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技术期刊轴承工业发展方向

来源:职称阁分类:文学论文 时间:2019-08-23 10:56热度:

  这篇论文主要介绍的是技术期刊轴承工业发展方向的内容,本文作者就是通过对技术期刊的相关内容做出详细的阐述与介绍,特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

技术期刊轴承工业发展方向

  关键词:技术;工业

  1日本轴承技术期刊的概况

  NSK的技术期刊《NSKBEARINGJOURNAL》(中译名为《日本精工轴承杂志》)于1954年创刊,1985年更名为《NSKTECHNICALJOURNAL》(中译名为《日本精工技术杂志》),截至2018年已出版90期。其英文版《MOTION&CONTROL》(中译名为《运动与控制》)于1996年首次出版,国际标准连续出版物编号ISSN1342-3630,截至2018年已出版29期。其为不定期出版,如最近3年的出版时间分别为2016年4月、2016年11月、2017年6月和2018年6月。刊载内容一般为综合性,偶有专刊,如2018年第29期为汽车产品专刊。栏目设置非常简明,仅有技术论文和新产品这2个栏目。NTN的技术期刊名称为《NTNTECHNICALREVIEW》(中译名为《恩梯恩技术评论》),国际标准连续出版物编号ISSN0915-0528。其为每年10或11月相对定期出版,截至2018年已出版86期。最近出版的均为专刊,如2016年第84期为绿色能源产品和机床/制造技术,2017年第85期为汽车产品和电子模块产品,2018年第86期为机器人、传感产品和机床。主要栏目有专题、技术论文与新产品、获奖产品。JTEKT的技术期刊名称为《JTEKTENGI-NEERINGJOURNAL》(中译名为《捷太格特工程杂志》),国际标准连续出版物编号ISSN1881-4085。其从2013年开始由每年不定期出版改为每年5月定期出版,2018年的出版期号为1016E(但作为JTEKT前身之一的KOYO在2005年最后一期的出版期号则为168E)。从2011年开始出版的均为专刊,以最近3年为例,2016年第1014期为汽车轴承技术,2017年第1015期为环保技术,2018年第1016期为工业技术。主要栏目有技术论文、技术报告、新产品等。

  2技术论文聚焦的研究热点

  2.1共同关注的领域

  1)节能环保技术———节能环保是近期热度排位第一的研究领域,这也符合全球致力于推动绿色经济发展的趋势。体现在轴承上主要是2个方面:一是进一步减小摩擦力矩;二是轻量化/紧凑化,从而减小能量消耗。2)长寿命与高可靠性技术———延长寿命与提高可靠性是轴承追求的永恒主题,如研究纯净轴承钢、特殊热处理、风电轴承中的白色组织剥落等。3)高速技术———不断提高转速也是轴承追求的另一个方向,主要通过减小高速旋转时滚动体的离心力,采用特殊材料或结构的保持架,采用耐高温或耐烧黏套圈材料,改进润滑及冷却条件等措施来获得解决方案。4)智能轴承单元化技术———单元化是以轴承为核心部件,与其他相关功能部件集成为一体,形成轴承组件、单元,甚至总成。新一代轴承单元化技术的显著特征是将传统轴承与不同用途的传感器集成为智能轴承单元[3],如NSK的汽车变速箱用带力矩传感器轴承单元和NTN的机床主轴用内置传感器轴承单元。

  2.2各自侧重的方向

  NSK对轴承润滑的研究格外重视。如在2016年第26期的10篇技术论文中有2篇:《几种合成基础油锂皂基润滑脂的轴承力矩特性》和《滚动轴承100%食品衍生润滑脂的润滑性能评价》;在2016年第27期的9篇技术论文中有5篇:《采用X射线可视化球轴承中的润滑脂及数值仿真验证》《采用X射线可视化球轴承中的脂行为》《润滑脂低摩擦力矩技术及其在电机轴承中的应用》《润滑脂抗水技术及其在轴承中的应用》和《具有集成垫圈和油流控制的汽车变速器推力滚针轴承的开发》;在2017年第28期的9篇技术论文中有2篇:《脂润滑成膜先进技术及其在提高苛刻工况下轴承耐磨性中的应用》和《自动补脂高速大功率主轴的研制》;在2018年第29期的9篇技术论文中仍有2篇:《减少圆锥滚子轴承和球轴承搅拌力矩的CFD分析》和《乏油弹流动力润滑下供油流量与油膜厚度的关系》。NTN侧重于轴承疲劳寿命的研究,如在最近3年共15篇技术论文中相关论文有3篇(即2016年第84期的《滚动接触疲劳寿命试验策略和试验数据阐释》和《推力球轴承在低λ条件下的滚动接触疲劳寿命》以及2017年第85期的《润滑剂对与氢相关的滚动接触疲劳寿命提高的影响》),占比近20%。JTEKT则更关注轴承动态性能的研究,如在最近3年共6篇技术论文中相关论文有3篇(即2016年第1014期的《降低滚动轴承噪声的脂润滑技术》和《自动张紧轮用球轴承动态性能的测量研究》以及2017年第1015期的《脂润滑球轴承的低转矩低噪声技术》),占比高达50%。

  3新产品研发的重点领域

  产品是技术的载体。按照新产品的配套主机领域归类,日本三大轴承公司将许多新技术应用于不同的重点产品中。

  3.1汽车轴承

  最突出的是低摩擦力矩技术的应用,因为汽车对节能减排的要求不仅已列入标准,而且已纳入法规。如NSK开发了汽车变速箱用第六代低摩擦圆锥滚子轴承,其在低速旋转时摩擦力矩最多减小60%,在整个转速范围内摩擦力矩平均最多减小20%;NTN推出了低摩擦轮毂轴承Ⅱ,其摩擦力矩减小50%,使车辆油耗降低约0.42%;JTEKT研发了汽车变速箱和差速器小齿轮支承用第四代超低摩擦圆锥滚子轴承LFT-IV,其比第二代标准型低摩擦圆锥滚子轴承LFT-II的摩擦力矩减小约50%,比第三代超低摩擦圆锥滚子轴承LFT-III的摩擦力矩减小约30%,使车辆油耗降低2.5%。其次是密封技术的应用。如NSK开发了在苛刻环境下可同时保证高可靠性和低摩擦的高密封性轮毂轴承单元,不但密封性提高了7倍,而且能减小行驶阻力;NSK研发了汽车发动机风扇离合器用高密封性球轴承,其耐泥水性提高了8倍以上,耐沙尘性提高了30倍以上;NSK推出了具有高速性和优异密封性的汽车发动机皮带轮系惰轮、张紧轮用球轴承,通过喷水试验和泥浆试验可知,密封性提高了2倍以上。再有就是长寿命与高可靠性技术的应用。如NSK开发了新兴市场用高可靠性离合器分离轴承、CTV用高可靠性低摩擦球轴承BELTOP8;JTEKT推出了行星齿轮用超长寿命滚针轴承,其寿命达到以往产品的5倍以上。还有高速技术的应用。如NTN推出了皮带轮用高速深沟球轴承,其外圈转速可达20000r/min;JTEKT开发了电动汽车和混合动力汽车驱动电动机用高速深沟球轴承,油润滑时的最高转速为40000r/min;JTEKT研制了高温、高速工况下乘用车涡轮增压器用轴承单元,其在工作温度350℃下的转速高达250000r/min,而传统的涡轮增压器用轴承单元在工作温度150℃下的转速仅为50000r/min。

  3.2机床轴承

  NTN似乎对机床轴承格外重视:其开发的机床主轴用ULTAGE系列小型高速精密角接触球轴承采用了新设计的密封,在保证压缩空气在轴承内易于流动的前提下防止了漏脂,而且润滑脂的填充位置和填充量也得到改善,以确保更长的使用寿命;其推出的高速和重型切削机床用角接触球轴承采用强度更高的保持架和直径更大的球,dm·n值可达1.6×106mm·r/min,与传统的HSE系列高速角接触球轴承相比,基本额定载荷和允许轴向载荷提高约30%;其开发的机床主轴用带空冷隔圈的脂润滑轴承应用了油气润滑所采用的空冷技术,与BNS系列带密封圈的高速角接触球轴承相比,刚度提高约10%,dm·n值由1.4×106mm·r/min增至1.6×106mm·r/min。NSK研制了机床主轴用外圈带供油孔的ROBUSTSHOT角接触球轴承,将原有从侧面供油改为从外圈油孔直接向轴承内部供油,提高了润滑可靠性。JTEKT开发了机床主轴用HighAbility系列低温升脂润滑角接触球轴承,通过改良保持架兜孔形状和优化保持架与内圈的间隙,降低了润滑脂的搅拌阻力,使轴承温升降低了15%,润滑脂使用寿命提高了10%。

  3.3风电轴承

  随着风力发电机逐渐向更大兆瓦级转变,对旋转核心部件———轴承来说面临更严峻的挑战。如NSK开发了风力发电增速器用具有高承载能力的圆柱滚子轴承,其额定动载荷最大提高9%,额定寿命最大提高1.3倍,保持架最大应力降低约35%;NTN推出了风电主轴用非对称调心滚子轴承,轴承计算寿命可提高约2.5倍,由于PV值可降低30%左右,其具有更好的耐磨性。3.4机器人轴承如NSK开发了薄壁角接触球轴承,可同时实现紧凑性、高刚度和长寿命;JTEKT推出了具有高承载能力的超薄壁深沟球轴承,其比以往的68系列轴承套圈壁厚减少约50%,轴承外径减小了10%,球数增加约50%,额定动载荷和额定静载荷分别提高了10%和30%,使用寿命也提高了30%。

  3.5其他领域轴承

  其他领域轴承也推广应用了很多先进技术。如在长寿命与高可靠性方面,有NSK的农业机械HST用带高可靠性保持架的长寿命推力球轴承、前开口式洗衣机用长寿命球轴承BNEQARTET、高速轧机用长寿命密封四列圆锥滚子轴承、矿山带式输送机滚筒用具有高可靠性和优异密封性的调心滚子轴承等;在高速性方面,有NSK的家用吸尘器吸气风扇超高速电动机用球轴承、牙科气动涡轮手机用轴承,NTN的螺旋桨飞机开式转子发动机用变桨轴承等;在特殊表面处理和特殊材料方面,有JTEKT的一般产业机械用具有特殊涂层的轴承、高耐蚀陶瓷轴承等。

  4获奖产品

  通过获奖产品可从另一个维度了解被业界公认具有创新性且技术含量较高的主导轴承产品。NSK开发的新型复合氧化铝-氧化锆球获2016年日本摩擦学会学术奖。氧化铝和氧化锆等氧化物系陶瓷材料的性能尽管不如传统的轴承用陶瓷材料———氮化硅,但原料粉末和烧结工艺的成本比氮化硅低。通过优化氧化铝和氧化锆的配比开发的高强度复合氧化物系陶瓷球的寿命是氧化铝球或氧化锆球的100倍以上。NTN推出的机床主轴用带空冷隔圈的轴承在中国获2015年创新产品奖。采用独特的空冷技术,通过空冷隔圈降低主轴的发热,可减小高速旋转时内、外圈的温差。与NTN传统的HSE系列高速角接触球轴承相比,高速旋转性能提高20%,在油气润滑及定位预紧的情况下其dm·n值可达2.1×106mm·r/min。通过确保组装后轴承内部的预紧,大幅提高了主轴刚度。另外,优化隔圈形状降低了轴承运行时由于润滑或冷却空气产生的噪声。NTN研制的汽车变速箱用低摩擦密封圈获2016年ChoMonodzukuri超级创新零部件奖的环保零部件奖。通过优化树脂复合材料的组成,密封圈宽度减少了30%。在聚醚醚酮密封圈侧面设置V形润滑沟槽,与以往的密封圈相比,摩擦力矩减小了60%,磨损量仅为1/10。NTN开发的汽车变速箱用超低摩擦密封球轴承获2016年ChoMonodzukuri创新零部件奖的移动零部件奖。在接触式密封唇的滑动接触部分等距分布圆弧状的微小凸起,不仅可避免有害异物侵入轴承,而且与传统的接触式密封相比,转矩可减小80%,达到了非接触式密封的低转矩效果。密封的周向速度(≥50m/s)是传统接触式密封型球轴承的2倍以上,在有异物润滑时的轴承寿命比传统非密封型球轴承寿命提高5倍以上。NTN推出的汽车用ULTAGE圆锥滚子轴承获2017年ChoMonodzukuri超级创新零部件奖的汽车零部件奖。其优化设计了滚子形状,使轴承承载能力提高1.3倍,额定寿命提高2.5倍以上。优化了滚子、内圈和保持架之间的滑动接触区形状,允许转速提高约10%。JTEKT研制的电动机深沟球轴承用润滑脂获2016年日本摩擦学会技术奖。对润滑脂进行基础油低黏度化处理和稠化剂优化处理,从而降低了其搅拌阻力。装有该润滑脂的轴承力矩可减小50%,静音性改善30%,使用寿命延长1倍。

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文章名称:技术期刊轴承工业发展方向

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