
專用軸承直接面向配套主機(jī),需要滿足各種苛刻的個(gè)性化要求(包括極端工況和極限性能),集成著許多先進(jìn)甚至是尖端技術(shù)的應(yīng)用,是軸承工業(yè)聚焦于性能提升與科技創(chuàng)新的核心產(chǎn)品載體。
1)機(jī)床主軸軸承。以角接觸球軸承為代表3320A,QJ219N2PHAS/C2L,SKF推出有CD,CE和FB 3種結(jié)構(gòu)形式,分別適用于重載、高速和超高速,實(shí)現(xiàn)了工況的全覆蓋;Schaeffler在RS,HS系列的基礎(chǔ)上,又開發(fā)了M系列,其結(jié)合了前2個(gè)系列的優(yōu)點(diǎn),且可靠性進(jìn)一步提高;NSK開發(fā)了全新一代“robust”系列軸承,具有低溫升、抗咬合、長壽命等綜合優(yōu)良性能,其中用于超高速軸承的SHX耐熱鋼,比航空發(fā)動機(jī)主軸軸承用M50鋼更抗咬合、耐磨損及更優(yōu)的疲勞壽命。
2)電機(jī)軸承。Schaeffler的新一代C型深溝球軸承,減小摩擦力矩35%,降低噪聲50%,宣稱是“與1883年磨球機(jī)的發(fā)明(作者注:即現(xiàn)代軸承工業(yè)發(fā)祥的標(biāo)志)相提并論的歷史里程碑”;NSK的GR系列深溝球軸承,具有低能耗、平順靜音的技術(shù)特點(diǎn),適用于空調(diào)器、吸塵器、CPU冷卻風(fēng)扇等高效能電動機(jī)。
3)汽車軸承。乘用車用第3代輪轂軸承單元逐步成為市場主導(dǎo)產(chǎn)品。NSK開發(fā)的用于皮卡、大型SUV和商用車的第2.5,3代圓錐滾子輪轂軸承單元,通過集成化及低摩擦技術(shù)的應(yīng)用,進(jìn)一步提高了汽車的可靠性和燃油效率;SKF的輕型汽車輪轂軸承單元,凸緣部位以鋁合金代替鋼材,不僅質(zhì)量減輕30%,而且在腐蝕性環(huán)境和寬溫域下仍能保持其剛度和耐久性;Schaeffler的重型卡車用免維護(hù)(無需更換密封件和潤滑脂)圓錐滾子輪轂軸承單元,質(zhì)保期50×104 km,設(shè)計(jì)壽命100×104 km,終生免維護(hù),而先前的第2代輪轂軸承單元的設(shè)計(jì)壽命僅要求30×104 km,50×104 km;JTEKT的“高溫和高速用增壓器用軸承單元”,采用耐高溫材料的套圈、保持架和陶瓷滾動體等,在工作溫度350℃下,轉(zhuǎn)速可達(dá)250 000 r/min ,而傳統(tǒng)的增壓器用軸承只能在工作溫度150℃下達(dá)到50 000 r/min。
4)鐵路軸承-。NSK新研發(fā)的雙列圓柱滾子軸箱軸承,適用于設(shè)計(jì)時(shí)速320 km的E5系列高速列車,而原來僅能滿足設(shè)計(jì)時(shí)速為275 km的E2,E3系列列車[4];SKF,Schaeffler,NTN及NSK提供于中國高鐵動車組的軸箱軸承,均能滿足列車運(yùn)營時(shí)速200~350km且具有長交路、高密度、寬溫域、復(fù)雜地質(zhì)條件的苛刻要求;Schaeffler最新推出的牽引電動機(jī)用J20G絕緣軸承,套圈噴涂陶瓷,耐受擊穿電壓達(dá)到DC5 000 V(過去一般為DC1 000 V,最高為DC 3 000 V),是目前國際上最領(lǐng)先水平。
5)風(fēng)電軸承。風(fēng)電軸承是近20年來發(fā)展最為迅猛的專用軸承,創(chuàng)新產(chǎn)品主要集中在主軸軸承和增速器軸承上。如TIMKEN的主軸用TDI型雙列圓錐滾子軸承,可吸收軸向載荷,減低齒輪箱的磨損即延長其使用壽命;SKF的主軸用“鸚鵡螺”雙列圓錐滾子軸承單元,可以方便連接,減輕重量,減小摩擦,提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。TIMKEN的增速器行星輪集成式柔性銷組件,將齒輪與軸承外圈一體化,杜絕了外圈“跑圈”的可能性,同時(shí)提高了軸承的載荷能力,柔性銷結(jié)構(gòu)還改善了齒輪的嚙合性能;Schaeffler等公司的增速器中高速端軸承,采用氧化發(fā)黑涂層(黑化)處理,不僅可以減輕高速輕載打滑損傷,耐受腐蝕和改善潤滑劑表面的附著力,而且可以有效防止白色組織裂紋的發(fā)生;NSK采用自主研發(fā)的AWS-TF鋼,耐白色組織壽命提高7倍,耐表面剝落壽命提高3倍,韌性則提高了2倍。
6)其他專用軸承。軋機(jī)軸承——NTN的軋輥用密封四列圓錐滾子軸承,防水性能和承載能力提高至2倍,使用壽命改進(jìn)至1.8倍。礦山機(jī)械軸承——TIMKEN的DuraSpe××功率密度系列圓錐滾子軸承用于水泥立磨機(jī),承載能力提高了28%,使用壽命提高至原軸承的2倍[5]。振動機(jī)械軸承——NSK的CA—VS3 ,CA—VS4調(diào)心滾子軸承,與原CA—VS軸承相比,最高可增長壽命至2倍,提高額定動載荷至25%。
這一時(shí)期,在細(xì)分市場上形成較大增量的專用軸承有風(fēng)電軸承、機(jī)器人軸承、新能源汽車軸承以及高鐵軸承、醫(yī)療器械軸承等,其中大多都依賴于中國市場的快速發(fā)展。而風(fēng)電設(shè)備的大功率化(8 MW、10 MW、12 MW甚至更大)、新能源汽車驅(qū)動電動機(jī)的高速化等發(fā)展趨勢,也給關(guān)鍵部位配套軸承提出了不小挑戰(zhàn),各種解決方案的創(chuàng)新也極大地促進(jìn)了軸承產(chǎn)品技術(shù)水平向高階躍升。