Як змінюється технологія підшипників?

Протягом останніх кількох десятиліть конструкція підшипників значно вдосконалилася, що принесло нові можливості використання матеріалів, передові методи змащування та складний комп'ютерний аналіз..

Підшипники використовуються практично у всіх типах обертових машин. Від оборонного та аерокосмічного обладнання до ліній виробництва харчових продуктів та напоїв – попит на ці компоненти зростає. Найголовніше, що інженери-конструктори все частіше вимагають менших, легших та довговічніших рішень, щоб задовольнити навіть найсуворіші умови навколишнього середовища.

 

Матеріалознавство

Зменшення тертя є ключовою сферою досліджень для виробників. На тертя впливає багато факторів, таких як допуски на розміри, обробка поверхні, температура, експлуатаційне навантаження та швидкість. За останні роки у виробництві підшипникової сталі було досягнуто значних успіхів. Сучасні надчисті підшипникові сталі містять менше неметалевих частинок дрібнішого розміру, що надає кульковим підшипникам більшої стійкості до контактної втоми.

 

Сучасні методи виробництва сталі та дегазації дозволяють виробляти сталь з нижчим вмістом оксидів, сульфідів та інших розчинених газів, тоді як удосконалені методи гартування дозволяють виготовляти твердіші та зносостійкіші сталі. Досягнення у виробничому обладнанні дозволяють виробникам прецизійних підшипників підтримувати точніші допуски в компонентах підшипників та виготовляти більш поліровані контактні поверхні, що зменшує тертя та підвищує термін служби.

 

Були розроблені нові нержавіючі сталі марки 400 (X65Cr13) для покращення рівня шуму підшипників, а також сталі з високим вмістом азоту для більшої корозійної стійкості. Для високоагресивних середовищ або екстремальних температур клієнти тепер можуть вибирати з асортименту підшипників з нержавіючої сталі марки 316, повністю керамічних підшипників або пластикових підшипників, виготовлених з ацетальної смоли, PEEK, PVDF або PTFE. Оскільки 3D-друк стає все більш широким використанням, а отже, більш економічно ефективним, ми бачимо зростання можливостей для виробництва нестандартних фіксаторів підшипників у невеликих кількостях, що буде корисним для потреб спеціалізованих підшипників у невеликих обсягах.

 

Змащення

 

Змащування, можливо, привернуло найбільшу увагу. Оскільки 13% відмов підшипників пов'язані з факторами, пов'язаними з змащуванням, змащування підшипників є швидко розвиваючоюся галуззю досліджень, яку підтримують як науковці, так і промисловість. Зараз існує набагато більше спеціалізованих мастил завдяки низці факторів: ширшому асортименту високоякісних синтетичних масел, більшому вибору загусників, що використовуються у виробництві мастил, і більшій різноманітності мастильних добавок, що забезпечують, наприклад, вищу вантажопідйомність або більшу стійкість до корозії. Клієнти можуть вибрати високофільтрові малошумні мастила, високошвидкісні мастила, мастила для екстремальних температур, водонепроникні та хімічно стійкі мастила, мастила для високого вакууму та мастила для чистих приміщень.

 

Комп'ютерний аналіз

 

Ще однією сферою, де підшипникова промисловість досягла значних успіхів, є використання програмного забезпечення для моделювання підшипників. Тепер продуктивність, термін служби та надійність підшипників можуть бути розширені порівняно з тим, 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 та уникнути передчасного виходу з ладу підшипників.

 

Удосконалені методи визначення втомної довговічності дозволяють точно прогнозувати напруження елементів та доріжок кочення, контакт ребер, напруження кромок та усічення контакту. Вони також дозволяють проводити повний аналіз прогину системи, навантаження та перекісу підшипників. Це надасть інженерам інформацію для модифікації конструкції підшипника, щоб краще враховувати напруження, що виникають внаслідок конкретного застосування.

 

Ще однією очевидною перевагою є те, що програмне забезпечення для моделювання може зменшити кількість часу та ресурсів, витрачених на етап тестування. Це не тільки пришвидшує процес розробки, але й зменшує витрати в цьому процесі.

 

Зрозуміло, що нові розробки в матеріалознавстві разом із передовими інструментами моделювання підшипників нададуть інженерам розуміння, необхідне для проектування та вибору підшипників для оптимальної продуктивності та довговічності як частини цілісної системної моделі. Постійні дослідження та розробки в цих галузях матимуть вирішальне значення для забезпечення того, щоб підшипники продовжували розширювати межі можливого в найближчі роки.