國外軸承公司2020上半年新產(chǎn)品研發(fā)的進(jìn)展與特點(diǎn)
2020-8-11 來源：- 作者：-
加快新產(chǎn)品研發(fā)是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，也是企業(yè)在市場中站穩(wěn)腳跟，立于不變之地的根本。從企業(yè)發(fā)布的新產(chǎn)品情況，可以推測出一個(gè)企業(yè)的市場競爭力與發(fā)展前景。2020上半年各大軸承公司都陸續(xù)推出了最新的研發(fā)成果。本文以國外大軸承公司SKF、NSK、NTN、JTEKT為例，介紹2020年上半年國外軸承公司在產(chǎn)品研發(fā)方面的進(jìn)展情況。
1、引言
技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的核心原動(dòng)力，是打造品牌、提升企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵。因?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新，各大軸承公司仍能立于行業(yè)不敗之地。本文根據(jù)國外大軸承公司SKF、NSK、NTN、JTEKT官網(wǎng)上發(fā)布的信息，總結(jié)各大公司2020上半年新產(chǎn)品的研發(fā)情況；并通過比較，列出這些公司在軸承新產(chǎn)品研發(fā)方面的進(jìn)展與特點(diǎn)。
2、產(chǎn)品研發(fā)情況
2.1 SKF新產(chǎn)品
2.1.1 新的UC 300球軸承單元
SKF新的UC300球軸承單元具有更優(yōu)越的密封性與更強(qiáng)的鎖定性，并且可與所有JIS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）軸承座互換。新開發(fā)品擴(kuò)大了SKF UC球軸承單元的范圍。UC300系列球軸承單元的典型應(yīng)用包括輸送機(jī)、皮帶輪、鏈條傳動(dòng)裝置和起重機(jī)等。
在高污染的工業(yè)環(huán)境中，軸承壽命通常會(huì)因泥漿、灰塵、木屑或水等的進(jìn)入而縮短。針對這一工況，SKF新的UC300球軸承單元配備了經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)證的密封技術(shù)，非常適合在這種環(huán)境中使用。新開發(fā)品帶有一個(gè)堅(jiān)固的軸承底座，以盡量減少可能存在污垢或濕氣的區(qū)域。另外，UC300系列具有穩(wěn)健的結(jié)構(gòu)與高強(qiáng)度鎖定系統(tǒng)，能夠解決系統(tǒng)振動(dòng)引起的軸不平衡、不對中、鎖緊機(jī)構(gòu)松脫等問題。為了應(yīng)對峰值負(fù)載較高和轉(zhuǎn)速較低的工況，每臺(tái)機(jī)組還配備了一個(gè)平頭螺釘鎖定系統(tǒng)，該系統(tǒng)的角度設(shè)置為62o，從而提供更好的保持力。
2.1.2 新型角接觸球軸承
SKF最近發(fā)起擴(kuò)大單列角接觸球軸承產(chǎn)品范圍的活動(dòng)，開發(fā)出25o接觸角的軸承產(chǎn)品。
由于接觸角更小，軸向承載能力有所下降；但是這帶來了其他優(yōu)勢，例如在特定條件下，轉(zhuǎn)數(shù)比帶40o接觸角的產(chǎn)品多了20%。這是由于這種設(shè)計(jì)中有對軸承更有利的條件。這些有利條件最大限度地減少了摩擦力，進(jìn)而使產(chǎn)生的熱量最小化。此外，接觸角越小，徑向剛度越大，這主要有利于徑向應(yīng)用場合。除此之外，SKF還優(yōu)化了25o接觸角與40o接觸角產(chǎn)品用黃銅保持架，充分利用黃銅材料更堅(jiān)固的優(yōu)勢并改進(jìn)保持架的形狀。現(xiàn)在，新型保持架更穩(wěn)健，允許轉(zhuǎn)數(shù)比以往更高。除了這些性能方面的提升之外，該保持架比以往產(chǎn)品所需空間更小，所以留給潤滑劑更多可用空間，延長了潤滑間隔。此外，使用新型黃銅保持架的產(chǎn)品的振動(dòng)與噪音等級(jí)也降低了15%。
新一代SKF帶25o接觸角的角接觸球軸承代表了一種理想的支承軸承解決方案。特別適用于主要軸向力集中在一個(gè)方向上的應(yīng)用中。建議在應(yīng)用中使用一個(gè)非對稱軸承組（40o+25o接觸角），以避免未實(shí)現(xiàn)最小載荷的問題并預(yù)防早期軸承故障。此外，25o角接觸球軸承還可應(yīng)用于要求高轉(zhuǎn)速和/或徑向剛度不斷增加的場合。
2.2 NSK新產(chǎn)品
2.2.1 EV用新型圓錐滾子軸承
為響應(yīng)全球環(huán)境保護(hù)、降低燃料消耗的要求，需要促進(jìn)電動(dòng)車輛（EV）的快速發(fā)展。而在擴(kuò)大電動(dòng)汽車最大行駛里程方面，提高齒輪箱效率、減少組件尺寸與重量是關(guān)鍵。因此，必須在不影響性能的前提下，實(shí)現(xiàn)EV用軸承的小型化、輕量化。
在新軸承的設(shè)計(jì)中，NSK創(chuàng)造了一種特殊的保持架，該保持架通過毛細(xì)作用將油保持并分配在細(xì)槽中。油保持在滾子端附近的保持架中，如果潤滑不足，那么油從細(xì)槽中滲出到最需要的地方。與公司的傳統(tǒng)替代品相比，在關(guān)閉油泵后，新開發(fā)的圓錐滾子軸承抗咬合能力提高了7倍。另一個(gè)好處是，可以將油浴系統(tǒng)潤滑的齒輪箱軸承重新設(shè)計(jì)為使用更有效的噴油系統(tǒng)。與傳統(tǒng)軸承相比，新開發(fā)品需要的油量減少了95%，仍然能防止軸承咬合。新型保持架的使用使新開發(fā)品的寬度減少了。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，新開發(fā)品窄了10%，質(zhì)量減少了5%。
2.2.2 新型長壽命軋機(jī)軸承
NSK最近研發(fā)出新型軋機(jī)用四列圓錐滾子軸承，具有多項(xiàng)一流的性能。該設(shè)計(jì)將最新開發(fā)的防水潤滑脂完全密封在軸承內(nèi)。配備該種軸承后，在具有挑戰(zhàn)性的條件（例如那些有很高的滲水風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境）下，軋機(jī)的使用壽命通常是原來的兩倍。此外，密封的設(shè)計(jì)意味著潤滑脂的消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)“開放式”軸承，同時(shí)對環(huán)境造成污染的風(fēng)險(xiǎn)也大大降低。
本產(chǎn)品采用新開發(fā)的AQGRD防水潤滑脂，極大地滿足了軋機(jī)軸承應(yīng)用的迫切需求。優(yōu)化的潤滑脂成分在滾道和滾子之間形成更厚的油膜和保護(hù)層，可以抑制直接接觸，并防止腐蝕，從而延長了使用壽命。最終，更長的使用壽命降低了維護(hù)成本并提高了操作效率。此外，由于軸承更換頻率降低，所以有助于最大限度地減少碳足跡和資源消耗。
2.2.3 高可靠性鐵道齒輪箱用軸承
作為鐵道軸承的供應(yīng)商，NSK一直在為高速列車等各種鐵道車輛提供齒輪箱用高可靠性圓錐滾子軸承，并且在市場上擁有大量的應(yīng)用實(shí)例。然而，使用圓錐滾子軸承的齒輪箱在定期維護(hù)時(shí)，需要現(xiàn)場人員對軸承的安裝游隙進(jìn)行嚴(yán)格的把控，這需要花費(fèi)大量的人工成本。本次開發(fā)的新產(chǎn)品（包含四點(diǎn)接觸球軸承、以及與之配合使用的圓柱滾子軸承），則由NSK在軸承出廠前完成游隙調(diào)整，從而有效降低客戶現(xiàn)場的組裝難度，實(shí)現(xiàn)齒輪箱維護(hù)成本的降低。
NSK基于自身在鐵道車輛齒輪箱用圓錐滾子軸承的技術(shù)積累和大量實(shí)例，為本次的新產(chǎn)品開發(fā)了新型的高強(qiáng)度保持架。新的設(shè)計(jì)通過兜孔形狀的優(yōu)化以及引導(dǎo)方式的調(diào)整，能夠使保持架的發(fā)生應(yīng)力降低75%。新產(chǎn)品對內(nèi)圈進(jìn)行了尺寸穩(wěn)定化處理，可以有效抑制軸承在高溫下長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)圈尺寸的變化，從而提升抗蠕變性能。
2.3 NTN推出調(diào)心滾子軸承[EMLLX型]
NTN推出ULTAGE系列“帶密封的自動(dòng)調(diào)心滾子軸承（EMLLX型）”，滿足所有工業(yè)機(jī)械所需的壽命延長、可靠性提高、可操作性提高的要求。
由于新開發(fā)品的尺寸與符合ISO尺寸的開式軸承尺寸相同，因此可以在不改變外圍組件尺寸的情況下用開式軸承替換。允許的對準(zhǔn)角度為0.5°，與開式軸承的對準(zhǔn)角度相同。由于密封圈是用固定環(huán)固定的，因此可以卸下并更換。組裝軸承時(shí)，可以使用游隙規(guī)精確地測量和調(diào)整徑向內(nèi)部游隙。無需使用專用工具即可安裝固定環(huán)，并且在卸下固定環(huán)時(shí)，可以通過將一字螺絲刀等鉤在固定環(huán)切口上來卸下固定環(huán)。密封唇的接觸表面壓力相對于軸承的排列均勻，可防止異物進(jìn)入并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的密封性能。可以選擇油脂填充類型或非油脂填充類型。
2.4 JTEKT新產(chǎn)品
2.4.1 軸承EXSEV-EX系列新產(chǎn)品
產(chǎn)品概念圖
為應(yīng)對歐盟（EU）發(fā)布的“REACH”（指化學(xué)品注冊、評(píng)估、許可和限制）和“ POPs公約”（指持久性有機(jī)污染物，此公約是國際社會(huì)鑒于POPs對全人類可能造成的嚴(yán)重危害而頒布的）等化學(xué)品管理法規(guī)，JTEKT開發(fā)了符合環(huán)境法規(guī)的新型真空、低塵環(huán)境用軸承。該產(chǎn)品不僅符合環(huán)境法規(guī)，而且與現(xiàn)行的DL軸承相比，在低發(fā)塵、釋放氣體、啟動(dòng)扭矩、旋轉(zhuǎn)扭矩、噪音和使用壽命等方面均具有同等或更好的性能。
2.4.2 高耐腐蝕軸承-ZO
新產(chǎn)品概要
在化學(xué)溶液等特殊環(huán)境中使用的軸承，存在著易被腐蝕等問題，為了提高生產(chǎn)效率、降低成本，JTEKT新研發(fā)了一種長壽命軸承，作為搭載于光學(xué)膠片制造裝置等領(lǐng)域的特殊環(huán)境用軸承，其耐腐蝕性是現(xiàn)行品的3倍。JTEKT將特殊環(huán)境用軸承EXSEV系列之一的高耐腐蝕軸承材料，從迄今為止的不銹鋼改為陶瓷中耐腐蝕性很高的氧化鋯，經(jīng)檢驗(yàn)證實(shí)原本1-2個(gè)月左右就要更換的軸承，現(xiàn)在可使用高達(dá)6個(gè)月以上。
2.4.3 自動(dòng)調(diào)心滾子軸承“JHS330”
自動(dòng)調(diào)心滾子軸承常用于連續(xù)鑄造設(shè)備中，但嚴(yán)酷的作業(yè)環(huán)境會(huì)導(dǎo)致軸承軌道面產(chǎn)生明顯的雙峰磨損。如果這種磨損繼續(xù)發(fā)展，最終會(huì)導(dǎo)致軸承外圈軌道面剝離和破裂，從而引發(fā)設(shè)備突然停機(jī)等一系列問題。此外，連續(xù)鑄造設(shè)備制造的鋼板溫度極高，凝固又會(huì)使用大量的水，但此時(shí)水和水蒸氣的侵入又會(huì)對軸承造成巨大損傷，所以改善軸承的耐磨性和密封性成為提高產(chǎn)品性能的一大課題。為此，JTEKT對材料成分進(jìn)行調(diào)整并對熱處理進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)了壽命比現(xiàn)行品長達(dá)2倍且具有高耐用性的軸承。
此次開發(fā)的產(chǎn)品是JHS系列的第三代。前兩代分別是：第一代JHS520，2009年發(fā)布，軋機(jī)輥頸用長壽命高耐腐蝕軸承；第二代JHS210，2010年發(fā)布，適用于多段軋機(jī)支撐軋部件的高性能高密封軸承。
2.4.4 適應(yīng)低粘度潤滑油的長壽命軸承
作為改善汽車燃料消耗和電力成本的對策之一，近年來減速機(jī)中的潤滑油一直在向低粘度方向發(fā)展。低粘度潤滑油具有通過抑制軸承的攪拌阻力來減小扭矩的優(yōu)點(diǎn)。但是，如果在潤滑不良、高負(fù)載、高振動(dòng)的惡劣環(huán)境中使用軸承，則可能導(dǎo)致軸承快速破損。開發(fā)可以適應(yīng)低粘度油的高耐久性軸承成為了當(dāng)務(wù)之急。JTEKT從軸承的材料和熱處理方面入手，開發(fā)了即使在低粘度潤滑油中也具有出色耐久性的軸承。
2.4.5 新型防蠕變球軸承
在預(yù)防軸承發(fā)生蠕變方面，人們已經(jīng)做出了各種嘗試。例如使用更厚的外圈或更堅(jiān)固的潤滑膜，但是這涉及尺寸、重量和成本問題。僅僅改變軸承座的尺寸以擰緊配合會(huì)引起更多的問題。因?yàn)檫@會(huì)給軸承內(nèi)部施加過多的預(yù)緊力，從而導(dǎo)致發(fā)熱、摩擦和磨損。同樣，由于材料的熱性能，通常這種方法在使用鋁制軸承座的情況下不起作用。因此，JTEKT決定研發(fā)新結(jié)構(gòu)抗蠕變球軸承，從新的角度解決這一問題。
新開發(fā)品的特點(diǎn)是在外圈外徑中心設(shè)置一個(gè)環(huán)形槽。為了得到完美的輪廓，JTEKT在實(shí)際測試設(shè)備的基礎(chǔ)上使用仿真模型進(jìn)行了廣泛的CAE分析，并用于檢驗(yàn)這一設(shè)計(jì)成果。結(jié)果表明，這種設(shè)計(jì)相當(dāng)于軸承外圈厚度增加35%，使軸承座磨損減少了50%。除此之外，JTEKT最近開發(fā)了一種新的特殊涂層，用于整個(gè)外圈，能夠抑制由共轉(zhuǎn)蠕變引起的軸承座磨損。這種巧妙的組合使軸承更耐用、壽命更長。
3、新產(chǎn)品研發(fā)特點(diǎn)
根據(jù)以上列出的新產(chǎn)品，我們總結(jié)出各大軸承公司在技術(shù)創(chuàng)新方面的特點(diǎn)如下：
（1）提高現(xiàn)有產(chǎn)品的性能、擴(kuò)大現(xiàn)有產(chǎn)品系列的范圍。例如，SKF的“UC300”擴(kuò)大了“UC”產(chǎn)品系列的范圍，NTN的“EMLLX型”擴(kuò)大了ULTAGE產(chǎn)品系列的范圍，以及JTEKT新產(chǎn)品擴(kuò)大了“EXSEV-EX”、“JHS”系列等。
（2）延長軸承使用壽命，降低維護(hù)成本是共性。在這方面，大多數(shù)產(chǎn)品都是通過采用性能優(yōu)越的密封件以及優(yōu)化的潤滑脂等實(shí)現(xiàn)長壽命的。例如，SKF UC300球軸承單元、NSK新型長壽命軋機(jī)軸承、NTN調(diào)心滾子軸承[EMLLX型]以及JTEKT適應(yīng)低粘度潤滑油的長壽命軸承等。
（3）各大公司都有自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)。例如，SKF UC300球軸承單元引入平頭螺釘鎖定系統(tǒng)，使整個(gè)單元的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)健、鎖定功能更強(qiáng)；NSK的EV用新型圓錐滾子軸承采用了一種特殊的保持架，使新開發(fā)品的寬度減少，進(jìn)而重量減輕；NTN調(diào)心滾子軸承[EMLLX型]的密封圈用固定環(huán)固定，便于拆卸和更換；JTEKT高耐腐蝕軸承-ZO采用高耐腐蝕軸承材料氧化鋯，將產(chǎn)品壽命提高了2倍；JTEKT新型抗蠕變球軸承是在外圈外徑中心設(shè)置一個(gè)環(huán)形槽，外加新開發(fā)的特殊涂層，使軸承更耐用、壽命更長。
4、小結(jié)
綜上所述，不難看出，國外軸承公司在提高軸承性能、降低維護(hù)成本等技術(shù)創(chuàng)新方面的共性是：從軸承結(jié)構(gòu)、材料與熱處理、密封、保持架材料與形狀、潤滑脂等方面入手，不斷提高現(xiàn)有產(chǎn)品性能，外加局部創(chuàng)新。這形成“百花齊放，又各不相同”的局面。客戶可以根據(jù)實(shí)際需求，選擇合適的產(chǎn)品與技術(shù)。
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