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滚动轴承选择——放眼大局
发布日期:2023/1/5 16:41:05       浏览次数:      

滚动轴承是旋转设备、机器和设备的关键部件,包括机床、自动搬运系统、风力涡轮机、造纸厂和钢铁加工厂。但是,应始终在分析轴承的整个生命周期成本或总拥有成本 (TCO) 之后做出支持特定滚动轴承的决定,而不仅仅是基于购买价格。

从长远来看,购买更便宜的轴承通常会更加昂贵。购买价格通常只占总成本的 10%。因此,在购买滚动轴承时,如果这意味着更高的摩擦轴承会导致更高的能源成本,那么在这里和那里节省几磅的意义何在?还是由于机器使用寿命缩短而导致维护费用增加?还是轴承故障导致机器意外停机,从而导致生产损失、交货延迟和客户不满意? 当今先进的高科技滚动轴承提供了许多改进的功能,可以降低 TCO,在旋转设备、机器和设备的整个生命周期内提供附加值。

对于为给定工业应用设计/选择的轴承,TCO 等于以下各项的总和:

初始成本/采购价格+安装/调试成本+能源成本+运营成本+维护成本(例行和计划)+停机成本+环境成本+退役/处置成本。

虽然高级轴承解决方案的初始购买价格将高于标准轴承,但可以通过减少装配时间、提高能源效率(例如通过使用摩擦力较低的轴承部件)和降低维护成本的形式实现潜在的节省,通常超过了高级轴承解决方案最初较高的购买价格。 为生活增值

改进设计在降低 TCO 和增加生命周期价值方面的影响可能是巨大的,因为设计节省通常是可持续和永久的。对于客户而言,在系统或设备的整个生命周期内持续降低成本比降低轴承的初始购买价格更有价值。

早期设计参与

对于工业原始设备制造商而言,轴承设计可以通过多种方式为其产品增值。通过在设计和开发阶段的早期与这些原始设备制造商合作,轴承供应商可以定制完全优化的集成轴承和组件,以满足应用的特定要求。轴承供应商可以通过例如创建和定制内部轴承设计来增加价值,以最大限度地提高承载能力和刚度或最大限度地减少摩擦。

在设计范围较小的应用中,可以优化轴承设计以简化装配并缩短装配时间。例如,装配配合面上的螺纹可以纳入轴承设计中。也可以将周围的轴和轴承座的部件结合到轴承设计中。诸如此类的功能为 OEM 客户的系统增加了真正的价值,并可能在机器的整个生命周期内节省成本。

可以为轴承添加其他功能,从而在机器的使用寿命内增加更多价值。其中包括轴承内的特殊密封技术,有助于节省空间;防旋转功能可防止在速度和旋转方向快速变化的影响下打滑;涂覆轴承部件的表面以减少摩擦;优化边界润滑条件下的轴承运行。

轴承供应商可以仔细检查机器、设备及其组件的总体成本——从采购、能源消耗和维护一直到维修、拆卸和处置。因此,可以识别、优化和消除众所周知的成本动因和隐藏费用。

造纸行业实例

在造纸业中,压光机的 CD 轮廓控制辊中的滚动轴承通常承受低负载。只有当辊之间的间隙打开时,负载才会更高。对于这些应用,机器制造商传统上选择在高负荷阶段具有足够承载能力的调心滚子轴承。然而,在低负载阶段,这会导致打滑,从而导致轴承过早失效。

通过对滚动元件进行涂层和优化润滑,可以减少这些滑动效应,但不能完全消除。为此,舍弗勒开发了ASSR轴承(Anti-Slippage Spherical Rolling Bearing)。该轴承由标准调心滚子轴承的套圈组成,但在两排滚动元件的每一排中,桶形滚子与滚珠交替出现。在低负载阶段,滚珠确保无滑动运行,而桶形滚子在高负载阶段承担负载。

对客户的好处是显而易见的:虽然原始轴承的使用寿命通常约为一年,但新的 ASSR 轴承预计可持续使用长达 10 年。这意味着在压光机的整个生命周期内需要更少的滚动轴承,减少维护要求,并在整个机器生命周期内节省六位数的费用。所有这一切都是通过仅考虑一个机器位置来实现的。通过补充措施,例如在线状态监测和振动诊断、温度监测或动态/静态平衡,舍弗勒可以提供进一步的优化并因此实现额外的显着节省。

风力涡轮机和建筑机械

许多滚动轴承都提供高性能、优质的 X-life 版本。例如,在开发 X-life 系列圆锥滚子轴承时,特别注意实现高可靠性和最小化摩擦,特别是在高负载应用和需要旋转精度的应用中。这意味着液压装置或变速箱(小齿轮轴承支架)的制造商,例如风力涡轮机、农用车辆和建筑机械中的液压装置或变速箱(小齿轮轴承支架),现在可以超越以前的性能限制,同时显着提高操作安全性。在缩小尺寸方面,X-life 轴承的改进特性意味着齿轮箱的性能得到改善,同时设计范围保持不变。

通过改进轴承的几何形状、表面质量、材料、尺寸和运行精度,实现了额定动载荷提高 20% 和基本额定寿命至少提高 70%。

X-life 圆锥滚子轴承制造中使用的优质轴承材料经过特殊调整,可满足滚动轴承的要求,是提高轴承性能的重要因素。这种材料的细晶粒结构提供了高韧性,因此对固体污染物具有很高的抵抗力。此外,还为轴承滚道和滚子外表面开发了对数轮廓,以补偿高负载下的高应力峰值和运行期间可能出现的任何“倾斜”。这些优化的表面有助于形成弹性流体动力润滑膜,即使在非常低的运行速度下,也能使轴承在启动期间承受高负载。此外,显着改进的尺寸和几何公差可确保最佳负载分配。因此避免了应力峰值,从而减少了材料负载。

与传统产品相比,新型 X-life 圆锥滚子轴承的摩擦扭矩最多降低了 50%。这是由于高尺寸和运行精度以及改进的表面形貌。修改后的内圈挡边和滚子端面的接触几何形状也有助于减少摩擦。因此,轴承工作温度也降低了多达 20%。X-life 圆锥滚子轴承不仅更经济,而且轴承工作温度更低,这反过来又大大减少了润滑剂的压力。这使得维护间隔得以延长,并导致轴承在较低的噪音水平下运行。

再一次,虽然 X-life 轴承的采购价格高于标准轴承,但在风力涡轮机、拖拉机或工程机械的整个生命周期内,TCO 显着降低。

让云科技RANUR系列工程轴承简介

让云科技-作为湖南地区知名品牌的工程轴承技术服务商及产品生产厂商,现已拥有两大自主品牌:让融(RANUR)系列、让云(RANUY )系列工程轴承,我们所做的一切只为时刻准备迎面解决更加严苛的运行工况及日益增长的市场需求,并及时掌握及应用如何提高产业可靠性及优化资产生命周期。

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