ハイエンドの製造の難しさ ベアリングs

01初期の線形運動軸受では、木の棒の列がスキッドの下に配置されていました。 

この技術は、まだ明確な証拠はありませんが、カフラのピラミッドが建てられた時代にさかのぼることができます。 最新のリニアモーションベアリングは同じ動作原理を使用していますが、ローラーの代わりにローラーを使用しています。

頑丈なホイールシャフトや工作機械のスピンドルから精密時計部品まで、多くの用途でロータリーベアリングが必要です。 最も単純なロータリーベアリングはスリーブベアリングです。 その後、この設計は転がり軸受に置き換えられました。転がり軸受は、元の設計を置き換えるために多くの円筒ころを使用していました。 ブッシングs。 最も初期の転がり軸受は、1760年に時計職人のジョンハリソンによってH3タイマーを作るために発明されました。

ボールベアリングの初期の例は、イタリアのナイミ湖にある古代ローマの船で発見されました。 回転テーブルを支えるために木製のボールベアリングが使用されました。 船は紀元前40年に建造されました。 ボールベアリングの未熟な要因の中で、ボールが衝突して追加の摩擦を引き起こすことが非常に重要です。

ベアリングボールチャネルに関する最初の特許は、1794年にPhilip Vaughnによって取得されました。1883年、フリードリッヒフィッシャーは、同じサイズと正確な真円度の鋼球を粉砕するための適切な製造機の使用を提案し、ベアリングの作成の基礎を築きました。業界。 1907年、SKFボールベアリング工場のSven Winquistは、最も初期の最新の自動調心ボールベアリングを設計しました。

相対運動の接触形態に応じて、ベアリングは、ボールベアリング、ニードルベアリング、テーパーローラーベアリング、スライディングベアリング、フレキシブルベアリング、エアベアリング、磁気サスペンションベアリング、ジュエルベアリング、オイル含有ベアリングに分類されます。

02ベアリングの構造はシンプルですが

多くの小さなワークショップでそれを実現できますが、ベアリングは技術的な内容が高く、国の科学技術力を測定するための重要な基準としても使用できます。 今日の科学技術の世界的な力は、例外なく、研究開発と製造を担う力です。

世界のベアリング市場の70％以上が、多国籍ベアリンググループの上位23社によって占められており、そのうち米国が21％、欧州連合が19％、日本がXNUMX％を占めています。 世界のベアリング市場は、基本的に日本のNSKなどのXNUMX社、スウェーデンのSKF、ドイツのFAG、米国のTimkenなどのいくつかの企業によって支配されています。

同時に、世界のベアリング産業のハイエンド市場は前述の企業によって独占されており、ローエンド市場は主に中国に集中しています。 タイルシャフトなど、中国で最大のベアリング会社10社は、業界の売上高の24.7％しか占めておらず、上位30社の生産集中は37.4％にすぎませんでした。

近年、中国のベアリング産業は、一連の独立した完全な産業システムを形成しています。 ベアリングの生産量や売上高に関係なく、中国は主要なベアリング産業国のランクに入り、世界で2017番目にランクされています。 データによると、178.8年の中国のベアリング産業における指定規模を超える企業の主な事業収入は21億元であり、ベアリングの生産量は0.6億セットでした。 内径11mmから外径90,000mまでのベアリングを生産でき、合計XNUMX以上の仕様があります。

2006年から2017年にかけて、中国のベアリング輸出額の伸びは比較的安定しており、その伸び率は輸入よりも高かった。 輸出入貿易黒字は増加傾向を示した。 2017年、貿易黒字は1.55億XNUMX万米ドルに達した。 近年、輸出入軸受の単価と比較して、中国の輸出入軸受の価格差は比較的大きいが、中国の軸受産業の技術的内容は依然としてあるものの、年々価格差は縮小している。上級レベルとは一定のギャップがありますが、まだ追いついてきています。 同時に、それは中国におけるローエンドベアリングの過剰生産能力と不十分なハイエンドベアリングの現在の状況を反映しています。

現在、国産軸受の設計・製造技術は基本的に模倣されており、製品開発能力は低く、一部のコア技術の研究開発では空白になっています。 国内のメインフレームの適合率は80％に達していますが、高速鉄道の乗用車、中高級車、コンピューター、エアコン、高レベルの圧延機などの重要なメインフレームのサポートおよびメンテナンスベアリングは基本的に輸入に依存します。

国内の軸受製造技術やプロセス機器技術の開発は遅く、旋削の数値制御率は低く、研削自動化のレベルは低い。 国内には200以上の自動生産ラインしかありません。 制御された雰囲気保護加熱、二重精製、ベイナイト焼入れなど、ベアリングの寿命と信頼性に不可欠な高度な熱処理プロセスと装置は、カバレッジが低く、多くの技術的な問題が克服されていません。

新しい軸受鋼グレードの研究開発、鋼の品質の向上、および潤滑、冷却、洗浄、研磨ツールなどの関連技術の開発は、軸受製品のレベルと品質の向上の要件を満たすことができませんでした。

最も一般的な深溝玉軸受を例にとると、外国の先進製品の実際の寿命は、一般に計算された寿命の8倍以上、最大30倍であり、信頼性は98％以上です。

家庭用軸受の寿命は、一般的に計算寿命の3〜5倍であり、信頼性は約96％です。 ギャップはまだ非常に重要です。 通常のスポーツ用品の場合、問題はそれほど大きくありません。 しかし、ハイエンド分野での受け入れは難しいため、国内の航空用軸受、高速鉄道用軸受、ロボット用軸受などは、基本的に輸入軸受を中心にしています。

03高速鉄道、大型航空機、大型兵器、その他のハイエンド機器にはハイエンドベアリングが搭載されています

しかし、精度、性能、寿命、信頼性の観点からハイエンドベアリングの要件を満たすには、ベアリング材料の品質と信頼性が決定的な要因です。

物体の高速回転により、ベアリングのさまざまな部分がさまざまな応力と高周波にさらされます。 一般に、単位面積あたりの圧力は1500平方ミリメートルあたり5000〜XNUMXNと高くなります。 これらの要因により、軸受は応力疲労を受けやすく、疲労剥離を引き起こす可能性があります。軸受は機能を失いますが、同時に、転がり軸受は遠心力、摩擦、高温、腐食などの要因にも耐える必要があります。 。これはまた、ベアリングを作るために良い鋼を使用する必要があります。

リテーナを除く転がり軸受のXNUMXつの主要部品のうち、内輪、外輪、転動体（ボール、ローラー、針）は軸受鋼で構成されており、軸受鋼は「鋼の王様」として知られています。鉄鋼生産で最も要求の厳しい鋼材グレード。

軸受鋼の品質は、主に次のXNUMXつの要因に依存します。XNUMXつは、鋼に含まれる介在物の含有量、形態、分布、およびサイズです。 XNUMXつ目は、鋼中の炭化物の含有量、形態、分布、およびサイズです。 XNUMXつ目は、鋼の穴の中央の緩みと中央の分離です。 第四に、軸受鋼製品の性能の一貫性。 これらのXNUMXつの要因は、純度と均一性の指標として要約できます。

それらの中で、純度は材料に含まれるものができるだけ少ないことを要求します、純度の品質はベアリングの疲労寿命に直接影響を及ぼします。 一方、均一性には、材料内の介在物と炭化物粒子が細かく分散している必要があります。これは、製造時の熱処理後のベアリングの変形と構造の均一性に影響を与えます。

私たちの国のシャフト製造プロセスは世界のトップレベルに近いですが、材料、つまりハイエンドのベアリング鋼はほぼ完全に輸入されています。

「PPM」は製鋼における酸素含有量の単位であり、8万分の5またはXNUMX万分のXNUMXを意味します。 一般的に言って、鉄鋼業界では、XNUMXPPMの鉄鋼が優れた鉄鋼です。 XNUMX PPM鋼は最高級鋼であり、まさにハイエンドベアリングに必要なものです。

ハイエンドベアリング鋼の研究開発、製造、販売は、基本的に世界のベアリング大手である米国ティムケンとスウェーデンSKFによって独占されています。 数年前、彼らは煙台、山東、済南にそれぞれ拠点を設立し、中国からローエンドの材料を購入し、コア技術を使用してハイエンドのベアリングを製造し、XNUMX倍の価格で中国市場に販売しました。

製鋼工程で希土類元素を添加することで、元の高品質鋼をより「強く」することができます。 しかし、どのように追加するか、これは世界のベアリング巨人の核となる秘密です。

最近、中国科学院の金属研究所の材料加工シミュレーション研究チームは、100トンの大きな単鋼インゴットの物理的解剖と計算を通じて、不純物が不均一な組成の主な原因であることを発見しました。 鋼への特別な技術の追加は、鋼における希土類の工業的応用の技術的ボトルネックを打ち破り、鋼に希土類を添加した後のプロセスの前進と安定した性能を実現します。

日本精工のベアリングを例にとると、トライボロジー技術、材料技術、メカトロニクス技術、分析技術をXNUMXつのコア技術として、基礎科学を専門とするベアリングの開発・製造を開始しました。

NSKが日本の機械加工会社から世界クラスのベアリング巨人へと進化したのは、まさにこの比類のない研究開発精神のおかげです。

私たちの国は良い鋼を作ることができました、次にすることはそれをベアリングにどのように適用するかです。 ハイエンドベアリングはまた、材料、設計、高精度機械加工、ベアリング製造、および疲労や損傷、潤滑などのいくつかの学際的な主題の技術的困難を伴うため、中国とハイエンドベアリングの間にはまだ一定のギャップがあります技術。

この記事へのリンク： 高級ベアリング製造の難しさ

転載声明：特別な指示がない場合、このサイトのすべての記事はオリジナルです。 転載元をご記入ください：https：//www.cncmachiningptj.com/、ありがとうございます！

PTJ®は、カスタムプレシジョンの全範囲を提供します CNC加工中国 services.ISO 9001：2015＆AS-9100認証済み。 3、4、5軸の高速精度 CNC加工 フライス加工、顧客仕様への旋削、公差+/- 0.005 mmの金属およびプラスチック機械加工部品の対応などのサービス。二次サービスには、CNCおよび従来の研削、穴あけ、ダイカスト,板金 & スタンピング。プロトタイプ、完全な生産実行、技術サポート、および完全な検査を提供します。 自動車, 航空宇宙、モールド＆フィクスチャ、LED照明、医療の、自転車、および消費者 電子 産業。 時間通りの配達：プロジェクトの予算と予想される配達時間について少し教えてください。 私たちはあなたがあなたの目標を達成するのを助けるために最も費用効果の高いサービスを提供するためにあなたと戦略を立てます、私達に連絡することへようこそ（ sales@pintejin.com ）新しいプロジェクトに直接。