2018年3月7日

回转支承轴承制造中的关键技术

回转支承轴承制造中的关键技术

 

(1)现代仿真技术

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上已经达到先进水平。

 

目前,国内外轴承试验方法主要有4种:摩擦磨损试验、试验台架试验、试验室(试验场)模拟试验、实际工况运行试验。国外对上述4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襄轴等。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。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同程做好充分的软、硬件准备。

 

(2)润滑技术

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。因此润滑技术己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,使其轴承阻力较小,寿命较长。

 

对常见工况下的轴承润滑脂(油),国外先进工业国家在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(200~4000度)下使用气态润滑剂等。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。

 

(3)密封技术

新近发展的滚动轴承,在两端面都安装有相应的密封装置。其作用一方面是保护轴承内部的润滑脂(油)在使用中不会流失,保证轴承处于润滑状态;另一方面是保护轴承,使外界的尘埃或有害气体不会进入轴承内腔,以免对轴承造成损伤。常见的有橡胶或工程塑料的密封圈,也有钢板冲制的密封圈(或称防尘盖)。密封结构多种多样,密封的效果不一样。密封技术主要是研究开发应用于不同工况下的相应密封装置,以及该密封圈材料与相应润滑脂的共融性等。

 

日本的几大轴承公司(精工、东洋等)代表了轴承密封技术发展的方向。他们在开发密封技术发展方向和轴承装置技术方面历史较早,研究有深度,目前密封技术较为成熟。从单密封唇发展到多密封唇,从接触式密封开发出非接触密封等;从产品类型看,球轴承、滚子轴承均有。我国跟随国际发展趋势,也开发出了具有密封圈的深沟球轴承、水泵轴承、铁路(圆锥滚子)轴承、滚针轴承以及短圆柱滚子轴承几大类轴承,其中深沟球轴承产量较大,应用面较广。根据国家技术监督局近期对我国密封轴承质量检测结果来看,我国密封轴承结构设计问题较大,密封效果不好,漏脂现象较严重,用户反应强烈。经分析,主要的原因是我国现行的密封圈设计结构不合理,内圈不带密封槽,再加上制造精度不高等。

 

(4)降噪技术

轴承噪声是环境的重要污染源,也是轴承行业需要控制的重要指标,特别是对家电、办公机械、仪器仪表用轴承噪声限值更为突出。近十多年,我国轴承行业在降低轴承噪声方面做了许多工作,使轴承降噪水平有很大提高,但与国外相比,仍有一定的差距,用户反映突出的是“异音”问题,即轴承运转中出现一种不规则的突发声,甚至尖叫声。轴承噪声影响因素很多,也很复杂,需要从轴承的整体设计,轴承的每一个零件——内圈、外圈、保持架、滚动体和润滑油(脂)去分析研究,也需要从轴承每个零件所用的材料、加-1-212艺过程乃至工程中采用的设备、工艺材料等方面去分析研究。

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