Svårigheten att tillverka high-end lagers

01 I de tidiga linjära rörelselagren placerades en rad med trästolpar under en medar. 

Denna teknik kan spåras tillbaka till den tid då pyramiden i Kafra byggdes, även om det ännu inte finns några tydliga bevis. Moderna linjära rörelselager använder samma funktionsprincip, men använder rullar istället för rullar.

Från tunga hjulaxlar och verktygsspindlar till precisionsklockdelar krävs roterande lager i många applikationer. Det enklaste roterande lagret är ett hylslager. Denna design ersattes därefter av rullager, som använde många cylindriska rullar för att ersätta originalet bussnings. Det tidigaste rullande lagret uppfanns av klocktillverkaren John Harrison 1760 för att göra H3-timern.

Ett tidigt exempel på kullager hittades på ett gammalt romerskt fartyg vid sjön Naimi, Italien. Ett träkullager användes för att stödja det roterande bordet. Fartyget byggdes 40 f.Kr. Bland de omogna kullagerfaktorerna är det mycket viktigt att kulorna kolliderar och orsakar ytterligare friktion.

Det första patentet på lagerkulkanalen erhölls av Philip Vaughn 1794. 1883 föreslog Friedrich Fisher att man skulle använda lämpliga produktionsmaskiner för att slipa stålkulor av samma storlek och noggrann rundhet, vilket lade grunden för skapandet av lagret industri. 1907 designade Sven Winquist från SKF-kullagerfabriken det tidigaste moderna självjusterande kullager.

Enligt kontaktformen för relativ rörelse är lager uppdelade i: kullager, nållager, avsmalnande rullager, glidlager, flexibla lager, luftlager, magnetiska upphängningslager, juvellager och oljeinnehållande lager.

02 Även om lagrets struktur är enkel

Många små verkstäder kan göra det, men lagret har ett högt tekniskt innehåll, och det kan till och med användas som en viktig standard för att mäta den nationella vetenskapliga och tekniska styrkan. Dagens världsmakter inom vetenskap och teknik, utan undantag, är krafter för att bära FoU och tillverkning.

Mer än 70% av världens lagermarknad ockuperas av de tio multinationella lagerföretagens koncerner, varav USA står för 23%, Europeiska unionen står för 21% och Japan står för 19%. Den världsbärande marknaden domineras i princip av fem företag som NSK i Japan, två företag inklusive SKF i Sverige, FAG i Tyskland och flera företag som Timken i USA.

Samtidigt monopoliseras den avancerade marknaden för världens lagerindustri av ovannämnda företag, medan lågmarknaden huvudsakligen är koncentrerad till Kina. De tio största lagerföretagen i Kina, till exempel kakelaxlar, stod för endast 10% av branschens försäljning och topp 24.7 produktionskoncentrationen var bara 30%.

Under de senaste åren har Kinas lagerindustri bildat en uppsättning oberoende och kompletta industriella system. Oavsett lagerproduktion eller lagerförsäljning har Kina gått in i de viktigaste länderna med lagerindustrin och rankas som tredje i världen. Uppgifterna visar att de viktigaste affärsinkomsterna för företag över angiven storlek i Kinas lagerindustri 2017 var 178.8 miljarder yuan och lagerproduktionen var 21 miljarder uppsättningar. Den kan producera lager som sträcker sig från 0.6 mm i innerdiameter till 11 m i ytterdiameter, med totalt mer än 90,000 XNUMX specifikationer.

Från 2006 till 2017 var tillväxten av Kinas bärande exportvärde relativt stabil och tillväxttakten var högre än importen. Import- och exportöverskottet visade en ökande trend. 2017 nådde handelsöverskottet 1.55 miljarder US-dollar. Jämfört med enhetspriset på import- och exportlager har prisskillnaden mellan Kinas import- och exportlager varit relativt stor de senaste åren, men prisskillnaden har minskat år för år, vilket återspeglar det även om det tekniska innehållet i Kinas lagerindustri fortfarande har ett visst gap med den avancerade nivån, det håller fortfarande på att komma ikapp. Samtidigt återspeglar det den nuvarande situationen med överkapacitet hos låglager och otillräckliga avancerade lager i Kina.

För närvarande imiteras design- och tillverkningstekniken för inhemska lager i grunden, produktutvecklingsförmågan är låg och den är tom för forskning och utveckling av vissa kärnteknologier. Även om matchningsgraden för inhemska stordatorer har nått 80%, är stöd- och underhållslagren för viktiga stordatorer som höghastighetsjärnvägspassagerare, medelstora och avancerade bilar, datorer, luftkonditioneringsapparater och högvalsvalsverk förlita sig på import.

Utvecklingen av inhemsk lagertillverkningsteknik och teknik för processutrustning är långsam, den numeriska kontrollhastigheten för svängning är låg och slipningsautomatiseringsnivån är låg. Det finns bara mer än 200 automatiska produktionslinjer i landet. Avancerade värmebehandlingsprocesser och -utrustning som är avgörande för livslängd och tillförlitlighet, såsom uppvärmning av kontrollerad atmosfär, dubbel förfining och bainitkylning, har låg täckning och många tekniska problem har inte övervinnts.

Forskningen och utvecklingen av nya lagerstålkvaliteter, förbättringen av stålkvaliteten och utvecklingen av relaterad teknik som smörjning, kylning, rengöring och slipande verktyg har inte kunnat uppfylla kraven på lagernivåer och kvalitetsförbättring.

Med det vanligaste spårkullagret som ett exempel är den faktiska livslängden för utländska avancerade produkter i allmänhet mer än 8 gånger den beräknade livslängden, upp till mer än 30 gånger, och tillförlitligheten är mer än 98%.

Livslängden för inhemska lager är i allmänhet 3 till 5 gånger den beräknade livslängden och tillförlitligheten är cirka 96%. Gapet är fortfarande mycket stort. För vanliga sportmaskiner är problemet inte för stort. Det är dock svårt att acceptera inom high-end-fältet, så inhemska flyglager, höghastighetsjärnlager, robotlager etc. är i princip främst importerade lager.

03Höghastighetståg, stora flygplan, tunga vapen och annan avancerad utrustning har avancerade lager

men för att möta kraven på högkvalitativa lager när det gäller noggrannhet, prestanda, livslängd och tillförlitlighet, är kvaliteten och tillförlitligheten hos lagermaterial en avgörande faktor.

På grund av objektets höghastighetsrotation utsätts olika delar av lagret för varierande spänning och hög frekvens. Generellt är trycket per ytenhet så högt som 1500 till 5000N per kvadratmillimeter. Under dessa faktorer är lagret benäget för spänningsutmattning, vilket kan orsaka utmattningsavdragning. Lagret tappar sin funktion, och samtidigt måste rullningslaget också tåla faktorer som centrifugalkraft, friktion, hög temperatur, korrosion, etc. Detta gör det också nödvändigt att använda bra stål för att göra lagret.

Bland de fyra huvudkomponenterna i rullager, förutom hållaren, består den inre, yttre ringen och rullelementen (kulor, rullar eller nålar) av bärande stål, och bärstålet är känt som "kungen av stål" är den mest krävande stålkvaliteten inom stålproduktion.

Kvaliteten på bärande stål beror huvudsakligen på följande fyra faktorer: en är innehållet, morfologin, fördelningen och storleken på inneslutningarna i stålet; det andra är innehållet, morfologin, fördelningen och storleken på karbider i stålet; den tredje är den centrala lösheten i stål Hål och centrum segregering; För det fjärde, konsistensen av bärande stålproduktens prestanda. Dessa fyra faktorer kan sammanfattas som indikatorer på renhet och enhetlighet.

Bland dem kräver renheten att inneslutningarna i materialet är så lite som möjligt, renhetens kvalitet har en direkt inverkan på lagrets trötthetstid; medan likformigheten kräver att inneslutningarna och karbidpartiklarna i materialet är fina och spridda, vilket kommer att påverka lagerdeformationen och enhetligheten i strukturen efter värmebehandling vid tillverkning.

Vårt lands skafttillverkningsprocess ligger nära världens högsta nivå, men materialet - det vill säga avancerade bärande stål importeras nästan helt.

"PPM" är en enhet med syreinnehåll vid ståltillverkning, vilket betyder delar per miljon eller delar per miljon. Generellt sett är 8 PPM-stål i stålindustrin bra stål; 5 PPM-stål är högkvalitativa stål, vilket är exakt vad avancerade lager behöver.

FoU, tillverkning och försäljning av avancerade lagerstål monopoliseras i princip av världens lagerjättar US Timken och Sverige SKF. För några år sedan etablerade de baser i Yantai, Shandong respektive Jinan, köpte lågmaterial från Kina, använde sin kärnteknologi för att göra avancerade lager och sålde dem till den kinesiska marknaden till tio gånger priset.

Tillägget av sällsynt jord i ståltillverkningsprocessen kan göra det ursprungliga högkvalitetsstålet mer "starkt". Men hur man lägger till, detta är kärnhemligheten för världens bärande jättar.

Nyligen har materialbearbetningssimuleringsforskargruppen vid Institute of Metal Research vid den kinesiska vetenskapsakademien upptäckt att föroreningar är den viktigaste källan till ojämn sammansättning genom fysisk dissektion och beräkning av stora 100-ton enda stålgöt. Det speciella tillägget av teknik till stål bryter igenom den tekniska flaskhalsen för industriell tillämpning av sällsynt jord i stål och realiserar processen framåt och stabil prestanda efter tillsats av sällsynt jord till stål.

Med japanska NSK-lager som ett exempel började det utveckla och tillverka lager från specialisering inom grundvetenskap, med tribologisk teknik, materialteknik, mekatronik och analytisk teknik som de fyra kärnteknikerna.

Det är just på grund av denna oöverträffade FoU-anda som NSK har utvecklats från ett japanskt bearbetningsföretag till en världsledande jätte.

Vårt land har kunnat göra bra stål, nästa sak att göra är hur man applicerar det på lager. Högkvalitativa lager involverar också tekniska svårigheter i material, design, högprecisionsbearbetning, lagertillverkning och vissa tvärvetenskapliga ämnen som trötthet och skador, smörjning etc., så det finns fortfarande ett visst gap mellan Kina och high-end lager teknologi.

Länk till denna artikel: Svårigheten med att tillverka avancerade lager

Reprint Statement: Om det inte finns några speciella instruktioner är alla artiklar på denna webbplats original. Ange källan för omtryck: https: //www.cncmachiningptj.com/，tack！

PTJ® erbjuder ett komplett utbud av anpassad precision cnc bearbetning porslin tjänster.ISO 9001: 2015 & AS-9100 certifierade. 3, 4 och 5-axlig snabb precision CNC-bearbetning tjänster inklusive fräsning, vändning till kundspecifikationer, kan bearbeta delar av metall och plast med +/- 0.005 mm tolerans. Sekundära tjänster inkluderar CNC och konventionell slipning, borrning,gjutning,plåt och stämpling.Provotyper, fullständiga produktionskörningar, teknisk support och fullständig inspektion fordonsindustrin, flygindustrin, mögel & armatur, ledbelysning,medicinsk, cykel och konsument elektronik industrier. Leverans i tid. Berätta lite om ditt projekts budget och förväntad leveranstid. Vi kommer att strategisera med dig för att tillhandahålla de mest kostnadseffektiva tjänsterna för att hjälpa dig att nå ditt mål. Välkommen att kontakta oss ( sales@pintejin.com ) direkt för ditt nya projekt.