Поиск
Контакты

Подшипники - 2015-05-21

BNEQARTET

Новые подшипники с увеличенным вдвое сроком службы

Сокращение трения и увеличение срока службы – две ключевых задачи, возникающие при разработке подшипников. Компания NSK решает эти задачи при помощи своей новой технологии  BNEQARTET. Изначально данная технология была разработана для изготовления подшипников,  эксплуатирующихся в тяжелых условиях в стиральных машинах, однако, она подходит и для применения в подшипниках, работающих в различных отраслях промышленности.

При разработке технологий изготовления подшипников преследуются различные цели, которые иногда могут противоречить друг другу. Пользователи хотят получить компактные подшипники с высоким уровнем прочности и длительным сроком службы. Подшипники должны препятствовать внешним загрязнениям (или должны иметь защиту от таких загрязнений), а в «списке пожеланий» разработчиков  будет сокращение уровня трения.
 
Потребности по отраслям промышленности
Значимость того или иного требования к подшипникам зависит от области их применения. Например, для подшипников, применяемых в ветроэнергетике, основным параметром является срок службы. Пользователи хотят получить 180 000 часов  работы без техобслуживания. Подшипники с низким уровнем трения требуются для эксплуатации в электромоторах и автомобилях. В металлургической промышленности подшипники, в первую очередь, должны выдерживать большие механические нагрузки, а для оборудования пищевой промышленности требуется длительный срок службы даже при частых промывках оборудования.

Компания NSK разработала специальные материалы, технологии, конструкции и серии подшипников для всех вышеупомянутых отраслей промышленности. Синергия часто возникает между отдельными областями использования. Вот почему пользователям стоит рассматривать разработки в других отраслях промышленности – например, в сфере бытовой техники, или стиральных машин, как в нашем случае.

Задача: восприятие высокой односторонней нагрузки
В сфере производства стиральных машин сегодня наблюдается тенденция к созданию изделий с большим объемом загрузки и увеличенным диаметром барабана, чтобы за одну закладку можно было постирать до 9 кг белья (вес сухого белья), в результате чего на подшипники, поддерживающие вал, прилагается очень высокая нагрузка.

Это является весьма сложной задачей для разработчиков подшипников, особенно для популярных в Европе стиральных машин с фронтальной загрузкой. При такой конструкции вес барабана поддерживается только с одной стороны, что предполагает большую нагрузку на подшипники. Кроме этого, работа подшипников осложняется  несбалансированной массой вращающегося белья, что создает ударную нагрузку на подшипники. 

Производители стиральных машин не могут решить эту проблему, просто установив более крупные подшипники, из-за ограничений по стоимости и экономии пространства. Кроме этого, более крупные подшипники создадут большее трение, что приведет к увеличению потребления энергии. А это совсем неприемлемо, поскольку бытовая техника разделяется по классам энергоэффективности, а низкое потребление энергии является ключевым моментом для стиральных машин высокого уровня качества.

Основная задача: разработка оптимизированного материала
Теоретически существует несколько подходов для оптимизации подшипников данного типа. Конструкторы могут разработать новый материал, оптимизировать внутреннюю геометрию подшипника или изменить характеристики работы за счет выбора смазки. 

Разработав внутреннюю конструкцию и смазку, инженеры NSK решили перейти к работе над улучшением свойств материала. Первая задача заключалась в усовершенствовании сплава существующей специальной стали NSK, чтобы эффективно предотвращать появление и, самое главное, распространение трещин и вмятин в материале. Особое внимание было уделено усталостности металла в точках контакта, а именно к дефектам микроструктуры, которые и приводят к усталостному отслаиванию. 

В результате разработки были созданы подшипники BNEQARTET. Сравнение сроков службы стандартных подшипников и новых долговечных подшипников показало, насколько эффективной была работа инженеров NSK: показатель срока службы (L10) увеличился больше чем в два раза. 

Длительный срок службы даже при неблагоприятных условиях эксплуатации
Даже при неблагоприятных условиях эксплуатации подшипники BNEQARTET отличаются существенно большим сроком службы. Значительное улучшение было подтверждено испытаниями в загрязненной среде, где испытания были направлены на появление усталостного отслаивания на поверхности дорожек качения подшипников.

Новые подшипники оказались более стойкими к воздействию загрязнений. Это очень важно, поскольку невозможно полностью избежать попадания загрязнений, даже если пользователи уделяют большое внимание поддержанию чистоты в процессе производства.  

Волнения также возникают при эксплуатации подшипников в условиях высоких температур. Во время испытаний при температуре 150°C подшипники  BNEQARTET показали срок службы, в 1,5 раза превышающий данный показатель стандартных подшипников.

Цель разработки: устойчивость к водороду
При разработке долговечных подшипников еще одной важной задачей является устойчивость стали к водороду, поскольку даже при комнатной температуре молекулы водорода могут проникать глубоко в материал и делать его хрупким. А это в свою очередь приводит к повреждениям подшипника, например, к появлению отслаивания белых частиц, острой проблемы для ветроэнергетики, а также к преждевременным отказам подшипников. Данная проблема часто возникает не только во влажной среде.  

Чувствительность подшипника к водороду можно установить посредством проведения испытания под давлением водорода, когда образец материала заряжают водородом и затем подвергают осевой нагрузке. Испытания показали, что подшипники BNEQARTET имеют в два раза больший ресурс по сравнению со стандартными подшипниками при одинаковых условиях. 

Оптимизированный сплав, высокоочищенный материал
Все вышеперечисленные улучшения  были в основном достигнуты за счет оптимизации сплава, что обеспечивает, помимо прочего, сдерживание развития и распространения трещин. Это означает, что химический состав стали был подобран таким образом, чтобы эффективно предотвращать появление и развитие трещин.

Кроме того, для минимизации случаев неоднородности глубины микроструктуры используется сталь с очень высокой степенью очистки.

Компактные подшипники, низкий уровень трения
Усовершенствования конструкции с точки зрения увеличения срока службы также имеют положительный эффект на уровень трения и, соответственно, на эффективный расход энергии. Пользователю не надо устанавливать более крупный подшипник (при этом теряя энергоэффективность), чтобы удвоить его срок службы. Или он может использовать меньший по размеру и более эффективный подшипник в том случае, если область применения не требует увеличенного в два раза срока службы.

Широкий диапазон применения
С таким набором свойств серия подшипников BNEQARTET, которая включает в себя радиальные шарикоподшипники, идеально подходит для применения в стиральных машинах. Кроме того, в какой бы отрасли проектировщики оборудования или производственной линии ни хотели бы избежать усталостности металла в точках контакта и/или повреждения поверхности из-за загрязнений, применение технологии BNEQARTET принесет существенный положительный эффект.

Поиск контакта

Пожалуйста, выберите

Ваш результат

Согласие на обработку данных

NSK использует сторонние сервисы, которые помогают нам улучшать наш веб-сайт и показывать Вам более интересный контент. Для использования этих услуг нам необходимо Ваше согласие. Согласие может быть отозвано в любое время. Более подробную информацию можно найти здесь Ссылка на политику конфиденциальности.