滾動軸承產品技術發展的現狀與方向
滾動軸承產品技術發展的現狀與方向
- 2020/11/24 14:00:56
以全球軸承工業的視野,截取二十一世紀以來近20年的歷史跨度,在系統分析世界著名軸承公司主導產品的基礎上,從技術和產品2個層面闡述了軸承產品技術發展現狀,從減摩化、輕量化、單元化、智能化和魯棒性等不同維度解析了軸承產品技術發展方向,并對未來總的發展方向及具體發展議題進行了展望。
輕量化
輕量化既是節能化的一個實現路徑,本身還具有節材的價值?,F代機械設計的目標函數中,輕量化往往是一個核心指標,尤其是對于航天、航空飛行器而言,追求減輕質量已到了按“克”計量的程度。汽車輕量化也是其關鍵技術之一,特別是對于新能源汽車的“續航里程焦慮”,除了不斷提高動力電池的能量密度之外,整車實現輕量化以降低能耗就是另外一條“逆向思維”的解決路徑。軸承本身不僅在做輕量化的貢獻,而且使得配套的驅動電動機、變速箱等總成部件也可以由于緊湊化而進一步輕量化,成效更為顯著。
現代材料、潤滑及密封等技術的顯著進步,使得軸承壽命大大增長。換言之,在同樣使用壽命的要求下,可以用更小規格的軸承替代原用尺寸較大的軸承——這些也是軸承實現輕量化的“開放型”思路,而不僅僅局限于在軸承外形尺寸上“做減法”。
軸承產品技術未來發展方向的展望
將目前的軸承產品技術發展方向與現代制造裝備產業的未來發展趨勢相結合,可以對未來做出如下展望:
在軸承“精度、性能和壽命”三大特征技術質量中,精度基本已置頂,可以滿足現階段及可見未來的需求,而高性能與長壽命則是軸承產品技術發展追求的永恒方向,似乎沒有止境。
1)節能減排是國際社會應對環境污染、氣候變化的廣泛共識與一致行動,軸承減摩化將不斷升級。
2)在高速化成為提高電動機(特別是新能源汽車驅動電動機)、壓縮機等動力機械功率密度的主流趨勢推動下,軸承速度性能將進一步提升。
3)魯棒性將擴展成為許多軸承的基本技術要求。
4)智能軸承使簡單機械都可以實現數字化和物聯網,因此,智能軸承被稱為是“與工業4.0無縫對接的產品”,這一言簡意賅、直達本質的定義,預示著智能軸承具有廣闊的發展空間,而內嵌式、微型化、多參數、多功能無疑是其最主要的技術特征。
5)同時可承受徑、軸向聯合載荷的圓錐滾子軸承徑向截面小,特別適用于輕量化發展趨勢的滾針軸承以及18,19尺寸系列的深溝球軸承、角接觸球軸承等,將會繼續擴大其應用。
6)隨著方便運維的密封軸承更廣范圍的滲透,高性能(長壽命、低噪聲、寬溫域、環保型等)潤滑脂的研發仍將是一個持久的“熱點”。
7)保持架長期處于軸承研究中的“薄弱環節”,隨著對其在軸承性能提升中制約作用的認識不斷深化,關于新型保持架的設計、材料及加工技術研究將保持較高的活躍度。
8)導入表面疲勞模型的軸承壽命理論,不久將可能成為新的軸承壽命計算準則,納入國際標準。
9)基于大數據應用和模型算法的完善,軸承剩余壽命的預測將會更加精準化,并走向實用化與工具化。
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