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08

2019-04

轴承制造的关键技术

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  现代仿真技术随着计算机的广泛应用而迅速发展。该技术的具体做法是将某应用工况下轴承的载荷方向、大小、润滑方式,旋转速度及环境参数,以及轴承主参数等同时输入计算机,通过演算,了解轴承可能达到的寿命,从而评价轴承设计是否合用。这种试验方法可以大幅度缩短试验时间,减少人力和试验资金,可以在轴承未制造完成之前,预先知道其应用效果,是一种又快又省心的试验方法。国外先进轴承工业公司SKF、NTN在轴承仿真试验技术的研究达到先进水平。
  国内外发展趋势:
  目前,国内外轴承试验方法,主要有四种。一、摩擦磨损试验,二、试验台架试验,三、试验室(试验场)模拟试验,四、实际工况运行试验。国外对上述几种试验方法均有使用,但应用目的不一样,例如,开发一种全新的产品,首先须做摩擦磨损试验。但如果磨擦磨损形式无多大变化,仅产品尺寸、受载工况变化,则仅需做台架、模拟或实际运行试验即可。国外对一些关键部位的新产品(如轿车轮毂轴承等)考核极为严格,必须经实际运行试验,才能获准进行配套使用。瑞典SKF、日本NTN新近研究轴承仿真试验技术、只能替代台架、模拟或实验,以缩短产品设计的时间,加快产品开发的进度,但距实际运行情况还有所差距。现在,我国轴承行业已开展摩擦磨损试验的,只有洛阳轴承研究所一家;已开展轴承台架试验的,有洛阳轴承研究所、上海轴研所、杭州轴承试验中心和瓦房店、哈尔滨等20余家国有轴承企业;可以展开模拟试验的有洛阳轴承研究所、杭州轴承试验中心以及洛轴、襄轴等企业。而要实际进行试验,只有在配套主机企业提出此方面要求时轴承生产企业才予以进行,如铁路客车轮对轴承及小轿车的轮毂轴承等。总之,国内在开展模拟和实际运行试验方面还不广泛,应进一步扩大主机范围或实际工况范围,为仿真试验早日提到日程作好充分的软、硬件准备。
  主要研究内容和目标:
  为了进行仿真试验,需先对一些代表性类型的典型产品进行台架或模拟试验,找出寿命与承载、工况之间的函数关系,而后利用这种关系,通过计算机进行轴承设计和试验工作,这通常只是针对那些极为重要的产品才进行的试验。根据我国现有能力,今后十年主要目标是对铁路车辆轴承、汽车轮毂轴承以及高速度磨床主轴轴承进行仿真试验研究,并逐渐具备一定的仿真试验条件。研究内容如下:
  润滑技术
  技术概要
  滚动轴承在运动中由于阻力使轴承不断磨损而失效,润滑脂(油)和润滑方式的不同,对降低轴承摩擦磨损效果不同。因此润滑技术已成为轴承技术研究的重要组成部分。有人把润滑脂(油)称为“轴承的第五个零件”(其他为内圈、外圈、滚动体、保持架)。
  阻碍滚动轴承旋转的阻力由滚动磨擦、滑动磨擦和润滑剂磨擦组成。当滚动体在滚道上滚动时会出现滚动磨擦;滑动磨擦出现在保持架中滚动体的引导面上、保持架的挡边引导面上以及滚子轴承中滚子端面和套圈挡边上。润滑剂磨擦则由润滑剂在接触处的内部磨擦以及润滑剂的搅拌和挤压所组成。一套轴承的总磨擦即滚动磨擦、滑动磨擦和润滑剂磨擦的总和就是阻抗轴承运动的阻力。研究润滑技术的任务就是开发不同润滑脂(油)及其润滑方式,使其轴承阻力最小,寿命最长。
  国内外发展趋势
  国外先进工业国家,对常见工况下的轴承润滑脂(油),技术和生产上已完全过关,已形成系列品种和批量生产能力,当前主要趋势是研究提高一些特殊情况下润滑脂的性能,如正在研究提高宇航用全氟醚润滑脂的真空稳定性,爬移性以及粘温性能等;又如低温脂,虽在应用中有较好效果,但其润滑机理未能有很好的理论阐述。再如,研究在高温(200-4000C)下使用气态润滑剂的研究等。我国当前轴承润滑的研究任务极重,如果经费允许,应重点解决以下几个问题:其一,提高现有密封轴承润滑脂在常温环境下的使用寿命;其二,提高低噪声轴承润滑脂振动性能;其三,研究开发常见工况下轴承润滑脂新品种,填补国内空白。

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