производству продуктов питания и напитков — спрос на эти компоненты растет. Важно отметить, что инженерам-конструкторам все чаще требуются меньшие, легкие и более надежные решения, способные удовлетворить даже самые суровые условия окружающей среды.

 

Материаловедение

Снижение трения является ключевой областью исследований производителей. На трение влияет множество факторов, таких как допуски на размеры, качество поверхности, температура, эксплуатационная нагрузка и скорость. За последние годы в производстве подшипниковой стали были достигнуты значительные успехи. Современные сверхчистые подшипниковые стали содержат меньше неметаллических частиц меньшего размера, что придает шарикоподшипникам большую устойчивость к контактной усталости.

 

Современные методы производства стали и дегазации позволяют производить сталь с более низким содержанием оксидов, сульфидов и других растворенных газов, в то время как более совершенные методы закалки позволяют получить более твердые и износостойкие стали. Достижения в области производственного оборудования позволяют производителям прецизионных подшипников поддерживать более жесткие допуски в компонентах подшипников и производить более полированные контактные поверхности, что снижает трение и увеличивает срок службы.

 

Были разработаны новые нержавеющие стали марки 400 (X65Cr13) для снижения уровня шума подшипников, а также стали с высоким содержанием азота для повышения коррозионной стойкости. Для работы в агрессивных средах или при экстремальных температурах клиенты теперь могут выбирать из широкого спектра подшипников из нержавеющей стали марки 316, полностью керамических подшипников или пластиковых подшипников, изготовленных из ацеталевой смолы, PEEK, PVDF или PTFE. Поскольку 3D-печать становится более широко используемой и, следовательно, более рентабельной, мы видим растущие возможности для производства нестандартных сепараторов подшипников в небольших количествах, что будет полезно при небольших объемах производства специализированных подшипников.

 

Смазка

 

Смазка, возможно, привлекла наибольшее внимание. Поскольку 13% отказов подшипников связаны с факторами смазки, смазка подшипников является быстро развивающейся областью исследований, поддерживаемой как учеными, так и промышленностью. В настоящее время существует гораздо больше специализированных смазочных материалов благодаря ряду факторов: более широкому ассортименту высококачественных синтетических масел, большему выбору загустителей, используемых при производстве смазок, а также большему разнообразию смазочных присадок, обеспечивающих, например, более высокую нагрузочную способность. или большую устойчивость к коррозии. Клиенты могут выбрать высокофильтрованные малошумные смазки, высокоскоростные смазки, смазочные материалы для экстремальных температур, водостойкие и химически стойкие смазочные материалы, смазочные материалы для работы в высоком вакууме и смазочные материалы для чистых помещений.

 

Компьютеризированный анализ

 

Еще одна область, в которой подшипниковая промышленность добилась больших успехов, — это использование программного обеспечения для моделирования подшипников. Теперь характеристики, срок службы и надежность подшипников могут быть увеличены по сравнению с тем, что было достигнуто десять лет назад, без проведения дорогостоящих и трудоемких лабораторных или полевых испытаний. Расширенный комплексный анализ подшипников качения может дать непревзойденную информацию о характеристиках подшипников, обеспечить оптимальный выбор подшипников и избежать их преждевременного выхода из строя.

 

Усовершенствованные методы усталостной долговечности позволяют точно прогнозировать напряжения в элементах и ​​дорожках качения, контакт ребер, краевое напряжение и усечение контакта. Они также позволяют выполнять полный прогиб системы, анализ нагрузки и анализ смещения подшипников. Это даст инженерам информацию для изменения конструкции подшипника, чтобы лучше приспособиться к нагрузкам, возникающим в конкретном приложении.

 

Еще одним очевидным преимуществом является то, что программное обеспечение для моделирования может сократить количество времени и ресурсов, затрачиваемых на этап тестирования. Это не только ускоряет процесс разработки, но и снижает затраты в процессе.

 

Очевидно, что новые разработки в области материаловедения, а также передовые инструменты моделирования подшипников предоставят инженерам информацию, необходимую для проектирования и выбора подшипников с оптимальными эксплуатационными характеристиками и долговечностью как части целостной модели системы. Продолжение исследований и разработок в этих областях будет иметь решающее значение для обеспечения того, чтобы подшипники продолжали расширять границы в ближайшие годы.