Vòng bi, bạc đạn NSK tiến lên để đáp ứng thách thức của vòng quay siêu tốc độ

Nhiều công ty đang tham gia vào một loạt các sáng kiến ​​để hiện thực hóa một xã hội bền vững. Ngành công nghiệp ô tô đã có những bước tiến lớn trong việc phổ biến xe điện (EV), có tác động môi trường thấp, nhưng vẫn còn những thách thức đáng kể để đạt được việc áp dụng rộng rãi. Hôm nay, chúng tôi nói chuyện với các kỹ sư NSK về những thách thức trong việc phát triển vòng bi, bạc đạn cho EV và cách vòng bi, bạc đạn đang giúp đưa công nghệ EV lên một tầm cao mới.

EV cần gì từ các nhà sản xuất linh kiện ?
Phong trào mới trong công nghệ ô tô có tên CASE * đã tạo ra một cú hích trong ngành công nghiệp ô tô để điện khí hóa các thành phần cấu thành của mỗi hệ thống phụ trong xe. Trong số các loại EV khác nhau, bao gồm xe điện hoàn toàn và xe hybrid cắm điện, có một thách thức chung: người tiêu dùng muốn có thể lái xe đường dài hơn trong một lần sạc. Phạm vi tối đa phụ thuộc vào trọng lượng xe, hiệu quả và dung lượng pin. Theo đó, một nhiệm vụ quan trọng cho ngành công nghiệp là thu nhỏ các thành phần, từ đó giảm trọng lượng hoặc tạo không gian cho các tế bào pin bổ sung. Động cơ cũng không ngoại lệ. Bằng cách giảm kích thước của động cơ, chiếc xe trở nên nhẹ hơn, và nó có thể di chuyển xa hơn bằng cách sử dụng ít năng lượng hơn. Tuy nhiên, khi bạn thu nhỏ kích thước của động cơ, nó không thể tạo ra cùng một công suất nếu nó tiếp tục quay với tốc độ như trước.Vì vậy, khi động cơ trở nên nhỏ hơn, điều duy nhất chúng ta có thể làm để duy trì công suất là tăng tốc độ quay. Điều này không chỉ yêu cầu chúng tôi giảm kích thước của vòng bi, bạc đạn và các bộ phận khác được sử dụng bên trong động cơ, mà còn yêu cầu các bộ phận có thể xử lý vòng quay ở tốc độ cao hơn nhiều.

Từ góc độ môi trường, làm cho động cơ và các thành phần EV khác nhỏ hơn và nhẹ hơn cho phép chúng tôi sử dụng không gian giải phóng cho các tế bào pin bổ sung. Điều này giúp cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu và năng lượng và tăng khoảng cách chạy của xe trong một lần sạc, dẫn đến EV thu hút nhiều người tiêu dùng hơn và cuối cùng dẫn đến đóng góp tích cực cho môi trường, như thông qua lượng khí thải CO 2 vòng đời EV thấp hơn .

Kết hợp nhiều công nghệ mới không phải là nhiệm vụ dễ dàng, nhưng vượt qua thách thức là cách chúng tôi cung cấp một sản phẩm hàng đầu thế giới

NSK có kinh nghiệm phát triển các sản phẩm để hỗ trợ các động cơ có tốc độ ngày càng cao, nhưng nhóm phát triển mới của chúng tôi, chuyên về các sản phẩm tốc độ cao thế hệ tiếp theo, đã được ra mắt cách đây hai năm. Sản phẩm đầu tiên chúng tôi phát triển là vòng bi, bạc đạn siêu tốc độ cao cho xe điện EV được công bố vào tháng 3 năm nay. Tại thời điểm công bố, vòng bi, bạc đạn này là vòng bi, bạc đạn được bôi trơn bằng mỡ nhanh nhất thế giới để sử dụng cho động cơ EV (tháng 3 năm 2020, dựa trên những phát hiện trong nhà), với dmN * cao hơn khoảng 2,5 lần so với các sản phẩm thông thường.

* dmN: Một chỉ báo biểu thị hiệu suất quay của vòng bi được tính là đường kính bước mang (dm) x tốc độ quay (n).

Khi tốc độ quay của vòng bi, bạc đạn tăng lên, nhiệt cũng được tạo ra bên trong ổ đỡ, gây khó khăn cho việc duy trì màng dầu để giảm ma sát. Khi trạng thái này tiến triển, nhiệt độ quá cao làm cho bề mặt của các phần tử tiếp xúc (bóng, lồng, vòng) bị mềm và tan chảy, làm cho ổ trục bị giữ lại. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã quyết định sử dụng loại mỡ gốc do NSK phát triển có thể chịu được nhiệt sinh ra khi quay tốc độ cao. Mỡ này cho phép một màng dầu hình thành ngay cả khi hoạt động ở tốc độ cao, do đó ngăn ngừa sự bắt giữ ổ trục và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm vượt xa các sản phẩm thông thường. Việc kéo dài tuổi thọ của vong bi, bạc đạn có nghĩa là kéo dài tuổi thọ của động cơ, góp phần cuối cùng vào việc bảo tồn tài nguyên và năng lượng.

Vòng bi, bạc đạn cũng có một bộ phận gọi là lồng cố định vị trí của các bộ phận lăn của quả cầu (quả bi hoặc con lăn) để ngăn chúng va chạm với nhau. Khi quay ở tốc độ cao, lồng (không mong muốn) biến dạng do lực ly tâm. Khi một cái lồng biến dạng quá mức, nó bị xé toạc và vòng bi, bạc đạn bị phá hủy. Do đó, khi phát triển vòng bi, bạc đạn này cho động cơ EV quay với tốc độ cực cao, chúng tôi cũng cần phải suy nghĩ lại hoàn toàn cả thiết kế lồng và vật liệu để tạo ra một chiếc lồng mới có khả năng chịu được sức ép và lực ly tâm mạnh.

Vì có nhiều yếu tố mới trong việc phát triển vòng bi, bạc đạn này, chẳng hạn như thiết kế và vật liệu được sử dụng cho các bộ phận cũng như dầu mỡ, nên có một khó khăn cao trong dự án phát triển này – thêm ngay cả một yếu tố mới cũng phức tạp, nhưng thêm vào ba cùng một lúc thực sự làm cho chúng tôi làm việc. Tuy nhiên, mặc dù gặp phải những thất bại và rào cản lặp đi lặp lại, chúng tôi đã có thể học hỏi từ những sai lầm của mình và tạo ra sản phẩm chúng tôi có ngày hôm nay. Trong quá trình này, chúng tôi tận dụng kinh nghiệm và năng lực công nghệ mà NSK đã xây dựng trong nhiều năm qua và thật tuyệt vời khi thấy công việc tiên tiến từ nhiều bộ phận kết tinh thành một sản phẩm thực sự mang lại giá trị mới cho thị trường.

Hợp tác với các bộ phận khác là điều cần thiết để hiện thực hóa sản phẩm này. Ngay cả ngoài ngành công nghiệp ô tô, nhu cầu điện khí hóa và các sản phẩm tốc độ cao ngày càng tăng, và tại NSK, có những bộ phận khác ngoài đội ngũ của chúng tôi đang phát triển các sản phẩm để đáp ứng các điều kiện này. Chúng tôi đã rút ra từ kiến ​​thức và chuyên môn của các bộ phận này khi chúng tôi làm việc trong suốt quá trình phát triển. Sự tồn tại của các nhóm nội bộ nghiên cứu Công nghệ cốt lõi của NSK, đóng vai trò là nền tảng hỗ trợ tất cả các công nghệ mà NSK phát triển, cũng đóng vai trò chính trong việc đảm bảo các tài nguyên phân tích và đánh giá và bí quyết cần thiết để làm cho dự án này thành công. Vì mục tiêu của dự án phát triển này là đạt được 1,4 triệu dmN với vòng bi, bạc đạn bôi trơn bằng mỡ cho động cơ, điều mà chưa có công ty nào đạt được trước đó, chúng tôi không có thiết bị kiểm tra hoặc công nghệ đánh giá để xử lý tốc độ cao như vậy. Theo đó, chúng tôi đã hợp tác với nhóm đánh giá để phát triển thiết bị thử nghiệm song song với việc phát triển vòng bi, bạc đạn. Tôi nghĩ rằng chính quá trình phát triển liên ngành này bao gồm nhiều bộ phận đã cho phép chúng tôi hoàn thành sản phẩm này trong một khoảng thời gian cực kỳ ngắn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *