國產高端軸承中存在的問題
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發布日期: 2019.07.18
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在高端制造裝備領城,軸承面臨諸多因素的挑。隨著工況參數的提高,軸承運行過程中出現了很多有待探索的新的現象,并且迫切需要發展新的設計理論。在高…
在高端制造裝備領城,軸承面臨諸多因素的挑。隨著工況參數的提高,軸承運行過程
中出現了很多有待探索的新的現象,并且迫切需要發展新的設計理論。在高端機床的工作
臺轉盤中,為了提高加工精度,工作臺旋轉速度進一步提高,而對工作臺的精度要求也進一
步提高。對于大型機床轉臺而言,高速帶來的穩定性問題是影響機床精度的重要因素,因就
需要深入研究大型靜壓推力軸承性能計算、設計、加工及裝配等多個問題。面在超高精度小
型工作轉臺上,需要發展氣浮和磁浮技術以及多軸轉臺軸承。與此同時,隨著機組朝著大型
化、高速化、高效率方向發展,高速軸承動力學問題突出,同時熱力學問題也變得重要。在高
速或重載工況下,軸承發生變形是不可避免的。由于軸承內熱量很大,軸結構中不均勻的溫
度場將導致軸瓦和軸頸的變形,即熱彈性變形,使得潤滑油的尺寸和模型發生變化,直接影
響著軸承溫度場分布和油膜壓力場分布,使得經典潤滑理論研究中絕熱、等溫假設不再適
用,也不能簡單地按“有效黏度”方法來處理熱效應問題,必須系統地考慮摩擦學問題。在重
載或薄膜工況下的熱問題是主要問題。上述情況下,在設計中需要考慮流、固、熱的多物理
場耦合問題,發展適用于強相互作用的耦合分析模型
軸承表面微結構與超滑表面工藝方面:高速時,流體潤滑軸承的耗能可能達到50%,選
用的軸承摩擦耗能每年高達千億元,微細加工、摩擦表面微結構等形貌因素已經成為改善潤
滑特性的關鍵。微納結構和超滑表面可使摩擦系數達到數量級的降低,從而獲得創新的軸
承結構。此外,借助微納傳感器和制動器,可以開發智能軸承,根據工況變化,自動調整到最
優的工作狀態,也將大幅提升軸承的性能。
2.滑動軸承的制造技術
按照高端軸承的要求,切削加工的尺寸精度和形狀精度正走向亞微米級,對加工裝備也
提出了超精密的要求,要求對切削、磨削工藝做深入的表面完整性研究。滑動軸承的生產工
藝主要有熱處理、機加工和澆鑄。
(1)熱處理
滑動軸承熱處理直接關系著后續的加工質量,以致影響零件的使用性能及壽命。隨著
主機的高速化、重載化,軸承的工作條件更加苛刻,對軸承的性能要求越來越高。縮小體積、
減輕重量、增大承載能力、延長使用壽命、提高產品可靠性成為產品優化設計的主要方向
目前,國產軸承的壽命和可靠性問題日益凸顯,這與熱處理工藝的質量有很大關系。因此
開發新的熱處理技術、提高熱處理質量已經成為國內外軸承企業共同關注的課題。
(2)機加工
在滑動軸承生產過程中經過熱處理的毛坯需要先后進行粗加工、半精加工和精加工
加工設備和檢測設備的精度直接決定了產品的精度。因此,提高滑動軸承的性能對高端軸
承生產制造所需的高性能設備(如車床、床、銑床、創床等)和先進檢測設備有著追切的
需求。
的自動化、數字化程度,是提升國內軸承廠家產品水平的重要發展方院和完善,提高設備
目前國內滑動軸承生產企業在這些設備上相對落后,加快設備的改進