01 轴承现状
世界轴承市场70%以上的份额,被十大跨国轴承集团公司所占据,其中美国占23%、欧盟占21%、日本占19%。世界轴承市场基本是由日本NSK 等五大公司、瑞典SKF 公司、德国FAG 等两家公司、美国Timken 等几家公司所主导。
同时,世界轴承行业的高端市场被上述企业所垄断,而中低档市场则主要集中于中国。而我国瓦轴等10家最大的轴承企业,销售额仅占全行业的24.7%,前30家的生产集中度也仅为37.4%。
当前我们的设计和制造技术基本上是模仿,产品开发能力低,在某些核心技术的研发领域甚至还是空白。虽然对国内主机的配套率达到80%,但高速铁路客车、中高档轿车、计算机、空调器、高水平轧机等重要主机的配套和维修轴承,基本上依靠进口。
我国轴承工业制造工艺和工艺装备技术发展缓慢,车加工数控率低,磨加工自动化水平低,全国仅有200多条自动生产线。
对轴承寿命和可靠性至关重要的先进热处理工艺和装备,如控制气氛保护加热、双细化、贝氏体淬火等覆盖率低,许多技术难题攻关未能取得突破。
轴承钢新钢种的研发,钢材质量的提高,润滑、冷却、清洗和磨料磨具等相关技术的研发,尚不能适应轴承产品水平和质量提高的要求。
02 高端轴承制造难点
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我们国家制轴工艺已经接近世界顶尖水平,但材质——也就是高端轴承用钢几乎全部依赖进口。
“PPM”在炼钢中是氧含量的单位,意指百万分率或百万分之几。一般而言,在钢铁行业,8个PPM的钢属于好钢;5个PPM的钢属于顶级钢,正是高端轴承所需要的。
高端轴承用钢的研发、制造与销售基本上被世界轴承巨头美国铁姆肯、瑞典SKF所垄断。前几年,他们分别在山东烟台、济南建立基地,采购中国的低端材质,运用他们的核心技术做成高端轴承,以十倍的价格卖给中国市场。
炼钢过程中加入稀土,就能使原本优质的钢变得更加“坚强”。但怎么加,这是世界轴承巨头们的核心秘密。
轴承表面剥离
轴承信息港持续关注及报道:轴承在承受载荷旋转时,轴承内圈和外圈的滚道面或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。导致该问题的原因主要包括:
载荷过大、安装不良;
力矩载荷异物侵入、进水;
润滑不良、润滑剂不合适、轴承游隙不适当;
轴承室精度不好,轴承室的刚性不均;
轴的挠度大;
生锈、侵蚀点、擦伤和压痕等表面变形。
轴承表面剥皮
轴承表面呈现出带有轻微磨损的暗面,如前述小C接手处置的一台轴承卡涩的故障电机案例。暗面上由表面往里有多条深至5-10微米的微小裂缝,并在大范围内发生微小脱落。
导致该问题的主要原因包括:
润滑剂不合适;
异物进入了润滑脂内;
润滑剂不良造成表面粗糙;
配对滚动零件的表面粗糙度不符合要求。
轴承卡伤
所谓卡伤是由于在滑动面上产生的部分微小烧伤导致轴承表面损伤。在滑道面、滚动面圆周方向出现线状伤痕(搓板纹)。
滚子端面的摆线状伤痕、靠近滚子端面的轴环面卡伤。其主要原因:
过大载荷、过大预压;
润滑不良。异物咬入;
内圈外圈的倾斜、轴的挠度;
轴、轴承室的精度不良。
轴承局部断裂
所谓断裂是指由于对滚道轮的挡边或滚子角的局部施加过大冲击力或过大载荷而导致一小部分断裂;原因可能是:
安装时受到了打击;
载荷过大;
跌落或使用不良。
轴承裂纹、裂缝
所谓裂纹是指滚道轮或滚动体产生裂纹损伤。如果继续使用,将会出现裂纹甚至是裂缝。主要原因包括:
过大过盈量;
受到过大载荷或冲击载荷。
表面剥离问题加剧。
轴承有压痕
轴承内咬入金属小粉末或其他异物等,导致在滚道面或转动面上产生凹痕。由于安装等时受到冲击,在滚动体的间距间隔上形成了凹面。原因是金属粉末等异物咬入,组装时或运输过程中受到的冲击载荷过大。
轴承表面点蚀
在滚道面上产生的弱光泽的暗色梨皮状点蚀。原因是轴承润滑过程中出现异物咬入;由于空气中的水分而结露导致润滑不良。
轴承磨损
所谓磨损是由于摩擦而造成滚道面或滚动面、滚子端面、轴环面及保持架的凹面等磨损。原因是:
由于异物侵入,生锈、电蚀(轴电流)引起的问题加剧;
润滑不良;
由于滚动体的不规则运动而造成的打滑。
微振磨损
轴承信息港持续关注及报道:两个接触面间相对反复微小滑动而产生的磨损在滚道面和滚动体的接触部分上产生,因发生红褐色和黑色磨损粉末。原因主要是润滑不良、小振幅的摇摆运动或过盈量不足导致。
取措施根除隐患
基于以上对损伤症状及其原因分析,应采取以下应对措施:
加强轴承密封措施,避免异物侵入;
润滑选用须按电机实际运行工况慎重选用并验证后再批量使用;
润滑系统应能有效防止油脂流失,将不可避免的振动油脂流动和甩油环离心作用规划为循环系统,使油脂流失与自我补充相互平衡;
避免轴电流电蚀与振动激发的冲击载荷;
轴承圈与轴、端盖轴承室配合的松紧程度严格把控。
更换有缺陷的轴承。轴承信息港持续关注及报道