Как меняются технологии производства подшипников?

За последние несколько десятилетий конструкция подшипников значительно продвинулась вперед, что привело к появлению новых материалов, передовых методов смазки и сложных компьютерных анализов..

Подшипники используются практически во всех типах вращающихся механизмов. От оборонной и аэрокосмической техники до линий по производству продуктов питания и напитков — спрос на эти компоненты растет. Что особенно важно, инженеры-конструкторы все чаще требуют более компактных, легких и долговечных решений, способных выдерживать даже самые сложные условия окружающей среды.

 

Материаловедение

Снижение трения является ключевым направлением исследований для производителей. На трение влияют многие факторы, такие как допуски размеров, качество поверхности, температура, рабочая нагрузка и скорость. За прошедшие годы были достигнуты значительные успехи в разработке подшипниковой стали. Современные, сверхчистые подшипниковые стали содержат меньшее количество и более мелкие неметаллические частицы, что обеспечивает шарикоподшипникам большую устойчивость к контактной усталости.

 

Современные технологии производства стали и дегазации позволяют получать сталь с более низким содержанием оксидов, сульфидов и других растворенных газов, а улучшенные методы закалки обеспечивают получение более твердых и износостойких сталей. Достижения в области производственного оборудования позволяют производителям прецизионных подшипников поддерживать более жесткие допуски в компонентах подшипников и получать более полированные контактные поверхности, что снижает трение и увеличивает срок службы.

 

Разработаны новые нержавеющие стали марки 400 (X65Cr13) для улучшения уровня шума подшипников, а также высокоазотистые стали для повышения коррозионной стойкости. Для работы в сильно агрессивных средах или при экстремальных температурах клиенты теперь могут выбирать из ряда подшипников из нержавеющей стали марки 316, полностью керамических подшипников или пластиковых подшипников, изготовленных из ацетальной смолы, PEEK, PVDF или PTFE. По мере того, как 3D-печать становится все более распространенной и, следовательно, более экономически эффективной, мы видим растущие возможности для производства нестандартных фиксаторов подшипников в небольших количествах, что будет полезно для мелкосерийного производства специализированных подшипников.

 

Смазка

 

Возможно, наибольшее внимание привлекла тема смазки. Учитывая, что 13% отказов подшипников связаны с факторами смазки, смазка подшипников является быстро развивающейся областью исследований, поддерживаемой как академическими кругами, так и промышленностью. Сейчас существует гораздо больше специализированных смазочных материалов благодаря ряду факторов: более широкому ассортименту высококачественных синтетических масел, большему выбору загустителей, используемых в производстве смазок, и большему разнообразию присадок, обеспечивающих, например, более высокие нагрузочные характеристики или повышенную коррозионную стойкость. Заказчики могут заказывать высокофильтрованные малошумные смазки, высокоскоростные смазки, смазки для экстремальных температур, водостойкие и химически стойкие смазки, смазки для высокого вакуума и смазки для чистых помещений.

 

Компьютеризированный анализ

 

Еще одна область, где подшипниковая промышленность добилась больших успехов, — это использование программного обеспечения для моделирования подшипников. Теперь производительность, срок службы и надежность подшипников можно увеличить 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 беспрецедентное представление о работе подшипников, обеспечить оптимальный выбор подшипников и предотвратить преждевременный выход подшипников из строя.

 

Современные методы оценки усталостной долговечности позволяют точно прогнозировать напряжения в элементах и ​​дорожках качения, контактное напряжение ребер, краевое напряжение и срезание контакта. Они также позволяют проводить анализ деформации всей системы, анализ нагрузок и анализ несоосности подшипников. Это даст инженерам информацию для модификации конструкции подшипника с целью лучшего учета напряжений, возникающих в конкретном применении.

 

Еще одно очевидное преимущество заключается в том, что программное обеспечение для моделирования может сократить время и ресурсы, затрачиваемые на этап тестирования. Это не только ускоряет процесс разработки, но и снижает затраты.

 

Совершенно очевидно, что новые разработки в области материаловедения, а также передовые инструменты моделирования подшипников предоставят инженерам необходимые знания для проектирования и выбора подшипников с целью достижения оптимальной производительности и долговечности в рамках целостной системной модели. Продолжение исследований и разработок в этих областях будет иметь решающее значение для обеспечения дальнейшего развития подшипников в ближайшие годы.