國外軸承公司2020上半年新產品研發的進展與特點
2020-8-11 來源：- 作者：-
加快新產品研發是企業技術創新的出發點和落腳點，也是企業在市場中站穩腳跟，立于不變之地的根本。從企業發布的新產品情況，可以推測出一個企業的市場競爭力與發展前景。2020上半年各大軸承公司都陸續推出了最新的研發成果。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品研發方面的進展情況。
1、引言
技術創新是企業發展的核心原動力，是打造品牌、提升企業核心競爭力的關鍵。因為技術創新，各大軸承公司仍能立于行業不敗之地。本文根據國外大軸承公司SKF、NSK、NTN、JTEKT官網上發布的信息，總結各大公司2020上半年新產品的研發情況；并通過比較，列出這些公司在軸承新產品研發方面的進展與特點。
2、產品研發情況
2.1 SKF新產品
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越的密封性與更強的鎖定性，并且可與所有JIS（日本工業標準）軸承座互換。新開發品擴大了SKF UC球軸承單元的范圍。UC300系列球軸承單元的典型應用包括輸送機、皮帶輪、鏈條傳動裝置和起重機等。
在高污染的工業環境中，軸承壽命通常會因泥漿、灰塵、木屑或水等的進入而縮短。針對這一工況，SKF新的UC300球軸承單元配備了經過現場驗證的密封技術，非常適合在這種環境中使用。新開發品帶有一個堅固的軸承底座，以盡量減少可能存在污垢或濕氣的區域。另外，UC300系列具有穩健的結構與高強度鎖定系統，能夠解決系統振動引起的軸不平衡、不對中、鎖緊機構松脫等問題。為了應對峰值負載較高和轉速較低的工況，每臺機組還配備了一個平頭螺釘鎖定系統，該系統的角度設置為62o，從而提供更好的保持力。
2.1.2 新型角接觸球軸承
SKF最近發起擴大單列角接觸球軸承產品范圍的活動，開發出25o接觸角的軸承產品。
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勢，例如在特定條件下，轉數比帶40o接觸角的產品多了20%。這是由于這種設計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，進而使產生的熱量最小化。此外，接觸角越小，徑向剛度越大，這主要有利于徑向應用場合。除此之外，SKF還優化了25o接觸角與40o接觸角產品用黃銅保持架，充分利用黃銅材料更堅固的優勢并改進保持架的形狀。現在，新型保持架更穩健，允許轉數比以往更高。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品的振動與噪音等級也降低了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方向上的應用中。建議在應用中使用一個非對稱軸承組（40o+25o接觸角），以避免未實現最小載荷的問題并預防早期軸承故障。此外，25o角接觸球軸承還可應用于要求高轉速和/或徑向剛度不斷增加的場合。
2.2 NSK新產品
2.2.1 EV用新型圓錐滾子軸承
為響應全球環境保護、降低燃料消耗的要求，需要促進電動車輛（EV）的快速發展。而在擴大電動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鍵。因此，必須在不影響性能的前提下，實現EV用軸承的小型化、輕量化。
在新軸承的設計中，NSK創造了一種特殊的保持架，該保持架通過毛細作用將油保持并分配在細槽中。油保持在滾子端附近的保持架中，如果潤滑不足，那么油從細槽中滲出到最需要的地方。與公司的傳統替代品相比，在關閉油泵后，新開發的圓錐滾子軸承抗咬合能力提高了7倍。另一個好處是，可以將油浴系統潤滑的齒輪箱軸承重新設計為使用更有效的噴油系統。與傳統軸承相比，新開發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品的寬度減少了。與傳統產品相比，新開發品窄了10%，質量減少了5%。
2.2.2 新型長壽命軋機軸承
NSK最近研發出新型軋機用四列圓錐滾子軸承，具有多項一流的性能。該設計將最新開發的防水潤滑脂完全密封在軸承內。配備該種軸承后，在具有挑戰性的條件（例如那些有很高的滲水風險的環境）下，軋機的使用壽命通常是原來的兩倍。此外，密封的設計意味著潤滑脂的消耗量遠遠低于常規“開放式”軸承，同時對環境造成污染的風險也大大降低。
本產品采用新開發的AQGRD防水潤滑脂，極大地滿足了軋機軸承應用的迫切需求。優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用實例。然而，使用圓錐滾子軸承的齒輪箱在定期維護時，需要現場人員對軸承的安裝游隙進行嚴格的把控，這需要花費大量的人工成本。本次開發的新產品（包含四點接觸球軸承、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整，從而有效降低客戶現場的組裝難度，實現齒輪箱維護成本的降低。
NSK基于自身在鐵道車輛齒輪箱用圓錐滾子軸承的技術積累和大量實例，為本次的新產品開發了新型的高強度保持架。新的設計通過兜孔形狀的優化以及引導方式的調整，能夠使保持架的發生應力降低75%。新產品對內圈進行了尺寸穩定化處理，可以有效抑制軸承在高溫下長時間運轉時內圈尺寸的變化，從而提升抗蠕變性能。
2.3 NTN推出調心滾子軸承[EMLLX型]
NTN推出ULTAGE系列“帶密封的自動調心滾子軸承（EMLLX型）”，滿足所有工業機械所需的壽命延長、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。允許的對準角度為0.5°，與開式軸承的對準角度相同。由于密封圈是用固定環固定的，因此可以卸下并更換。組裝軸承時，可以使用游隙規精確地測量和調整徑向內部游隙。無需使用專用工具即可安裝固定環，并且在卸下固定環時，可以通過將一字螺絲刀等鉤在固定環切口上來卸下固定環。密封唇的接觸表面壓力相對于軸承的排列均勻，可防止異物進入并實現穩定的密封性能。可以選擇油脂填充類型或非油脂填充類型。
2.4 JTEKT新產品
2.4.1 軸承EXSEV-EX系列新產品
產品概念圖
為應對歐盟（EU）發布的“REACH”（指化學品注冊、評估、許可和限制）和“ POPs公約”（指持久性有機污染物，此公約是國際社會鑒于POPs對全人類可能造成的嚴重危害而頒布的）等化學品管理法規，JTEKT開發了符合環境法規的新型真空、低塵環境用軸承。該產品不僅符合環境法規，而且與現行的DL軸承相比，在低發塵、釋放氣體、啟動扭矩、旋轉扭矩、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
新產品概要
在化學溶液等特殊環境中使用的軸承，存在著易被腐蝕等問題，為了提高生產效率、降低成本，JTEKT新研發了一種長壽命軸承，作為搭載于光學膠片制造裝置等領域的特殊環境用軸承，其耐腐蝕性是現行品的3倍。JTEKT將特殊環境用軸承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，經檢驗證實原本1-2個月左右就要更換的軸承，現在可使用高達6個月以上。
2.4.3 自動調心滾子軸承“JHS330”
自動調心滾子軸承常用于連續鑄造設備中，但嚴酷的作業環境會導致軸承軌道面產生明顯的雙峰磨損。如果這種磨損繼續發展，最終會導致軸承外圈軌道面剝離和破裂，從而引發設備突然停機等一系列問題。此外，連續鑄造設備制造的鋼板溫度極高，凝固又會使用大量的水，但此時水和水蒸氣的侵入又會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品性能的一大課題。為此，JTEKT對材料成分進行調整并對熱處理進行優化，開發了壽命比現行品長達2倍且具有高耐用性的軸承。
此次開發的產品是JHS系列的第三代。前兩代分別是：第一代JHS520，2009年發布，軋機輥頸用長壽命高耐腐蝕軸承；第二代JHS210，2010年發布，適用于多段軋機支撐軋部件的高性能高密封軸承。
2.4.4 適應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，近年來減速機中的潤滑油一直在向低粘度方向發展。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點。但是，如果在潤滑不良、高負載、高振動的惡劣環境中使用軸承，則可能導致軸承快速破損。開發可以適應低粘度油的高耐久性軸承成為了當務之急。JTEKT從軸承的材料和熱處理方面入手，開發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
在預防軸承發生蠕變方面，人們已經做出了各種嘗試。例如使用更厚的外圈或更堅固的潤滑膜，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引起更多的問題。因為這會給軸承內部施加過多的預緊力，從而導致發熱、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決定研發新結構抗蠕變球軸承，從新的角度解決這一問題。
新開發品的特點是在外圈外徑中心設置一個環形槽。為了得到完美的輪廓，JTEKT在實際測試設備的基礎上使用仿真模型進行了廣泛的CAE分析，并用于檢驗這一設計成果。結果表明，這種設計相當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最近開發了一種新的特殊涂層，用于整個外圈，能夠抑制由共轉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、新產品研發特點
根據以上列出的新產品，我們總結出各大軸承公司在技術創新方面的特點如下：
（1）提高現有產品的性能、擴大現有產品系列的范圍。例如，SKF的“UC300”擴大了“UC”產品系列的范圍，NTN的“EMLLX型”擴大了ULTAGE產品系列的范圍，以及JTEKT新產品擴大了“EXSEV-EX”、“JHS”系列等。
（2）延長軸承使用壽命，降低維護成本是共性。在這方面，大多數產品都是通過采用性能優越的密封件以及優化的潤滑脂等實現長壽命的。例如，SKF UC300球軸承單元、NSK新型長壽命軋機軸承、NTN調心滾子軸承[EMLLX型]以及JTEKT適應低粘度潤滑油的長壽命軸承等。
（3）各大公司都有自己獨特的設計。例如，SKF UC300球軸承單元引入平頭螺釘鎖定系統，使整個單元的結構更穩健、鎖定功能更強；NSK的EV用新型圓錐滾子軸承采用了一種特殊的保持架，使新開發品的寬度減少，進而重量減輕；NTN調心滾子軸承[EMLLX型]的密封圈用固定環固定，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置一個環形槽，外加新開發的特殊涂層，使軸承更耐用、壽命更長。
4、小結
綜上所述，不難看出，國外軸承公司在提高軸承性能、降低維護成本等技術創新方面的共性是：從軸承結構、材料與熱處理、密封、保持架材料與形狀、潤滑脂等方面入手，不斷提高現有產品性能，外加局部創新。這形成“百花齊放，又各不相同”的局面。客戶可以根據實際需求，選擇合適的產品與技術。
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