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軸承的國際技術現狀及發展趨勢

發布時間:2018/11/16 8:43:25來源:安昂傳動作者:admin瀏覽量:6456

  軸承工業作為機械基礎工業,其技術水平高低,對一個國家的工業技術發展水平具有一定的代表意義。如果說,一個不具有軸承工業的國家,不是一個完整意義上的工業化國家的話,那么,一個不具有先進軸承技術水平的國家,則很難說是一個擁有了先進制造技術的國家。目前,目、歐、美占據了世界軸承市場的大半壁江山。

  1.國際先進軸承特點介紹

  (1)日本NSK軸承

  NSK成立于1916年,是日本國內第一家設計生產軸承的廠商。幾十年來,NSK開發出無數新型軸承,滿足世界各地用戶的需求,并為產業發展和技術進步做出了極大的貢獻。同時NSK憑借其在精密加工方面的技術優勢,不斷開發汽車零部件、精密機械組件等高、精、尖產品,在電子應用等領域積極開展多元化經營。 NSK在全球20多個國家和地區建立了銷售網絡,并擁有30多家工廠,行業排名在世界范圍內穩居榜首。

  (2)瑞典***軸承

  ***優秀的工程師們經常組隊到各工廠稽核生產流程的工序。美國福特汽車對其供應商的質量評估系統范圍不單包括產品、工作表現,設計及制造;更對供應商提供技術支援的能力、及時供貨、市場領導地位、價格定位、適應力和靈活性及創新幾方面的表現評估,并對最佳表現者頒贈“Q1質量第一獎座”,作為福特汽車供應商的20家***工廠全數獲得此獎項。

  ***也曾榮獲通用汽車、大眾汽車、墨西哥日產、佳士拿、勞斯萊斯、奧迪、英國鐵路、亞特拉科普柯、Black&Decker頒贈的同類殊榮。

  (3)德國INA/FAG/LUK軸承

  象征德國工業技術的最高成就,廣泛應用于各行各業中,其它品牌軸承不能勝任的地方,其代表作有高速、高精度主軸軸承,極限轉速高于任何其它品牌。而這種優良特性普遍反映在FAG的所有軸承上,即具有較高的極限轉速和承載力。

  相比這些國外進口軸承,我國的哈爾濱軸承,洛陽軸承,瓦房店軸承則要遜色一些,但現在國內軸承的生產水平也在日益進步。

  2.軸承制造中的關鍵技術

  (1)現代仿真技術

  現代仿真技術隨著計算機的廣泛應用而迅速發展。該技術的具體做法是將某應用工況下軸承的載荷方向、大小、潤滑方式,旋轉速度及環境參數,以及軸承主參數等同時輸入計算機,通過演算,了解軸承可能達到的壽命,從而評價軸承設計是否合用。這種試驗方法可以大幅度縮短試驗時間,減少人力和試驗資金,可以在軸承未制造完成之前,預先知道其應用效果,是一種又快又省心的試驗方法。國外先進軸承工業公司***、NTN在軸承仿真試驗技術的研究上已經達到先進水平。

  目前,國內外軸承試驗方法主要有4種:摩擦磨損試驗、試驗臺架試驗、試驗室(試驗場)模擬試驗、實際工況運行試驗。國外對上述4種試驗方法均有使用,但應用目的不一樣,例如,開發一種全新的產品,首先須做摩擦磨損試驗。但如果磨擦磨損形式無多大變化,僅產品尺寸、受載工況變化,則僅需做臺架、模擬或實際運行試驗即可。國外對一些關鍵部位的新產品(如轎車輪轂軸承等)考核極為嚴格,必須經實際運行試驗,才能獲準進行配套使用。瑞典***、日本NTN新近研究軸承仿真試驗技術、只能替代臺架、模擬或實驗,以縮短產品設計的時間,加快產品開發的進度,但距實際運行情況還有所差距。現在,我國軸承行業已開展摩擦磨損試驗的,只有洛陽軸承研究所一家;已開展軸承臺架試驗的,有洛陽軸承研究所、上海軸研所、杭州軸承試驗中心和瓦房店、哈爾濱等20余家國有軸承企業;可以??開模擬試驗的有洛陽軸承研究所、杭州軸承試驗中心以及襄軸等。而要實際進行試驗,只有在配套主機企業提出此方面要求時軸承生產企業才予以進行。總之,國內在開展模擬和實際運行試驗方面還不廣泛,應進一步擴大主機范圍或實際工況范圍,為仿真試驗早日提到同程做好充分的軟、硬件準備。

  (2)潤滑技術

  滾動軸承在運動中由于阻力使軸承不斷磨損而失效,潤滑脂(油)和潤滑方式的不同,對降低軸承摩擦磨損效果不同。因此潤滑技術己成為軸承技術研究的重要組成部分。有人把潤滑脂(油)稱為“軸承的第五個零件”(其他為內圈、外圈、滾動體、保持架)。

  阻礙滾動軸承旋轉的阻力由滾動磨擦、滑動磨擦和潤滑劑磨擦組成。當滾動體在滾道上滾動時會出現滾動磨擦;滑動磨擦出現在保持架中滾動體的引導面上、保持架的擋邊引導面上以及滾子軸承中滾子端面和套圈擋邊上。潤滑劑磨擦則由潤滑劑在接觸處的內部磨擦以及潤滑劑的攪拌和擠壓所組成。一套軸承的總磨擦即滾動磨擦、滑動磨擦和潤滑劑磨擦的總和就是阻抗軸承運動的阻力。研究潤滑技術的任務就是開發不同潤滑脂(油)及其潤滑方式,使其軸承阻力最小,壽命最長。

  對常見工況下的軸承潤滑脂(油),國外先進工業國家在技術和生產上已完全過關,已形成系列品種和批量生產能力,當前主要趨勢是研究提高一些特殊情況下潤滑脂的性能,如正在研究提高宇航用全氟醚潤滑脂的真空穩定性,爬移性以及粘溫性能等;又如低溫脂,雖在應用中有較好效果,但其潤滑機理未能有很好的理論闡述。再如,研究在高溫(200~4000度)下使用氣態潤滑劑等。我國當前軸承潤滑的研究任務極重,如果經費允許,應重點解決以下幾個問題:其一,提高現有密封軸承潤滑脂在常溫環境下的使用壽命;其二,提高低噪聲軸承潤滑脂振動性能;其三,研究開發常見工況下軸承潤滑脂新品種。

   (3)密封技術

  新近發展的滾動軸承,在兩端面都安裝有相應的密封裝置。其作用一方面是保護軸承內部的潤滑脂(油)在使用中不會流失,保證軸承處于潤滑狀態;另一方面是保護軸承,使外界的塵埃或有害氣體不會進入軸承內腔,以免對軸承造成損傷。常見的有橡膠或工程塑料的密封圈,也有鋼板沖制的密封圈(或稱防塵蓋)。密封結構多種多樣,密封的效果不一樣。密封技術主要是研究開發應用于不同工況下的相應密封裝置,以及該密封圈材料與相應潤滑脂的共融性等。

  日本的幾大軸承公司(精工、東洋等)代表了軸承密封技術發展的方向。他們在開發密封技術發展方向和軸承裝置技術方面歷史較早,研究有深度,目前密封技術較為成熟。從單密封唇發展到多密封唇,從接觸式密封開發出非接觸密封等;從產品類型看,球軸承、滾子軸承均有。我國跟隨國際發展趨勢,也開發出了具有密封圈的深溝球軸承、水泵軸承、鐵路(圓錐滾子)軸承、滾針軸承以及短圓柱滾子軸承幾大類軸承,其中深溝球軸承產量最大,應用面最廣。根據國家技術監督局近期對我國密封軸承質量檢測結果來看,我國密封軸承結構設計問題較大,密封效果不好,漏脂現象較嚴重,用戶反應強烈。經分析,主要的原因是我國現行的密封圈設計結構不合理,內圈不帶密封槽,再加上制造精度不高等。

  (4)降噪技術

  軸承噪聲是環境的重要污染源,也是軸承行業需要控制的重要指標,特別是對家電、辦公機械、儀器儀表用軸承噪聲限值更為突出。近十多年,我國軸承行業在降低軸承噪聲方面做了許多工作,使軸承降噪水平有很大提高,但與國外相比,仍有一定的差距,用戶反映突出的是“異音”問題,即軸承運轉中出現一種不規則的突發聲,甚至尖叫聲。軸承噪聲影響因素很多,也很復雜,需要從軸承的整體設計,軸承的每一個零件——內圈、外圈、保持架、滾動體和潤滑油(脂)去分析研究,也需要從軸承每個零件所用的材料、加-1-212藝過程乃至工程中采用的設備、工藝材料等方面去分析研究。這是軸承噪聲技術所涉及的基本內容。

  技術的發展是無止境的,盡管國外先進的軸承公司(INA/FAG/LUK、NSK、***等)軸承降噪水平已很高了,但仍提出進一步的發展方向,即向“靜音”軸承發展。

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