国外轴承发展走势分析.docx

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国外轴承发展走势分析

国外轴承工业动态

编辑委员会

主任委员：

曲荣君副主任委员：

马文金波

委员：

邵智波景文彬李秀丽

1

2005

王春戚丕军刘伟华（总第38期）

目录

国外产品设计与开发

一、SKF公司产品开发动向……………………………………………………………1

1.SKF四列圆锥滚子轴承………………………………………………………………1

2.SKFExplorer系列轴承………………………………………………………………7

二、KOYO公司产品开发动向…………………………………………………………9

1.KOYO超低摩擦力矩圆锥滚子轴承……………………………………………………9

2.KOYO带磁性转子的第二代轮毂单元………………………………………………10

3.KOYO液压泵用高压油封……………………………………………………………11

4.KOYO燃气式烧结炉（节能炉）……………………………………………………12

5.光洋铣床平行机构用高速主轴单元………………………………………………13

三、NSK公司产品开发动向……………………………………………………………14

1.NSKHA系列直线运动导轨…………………………………………………………14

2.NSK开发出高速度旋转风力发电机专用圆柱滚子轴承……………………………15

3.NSK研发出薄壁轴承…………………………………………………………………15

4.NSK公司开发出超高速滚针轴承……………………………………………………15

四、NTN公司产品开发动向……………………………………………………………16

1.NTN精密级双列圆柱滚子轴承………………………………………………………16

2.NTN公司独家开发防渗漏省油脂轴承……………………………………………16

3.NTN公司开发出转向用小型、高角度球型等速万向节……………………………17

五、其它公司……………………………………………………………………………17

1.美蓓亚开发出两种新型流体动态轴承组合件……………………………………17

2.瑞士发明高精密微型球轴承………………………………………………………17

3.超大载荷容量全密封轧机用辊颈轴承……………………………………………18

国外加工工艺与设备

一、金切锯床的现状及发展趋势……………………………………………………18

二、高速高效磨削加工工艺及其设备………………………………………………19

1.高速高效磨削加工工艺……………………………………………………………20

2.高速高效磨削设备…………………………………………………………………21

3.实现高速高效磨削的主要途径……………………………………………………21

三、国外热处理技术现状及热处理设备……………………………………………22

1.热处理技术现状……………………………………………………………………22

2.热处理变形与预防方法……………………………………………………………22

3.欧洲先进热处理设备的特点………………………………………………………23四、俄罗斯多工位自动热锻机制造及使用状况……………………………………24五、轴承套圈精密冷辗技术…………………………………………………………26六、KOYO专利二项……………………………………………………………………27七、SKF轴承新技术……………………………………………………………………27八、NSK轴承技术的发展……………………………………………………………29

国外轴承仿真技术

一、滚动轴承仿真技术…………………………………………………………………29二、轴承新零件—陶瓷球………………………………………………………………32三、低噪声密封轴承用润滑脂…………………………………………………………32

综合消息

一、SKF2003年度简报…………………………………………………………………34二、SKF在莫斯科设立维修中心………………………………………………………35三、台湾SKF公司最新推出磁浮轴承………………………………………………35四、铁姆肯2003年度简报……………………………………………………………35五、铁姆肯引进SES技术组…………………………………………………………36六、铁姆肯（印度）公司紧盯国内汽车制造商………………………………………36七、美国铁姆肯公司各种钢材调价信息………………………………………………36八、铁姆肯公司将向美国联邦铁路供应智能轴承……………………………………36九、铁姆肯公司售出Kilian轴承公司…………………………………………………37十、NSK加速发展滚针轴承……………………………………………………………37十一、NSK公司常熟滚针轴承厂奠基………………………………………………37十二、NTN三年发展计划——“飞跃21”…………………………………………37十三、KOYO新的精密轴承生产线投产………………………………………………39十四、日本不二越2003年简报………………………………………………………39十五、不二越在上海合资办厂…………………………………………………………40十六、NMB与松下电器合办电机公司………………………………………………40十七、美国Glacier轴承公司收购Saver公司………………………………………40十八、INA/FAG轴承公司开始在中国扩大生产……………………………………41

瓦房店轴承集团公司技术中心信息研究室

国外产品设计与开发

一、SKF公司产品开发动向

1.SKF四列圆锥滚子轴承

四列圆锥滚子轴承在世界范围内已成功地用于滚轧轴承配置，尤其可用作在低中速下操作的冷热轧机的工作辊轴承。

由于轴承既能承受大的径向载荷，同时又能承受轴向载荷，因此轧辊辊颈轴承配置简单，且节省成本。

通常不必插入分离止推轴承，这样轧辊辊颈可保持很短，并且轧辊两侧的轴承座亦可具有相同的结构。

最近研制的轧辊辊颈轴承是不带隔圈（中间圈）的四列圆锥滚子轴承，其独特的优点是

·由于零件较少，安装更简单；

·改进了四列滚子上的载荷分布，这样磨损轻，使用寿命较长；

·内圈的宽度公差减小，这样可使轴颈上轴承的轴向位置更单一；

·具有与传统的四列圆锥滚子轴承（带隔圈）的相同的外部尺寸。

早在1922年，SKF就在SKFHoforsBruk轧钢厂把滚子轴承当作轧辊辊颈轴承，基于此次冒险的成功，SKF在短时间内使冶金工业确信滚子轴承的优点，并得到快速发展。

SKF多年积累的专业知识不仅有利于轧机制造商，而且还有利于轧机用户。

标准设计

SKF四列圆锥滚子轴承不带隔圈，最初生产的是TQON配置（图1）。

在此配置中，有四个外圈和两个双列内圈，每个内圈都有两套面对面安装的滚子和保持架组件。

轴承正常装有冲压钢制保持架，不过尺寸较大的可能会装有空心滚子和钢制支肖型保持架。

SKF公司生产各种结构的非密封或密封式不带隔圈的四列圆锥滚子轴承。

由于四列圆锥滚子轴承安装在轧辊辊颈上采用间隙配合，因此轴承还可在内圈孔上

装有一个螺旋槽或在内圈的侧面装有润滑槽（如18页图6）。

这些润滑槽可把润滑剂供应给内圈接触面以及出现磨损的轴颈支座。

磨损颗粒还能沉积到螺旋槽里。

根据轴承尺寸及用途，可买到SKF公司生产的下列结构的非密封式或密封式不带隔圈的四列圆锥滚子轴承。

（1）冲压钢制保持架基本结构的非密封轴承（不带密封圈）（见图1）。

图1TQON结构图2TQON结构

（2）带有空心滚子和钢制支肖保持架的非密封轴承（不带密封圈）（见图2）。

（3）带有加长内圈的非密封轴承（见图3）。

（4）两端端面密封，属于VA901技术要求，外圈侧面上有润滑槽，内圈之间有一个

附加的密封圈，钢制冲压保持架（见图4）。

-1-

图3TQOEN结构图4TQOSPN结构

（5）两端是端面密封，属于VA903技术要求，外圈侧面有润滑槽，内圈之间有附加密封圈，钢制冲压保持架（见图5）。

图5图6

（6）两端是端面密封，属于VA902技术要求，不能循环润滑，内圈之间有附加的密封圈，钢制冲压保持架（见图6）。

（7）两端是端面密封，属于VA901技术要求。

外圈侧面上有润滑槽，内圈之间有一个附加密封圈，空心滚子和支肖型钢制保持架。

图7TQOSN.1结构图8TQOSP结构

（8）两端是端面密封，双列滚子和保持架组件之间有隔圈，钢制冲压保持架（见图8）。

（9）双列滚子和保持架组件，背靠背安装（见图9）。

经济型——密封型轴承

图9TQ1结构

轧机轴承要尽可能采用密封轴承。

与非密封轴承对比，密封轴承具有如下优点：

·具有更长的使用寿命；

·脂消耗量最高可降低90%；

·维修间隔延长；

-2-

·轴承中润滑脂不泄漏，相应地，滚动的乳液不被污染。

密封轴承很好地满足了目前生态调整和经济要求。

由于边界尺寸相同，轴承零件更

换和修理时，可以用密封轴承来替换非密封轴承。

其它轴承结构

除了上文所介绍的轴承外，SKF还可提供有内外中隔圈的四列圆锥滚子轴承，隔圈

位于第2与第3列滚子之间（图8）。

SKF还能生产背靠背成对安装的圆锥滚子轴承和保持架组件轴承，这些轴承均有一个双列内圈和两个单列内圈、两个双列外圈（图9）。

这种滚子排列是相当稳定的轴承组合，能承受较高的倾覆力矩。

为满足某些特定的应用场合，SKF还提供了带有圆锥孔的轴承。

当要求采用压配合将轴承安装到轴颈上时，例如滚动速度较高时，则需要上述轴承。

独特的结构特性

SKF圆锥滚子轴承是其技术发展的代表产品。

SKF已对圆锥滚子轴承的接触区的条件作出了决定性的改进。

内圈引导挡边滑动接触表面和滚子端的滑动接触表面的形成，已大大地提高了润滑剂对滚子端/挡边表面的供应以及润滑膜在滚子端/挡边表面的形成。

采用所谓的对数轮廓明显地改进了轴承的滚动几何接触，为轴承提供最佳的应力分布。

特殊的滚道表面有助于润滑膜的形成，并改善了滚子的运动。

所有这些改进使SKF圆锥滚子轴承的性能得以大幅度提高。

正常载荷下载荷分布均衡；在重载荷及不同心时，改善了应改进滚子端/挡边接触，即在困难条滚子与滚道之间的接触长力分布并减小边缘应力，运行可件下提高润滑剂供给。

度延长，即应力减小。

靠性更高。

密封轴承

端面密封呈现一种C型轮廓形式，并延伸在外侧两个滚子与保持架组件的保持架上

（图4～8）。

由于结构紧凑，轴承能装配与非密封轴承相同的或长度几乎相同的滚子，这样负荷容量也就相同或非常接近。

密封圈由氟橡胶制成，并用薄钢加固。

卡紧弹簧用不锈钢制作，它能使密封唇把适当的压力施加到背面上。

允许的滑动粘度为35m/s。

密封圈具有耐高温性和化学稳定性，允许的工作温度范围大致在-20～+200℃之间。

插入在外圈外表面槽中的O形环可保证外圈与轴承座孔之间不进入污物或水，以免

造成腐蚀。

作为VA901和VA902变型设计，两个内圈之间的密封圈是一个钢加强型腈聚丁橡胶环。

该密封圈允许的工作温度范围在-50～+100℃之间。

-3-

最成功的轴承配置实例

应用实例技术要求解决方案

·带钢热轧机·长寿命

·冷轧机·精确地定义性能

·精轧机·低维修成本

·粗轧机·无意外停机

·万能钢梁轧机·环保

·线材轧机·技术进步

数十年来，SKF四列圆锥滚子轴承已成功地应用于世界各地的轧机上。

即使在极特

殊的工作环境下，该轴承仍表现出非凡的精度和可靠性。

无论是在生产扁平轧材或异形轧材的热轧机或冷轧机中，SKF四列圆锥滚子轴承通常都是首选产品。

在过去的80年里，SKF在炼钢工业用滚动轴承方面积累了丰富的经验。

该技术为世界最大的轧机轴承生产企业用户所采用。

SKF的应用工程师会对世界范围内的机床制造商和终端用户也都同样地提供了帮助。

应邀请，SKF专家将对轴承安装和维修人员提供帮助。

必要时，SKF专家还可通过网上解决世界各地问题——节省时间和费用。

无故障操作——几点有益提示

目前形成的竞争形势是必须最佳地利用设备及机械。

采用四列圆锥滚子轴承的应用

场合也不例外。

为了达到这个目的，必须事先作好计划，然后选用最好的设备、最佳的安装和拆卸程序、最有效的工具以及维修产品。

SKF可在压缩零部件、避免意外停机、缩短维修时间、库存方面提供帮助，这样可

提高机床可使用时间。

这也是SKF无故障操作理念的一部分。

这还意味着SKF必须做到

·无论何时何地，只要需要，不但要提供高质量轴承及其配件；

·还要提供一流工具，状态监测装置、密封圈和润滑剂；

·而且在安装、拆卸及维修技术方面，对本地及全球提供培训，当然也包括提供应

用技术方面的咨询服务。

另外，SKF还可根据用户要求，向用户介绍SKF无故障操作理念方面的更多内容。

轴承运作情况监测尺寸选定合适且安装正确的轴承，只要润滑剂供给适量，就可成为特别可靠的机器

零件，避免破坏性事故的发生及不利的工况条件的出现。

尽管如此，建议仍要定期地或跟踪地检查轧机轴承的性能。

这样可以在初始期检测出轴承的损坏，确定其范围及严重程度，然后按计划更换损坏轴承，由此避免突发性的意外停机。

监测轴承或机床状态的最有效方法是应用振动分析方法，这也是预测轴承疲劳最可

靠的方法。

状态监测

-4-

状态监测有助于延长机器可使用时间。

SKF已研制出一种所谓的多参数测量方法。

该监测方法含各种监测参数。

除了测量振动速度、量包络加速度和SEE（光谱辐射能）外，还测量了其它物理量，以评价某个机器件或整个机器的运行状态。

状态监测的主要范围

监测机器的基本状态，识别引起轴承故障的原因，例如不平衡、不调心、振动、固定器松弛或电流。

SKF可提供一整套状态监测装置——从手动振动笔到固定安装的复杂系统，以用于

连续监测轴承及机器。

SKF还能提供软件，应用DOS的窗口或对收集数据进行组合评估。

SKF专家还可

提供人员培训和安装系统。

润滑

除非如果轴承组合得到了充分润滑，否则它是不会正常运转的。

根据结构形式，有

几种润滑方案适用于SKF不带隔圈的四列圆锥滚子轴承。

无密封圈的轴承（图1～3）可以用脂润滑（连续或周期性）润滑或用油润滑，例如，用循环油或采用滴油润滑方法，亦可参照4100“SKF轴承维修手册”。

密封型四列圆锥滚子轴承类型各异，有完全密封型的脂润滑型，还有再润滑型的，

对于后者，可采用脂或滴油润滑。

无再润滑装置的轴承，即改型轴承VA902（图6），在安装时应填充优质润滑脂。

建议使用SKF润滑脂LGMB2。

轴承运行正常不用再润滑。

根据条件，轴承在轧辊轴承座中可运行大约1000～1500小时。

然后从轴承座取出，拆卸、清洗、维护、检测、最后填充润滑脂，并重新安装到经清洗和检测的轴承座上，外圈要旋转90°。

具有再润滑特性的密封轴承，即改型轴承VA901（图4）和VA903（图5），润滑采用滴油润滑方法，该种类型轴承有助于提高运行的经济性和可靠性，尤其在冷轧机上。

与油雾润滑相比，大约只需要1/10润滑脂。

油应该非常精确地计量，这样在高速运行下，在热生成条件下就不会产生过量润滑。

油粘度最高不超过700mm2/s的，无须加热。

可测油量沿输送管和导管管壁传送到

轴承上。

空气经密封圈排出，而且是纯净的，这样就不能污染环境。

气流通过端面密封

圈、V形环和迷宫环排出，由此提高迷宫式密封的密封效应。

传送到油槽润滑装置的空气首先应干燥，以防止湿气进入轴承而引起腐蚀。

如果VA901结构的轴承使用油槽润滑（图4），就应拆除两个内圈之间的密封。

这样空气就经外侧的端面密封和两个内圈之间从轴承中排出。

因为轴承座相对清洁，使用滴油润滑方法可使轴承使用寿命增加一倍。

安装

四列圆锥滚子轴承是高精密元件，因此安装或拆卸时必须认真操作。

使用适当工具和其它装置并遵照说明尤为重要。

当安装四列圆锥滚子轴承时，必须按顺序安装轴承的各个部件。

一套轴承的所有部件可用相同的系列号标识，这样在同时安装几套轴承时，就不能把某一套轴承的部件同另一套轴承的部件混装。

在多数轧机上，轴承的外圈都承受单点载荷（恒定方向），这意味着只有大约四分

之一的外圈滚道承受载荷。

因此，外圈可分为四个区。

在外圈侧面上分别用（Ⅰ～Ⅳ）

-5-

标记（图10）。

表示负载区1的标记还可用一条贯穿外圈整宽的线连接起来，在初次安

装轴承时，通常使Ⅰ区位于负载方向。

每次检测完毕，都要把轴承外圈旋转90°，使下

一个区变为负载区。

图10

SKF出版的“四列圆锥滚子轴承的安装和维修说明中亦有通用说明。

拆卸

拆卸四列圆锥滚子轴承的次序与安装时的相反。

轴承拆卸后要再用，就应象安装时

那样仔细处理。

应仔细地清洗轴承零部件，并上油。

如果检测出外圈滚道损坏，就必须检测滚子和

内圈滚道是否损坏。

轻微损坏通常用户可自行修整。

损坏轴承可返回SKF修整。

当重新安装时，安装程序与首次安装程序相同。

应当记住的是：

应把外圈旋转90

°，使另一个区（Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ）位于负载方向。

轴承存放

在SKF四列圆锥滚子轴承装入木箱以前，应对其作防锈处理。

如果存放环境的相对

湿度不超过60%，原包装的轴承可存放几年。

存放轴承应侧放着，只有在使用前才能从包装箱中取出。

这样能确保轴承不被污染。

轴承数据

尺寸（图11）

国际标准不包括四列圆锥滚子轴承的外部尺寸。

但是，多数英制轴承的零部件尺寸都是根据ABMA标准19.2—1994。

一般地，对于直径系列9和0，内外径与ISO15-1981中规定的基本一致。

公差（图12）

SKF四列圆锥滚子轴承按公制和英制轴承的标准公差制造，除了几种相当于P6公差等级的更高尺寸精度的某些轴承之外。

其运行精度达到P5级。

公制轴承的正常公差和P5公差与ISO492：

1994（等级正常和5）对应，英制的标准公差与ISO578-1987和ABMA标准192-1994，公差等级4一致。

SKF无隔圈的四列圆锥滚子轴承的宽度公差是±0.25mm。

宽度公差有偏差的轴承用脚注在产品表中表示出来。

-6-

图11图12

轴向游隙（图13）

提供的SKF四列圆锥滚子轴承是可随时安装的组件，其轴向游隙可以使用。

工作温度对轴承材料的影响（图14）

SKF圆锥滚子轴承经过特殊的热处理。

它们可在高达+150℃温度下使用，不会出现

任何不允许的尺寸变化。

图13图14

最小载荷（图15）

为了确保轴承的正常性能，必须保证它始终承受一定的最小载荷。

滚子和保持架的惯性力及润滑剂的摩擦都会对轴承的滚动状态产生负面影响，并可能破坏滚子与滚道之间的滑动移动。

图15对于圆锥滚子轴承，为了防止上述情况发生，要求的最小载荷为：

Frm=0.02C

这里，

Frm=最小径向载荷，kNC=基本额定动载荷，kN

通常，靠轴承支撑的部件的重量和外力都超过最小载荷。

如果不是这种情况，轴承必须承受一个附加径向载荷。

轴承当量动载荷

P=Fr+Y1FaFa/Fr≤e

P=0.67Fr+Y2FaFa/Fr＞e

-7-

每个轴承的系数e、Y1、Y2的值在轴承表中都可查到。

轴承当量静载荷

每个轴承的Y0值在轴承表中都可以查到。

额定可比性载荷

一些轧机用户把额定载荷用于采用非ISO281：

1990所规定的方法所得出的计算，这些计算是以额定寿命为90×106转（3000小时500r/min）为基础的。

由于即使在转换

成1×106转（ISO寿命）时也不能把这些额定载荷与ISO额定值相比较，因此在轴承表

中把所谓的额定比较载荷标出来。

这些比较载荷只能用在适当的寿命公式中，并且只能

与对应的当量载荷计算一起使用。

一定不能用于计算ISO基本额定寿命。

2.SKFExplorer系列轴承

该轴承是SKF公司最新研制的推力球面滚子轴承，如图1所示。

新型的推力球面滚子轴承可以承受巨大的径向载荷和轴向载荷。

这种能够承受复合载荷的能力使传动结构的设计者在设计部件时既节约了成本，又节省了空间。

推力球面滚子轴承具有很高的硬度，可以在重载荷工况环境下工作。

根据轴承的系列不同，推力球面滚子轴承可以对轴孔之间2°～3°偏差进行调整。

由于Explorer系列轴承增加了单位容量，轴承的寿命远高于ISO标准规定的轴承使用寿命。

SKF在研制开发Explorer系列轴承时，综合了多年的研发经验、摩擦学专利、轴

承材料的发展、轴承的优化设计，通过对钢的晶粒微组织结构观察，将钢的氧含量降到最低，制造出超洁净、均匀结构的钢材料。

在Explorer系列轴承的设计中，采用了浮动导环、对称的自引导滚子。

在油池中，滚子转动时有抽吸作用，可有效散热。

这些设计都最大化地增加了轴承的使用寿命。

图1SKFExplorer系列轴承图2SKFPanloc轴承系列

该轴承已经成功地应用于挤压机、注射机、变速箱、喷射机、推进器、泵、精练机、桥梁和起重机，为机械产品提高了发动机的功率并减小了机构的外形尺寸。

在重载的工况环境中，Explorer系列轴承可以用于舰船的推进器传动机构中，例如海上平台的补给船和港口的大型拖船。

在现代舰船的设计中，推进系统包括电动机、传动轴和推进器一体化设计。

在大型渡船推进器传动机构中，如果安装普通轴承，要承受85kN的恒定径向载荷，承受正向170kN轴向载荷中的75%，反向127kN轴向载荷中的25%。

所以要使用三个轴承的组合形式。

采用Explorer系列轴承，可以使用两个尺寸和上述相同的球面滚子轴承。

由于Explorer系列轴承可以承受径向和轴向的复合载荷，所以可以取消

23038CC/W33球面滚子轴承。

两个Explorer系列轴承的新组合可以提供45000小时的

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使用寿命，超出了行业协会规定的40000小时的轴承寿命。

SKFPanloc轴承系列

SKFPanloc轴承系列是高精度轴承。

对于传动精度要求较高的设备，需要进行工作游隙控制，往往要求轴承游隙或预紧量可以控制、调整，一方面保证传动精度，另一方面保证轴承有适当的使用寿命。

Panloc轴承系列的设计满足了这一要求，使轴承的游隙调整起来便捷、可靠（见图2）。

Panloc轴承系列结构如图3所示。

它是由圆锥滚子、无挡边内圈、无挡边外圈、轴

肩挡圈和凸缘轴承座组成。

圆锥