Як змінюється технологія підшипників?

За останні кілька десятиліть конструкція підшипників значно вдосконалилася завдяки використанню нових матеріалів, вдосконаленим методам змащування та складному комп’ютерному аналізу..

Підшипники використовуються практично у всіх типах обертових машин. Попит на ці компоненти зростає, від оборонного та аерокосмічного обладнання до ліній виробництва продуктів харчування та напоїв. Важливо те, що інженери-конструктори все частіше вимагають менших, легших і довговічніших рішень, щоб задовольнити навіть найскладніші умови навколишнього середовища.

 

Матеріалознавство

Зменшення тертя є ключовим напрямком досліджень для виробників. Багато факторів впливають на тертя, такі як допуски на розміри, обробка поверхні, температура, робоче навантаження та швидкість. За ці роки було досягнуто значних успіхів у підшипниковій сталі. Сучасні надчисті підшипникові сталі містять меншу кількість неметалевих часток, що надає кульковим підшипникам більшої стійкості до контактної втоми.

 

Сучасні технології виробництва сталі та дегазації виробляють сталь із меншим вмістом оксидів, сульфідів та інших розчинених газів, тоді як кращі методи загартування виробляють більш тверду та зносостійку сталь. Удосконалення у виробничому обладнанні дозволяє виробникам прецизійних підшипників підтримувати кращі допуски в компонентах підшипників і виробляти більш поліровані контактні поверхні, що зменшує тертя та покращує термін служби.

 

Було розроблено нові нержавіючі сталі марки 400 (X65Cr13) для покращення рівня шуму підшипників, а також сталі з високим вмістом азоту для підвищення корозійної стійкості. Для висококорозійних середовищ або екстремальних температур клієнти тепер можуть вибрати підшипники з нержавіючої сталі класу 316, повністю керамічні підшипники або пластикові підшипники, виготовлені з ацеталевої смоли, PEEK, PVDF або PTFE. У міру того, як 3D-друк стає все більш широко використовуваним і, отже, більш економічно ефективним, ми бачимо все більше можливостей для виробництва нестандартних фіксаторів підшипників у невеликих кількостях, що буде корисно для невеликих вимог до спеціалізованих підшипників.

 

Змащення

 

Можливо, найбільше уваги привернуло змащення. Оскільки 13% відмов підшипників пов’язані з факторами змащення, змащування підшипників є областю досліджень, яка швидко розвивається і підтримується науковцями та промисловістю. Зараз існує набагато більше спеціалізованих мастильних матеріалів завдяки ряду факторів: ширшому асортименту високоякісних синтетичних олив, більшому вибору загусників, які використовуються у виробництві мастил, і більшій різноманітності мастильних присадок для забезпечення, наприклад, вищих навантажень. або підвищена стійкість до корозії. Клієнти можуть вибрати високофільтровані малошумні мастила, високошвидкісні мастила, мастила для екстремальних температур, водостійкі та хімічно стійкі мастила, мастила для високого вакууму та мастила для чистих приміщень.

 

Комп'ютеризований аналіз

 

Інша сфера, де промисловість підшипників досягла великих успіхів, це використання програмного забезпечення для моделювання підшипників. Тепер продуктивність, термін служби та надійність підшипників можна подовжити за межі того, що було досягнуто десять років тому, без проведення дорогих трудомістких лабораторних або польових випробувань. Розширений інтегрований аналіз підшипників кочення може дати неперевершене розуміння продуктивності підшипників, забезпечити оптимальний вибір підшипників і уникнути їх передчасного виходу з ладу.

 

Удосконалені методи довговічності можуть дозволити точно передбачити напруги в елементах і доріжках кочення, контакт ребра, крайове напруження та зрізання контакту. Вони також дозволяють повне відхилення системи, аналіз навантаження та аналіз зміщення підшипників. Це дасть інженерам інформацію, щоб змінити конструкцію підшипника для кращого пристосування до навантажень, що є результатом конкретного застосування.

 

Ще одна очевидна перевага полягає в тому, що програмне забезпечення для моделювання може зменшити кількість часу та ресурсів, витрачених на етапі тестування. Це не тільки прискорює процес розробки, але й зменшує витрати на процес.

 

Зрозуміло, що нові розробки в галузі матеріалознавства разом із передовими інструментами моделювання підшипників нададуть інженерам знання, необхідні для проектування та вибору підшипників для оптимальної продуктивності та довговічності як частини моделі цілої системи. Продовження досліджень і розробок у цих сферах матиме вирішальне значення для того, щоб підшипники продовжували розширювати кордони в наступні роки.