Naudojant konkrečiai paskirčiai pritaikytą guolinį plieną ir paviršiaus apdorojimą, galima žymiai padidinti guolių patikimumą, o tai savo ruožtu prisideda prie mašinų ir įrangos TCO (bendros nuosavybės išlaidos) sumažinimo.
Didelio našumo guoliams kuriant pagrindinį vaidmenį (plieno) medžiagų pasirinkimas ir optimizavimas. Dėl šios priežasties medžiagų inžinerija yra viena iš keturių pagrindinių NSK mokslinių tyrimų ir plėtros technologijų.
NSK „Super Tough“ plienui sukurti buvo naudojamas specialus lydinys ir specifinis terminis apdorojimas
Medžiagos grynumas
Pavyzdžiui, legiruotų guolių plienų, tokių kaip 100 Cr6 (arba Japonijos standarte SUJ2), nuovargio trukmė daugiausia priklauso nuo inkliuzo kiekio. Visų pirma oksidai ar nemetaliniai intarpai skatina neigiamą poveikį po lenktynių danga. Pavyzdžiui, yra žinoma, kad aliuminio oksido intarpai, susidarantys oksidacijos proceso metu lydymosi metu, gali labai sumažinti guolių nuovargio trukmę. Šis efektas sukurtas, nes aliuminio oksido intarpai yra gana sunkūs ir gali suskaidyti, kai česnakas yra apdorojamas, pavyzdžiui, kalimo metu. Atsiradus intarpams, mažėja ir silpnėja mikrostruktūra.
BNEQARTET giliųjų griovelių rutuliniai guoliai naudojami elektros mašinų, pavyzdžiui, buitinių prietaisų, pavarose
Bendradarbiaudama su pirmaujančiu plieno gamintoju, NSK sukūrė tokias medžiagas kaip Z plienas, EP plienas irBNEQUARTET, kad išvengtų tokio tipo neigiamo poveikio. Kai kurios iš šių medžiagų yra pagamintos naudojant specialius lydymo procesus, kurie sumažina nemetalų kiekį ir prailgina nuovargio gyvenimą.
Konkrečios paskirties terminis apdorojimas
Terminis apdorojimas yra dar vienas parametras, turintis įtakos specifinėms plieno charakteristikoms ir atitinkamai įtakos guoliams. Tai yra faktas, kodėl tokios medžiagos kaip NSK SHX plienas yra apdorojamas specifiniu apdorojimu, kuris yra ypač atsparus dėvėjimuisi esant aukštai darbo temperatūrai. Šio tipo guoliai reikalingi ne tik ten, kur šiluma yra būdinga proceso dalis, bet ir tokiose srityse kaip mašinų įrankiai, kur greitas suklio greitis sukuria aukštą pavaros komponentų temperatūrą.
Kuriant SHX plieno savybės buvo įrodytos atliekant išsamius atsparumo dilimui testus, įskaitant keturių rutulių ir ritinėlių bandymus, taip pat medžiagos ir paviršiaus nuovargio bandymus.
Tipiškas pažeidimo modelis: baltos ėsdinimo vietos po medžiagos paviršiumi
Skirtumas yra lydinyje
Trečiasis parametras siekiant didesnio guolio patikimumo yra lydinys. Lydiniai gali užkirsti kelią įtrūkimų susidarymui ar bent jau sumažinti jų guolių mikrostruktūroje. Vėl bendradarbiaudamas su plieno gamintojais, NSK sukūrė įvairius specialius šio taikymo profilio lydinius.
Sudeginti keturių eilių cilindriniai ritininiai guoliai naudojami kaip integruoti planetiniai guoliai vėjo turbinose
Tokios medžiagos kaip NSK „Super Tough“ plienas pagamintos derinant optimalų terminį apdorojimą su specialiu lydiniu (Image1). Pavyzdžiui, plienų grūdinimas naudojant tokį procesą kaip anglies dujotiekis padidina tarnavimo laiką du kartus, palyginti su numatomu tarnavimo laiku esant užterštoms tepimo sąlygoms. Aplinkose, kuriose tepalas turi įprastų priemaišų, guolio tarnavimo laikas gali būti padidintas net 10 kartų. Šio pagerinto našumo priežastis yra ta, kad žymiai sumažėja paviršiaus sukeliamas nusidėvėjimas, kurį sukelia nepakankamas tepimas arba tepimas. Savo ruožtu bet koks galimas „baltų ėsdinimo įtrūkimų“ (WEC) sukeltas pažeidimas vėluoja.
1 pavyzdys
Naujų medžiagų kūrimas paprastai yra atsakas į pramonės tendencijas ar pritaikymo reikalavimų pokyčius. Tai buvo BNEQUARTET technologijos atvejis, kurį NSK pirmą kartą pristatė prieš dvejus metus (Image2). „BNEQUARTET“ iš pradžių buvo sukurtas kaip atsakas į nuolatinį skalbimo mašinų dydžio didėjimą. Giliųjų griovelių rutuliniai guoliai plačiai randami skalbimo mašinose, pakraunamose iš priekio visoje Europoje, netolygiai ir asimetriškai. Didėjant būgno dydžiui, didesnė plovimo apkrova kelia vis didesnius reikalavimus guoliams.
„Super-TF“ privalumai dirbant su užterštu tepalu
Reaguodami į tai, NSK medžiagų ekspertai ėmėsi pagerinti specialaus plieno lydinio sudėtį, kuris neleidžia įtrūkimams ir įpjovoms susidaryti bėgių takuose ir, svarbiausia, sustabdo jų plitimą. Be to, šis konkretus plienas yra ypač grynas. BNEQARTET technologijoje taikomų priemonių rinkinys padvigubino guolių tarnavimo laiką esant didelei apkrovai ir nepalankioms aplinkos sąlygoms.
2 pavyzdys
Kitas į taikymą orientuotų medžiagų kūrimo pavyzdys yra vėjo turbinų technologija. Čia po medžiagos paviršiumi WEC formos guoliai gali būti pažeisti (3 pav.). Šias trapios ferito struktūras, kurios susidaro dėl mikrostruktūros pokyčių, galima pastebėti išgraviruotuose ir poliruotuose medžiagos skerspjūviuose. Pakeistos struktūros nebegali atlaikyti taikomų didelių apkrovų. WEC susidaro ir išsiskleidžia, o tai lemia paviršiaus defektus, tokius kaip duobutė ar WSF (baltos struktūros pleiskanojimas).
Keraminiai komponentai ir guolių dangos yra papildoma NSK tyrimų sritis
Mokslininkai niekada negalėjo iki galo paaiškinti WEC priežasčių. Dabartinis mąstymas daro prielaidą, kad sąlygas sąlygoja komponentų sąveikos poveikis jėgainėje. Tai apima dinamiką, mišrią trintį, elektrinius krūvius / sroves, cheminius veiksnius, slydimo / slydimo judesius ir vandenilio difuziją.
Plėtoti atsakomąsias priemones
Dėka sėkmės atkartojant WEC laboratorijoje, NSK vėliau sugebėjo sukurti bendras priemones, įskaitant martensitu grūdintų guolių plienų deginimą kartu su specifinėmis kitomis medžiagomis (Image4). Įrodyta, kad šis papildomas procesas žymiai atitolina WECdamage atsiradimą.
Kitas veiksmingas WEC pažeidimų tikimybės mažinimo būdas yra guolių žiedų, pagamintų iš NSK kietojo plieno, naudojimas. Naudojant šį medžiagų ir paviršiaus apdorojimo derinį, dinaminė apkrova gali būti pagerinta 23%, o tai riedėjimo guoliuose prilygsta dvigubam nuovargio tarnavimo laikui.
WEC žalos mažinimas
Kalbant apie paviršiaus sukeltą nusidėvėjimą dėl blogo tepimo ar užteršto tepalo, tai labai sumažėja naudojant STF guolius (Image5), tuo tarpu galimas WEC pažeidimas atidedamas. NSK bandymų serija parodė, kad laikas iki žalos atsiradimo buvo padvigubintas.
Kita naudinga strategija yra naudoti guolių žiedus, pagamintus iš „Anti-White Structure-Tough“ (AWS-TF), nuosavos NSK medžiagos, kuri buvo sukurta specialiai siekiant išvengti WEC pažeidimų. Išsamioje bandymų serijoje įprastų plieninių guolių žiedų eksploatavimo laikas buvo matuojamas iki to momento, kai buvo aptiktas WEC pažeidimas. Tada bandymų serija buvo pakartota AWS-TF. Praėjus aštuonis kartus ilgesniam nei įprastų plieninių guolių žiedų tarnavimo laikui, medžiagoje nebuvo aptikta jokių WEA (baltojo oforto zonų).
Plastikai ir keramika
Medžiagų kūrimas NSK yra susijęs ne tik su plienu. Taip pat bandomos plastikinės medžiagos, taip pat spalvotieji metalai, pavyzdžiui, žalvaris, siekiant tiksliai tikslinti narvų savybes. Be to, keramika ir keraminės dangos (Image6) vaidina vis didesnį vaidmenį, kai reikia koreguoti elektros laidumo savybes. guolių atsparumas dilimui. Šiuo klausimu NSK neseniai pristatė keramikos gaminį HDY2, kuris pasižymi optimizuotomis izoliacijos ir šilumos laidumo charakteristikomis.
Galiausiai, kita medžiagų kūrimo sritis yra susijusi su tepalais. Tribologija yra atskira NSK tyrimų ir plėtros organizacijos kompetencija kartu su medžiagų technologijomis.