Indústria automotiva

Como importante campo de aplicação de rolamentos, a indústria automotiva pode ser dividida em rolamentos do motor, rolamentos do sistema de transmissão, rolamentos do sistema de direção e rolamentos de ar condicionado de acordo com o local da instalação. Em seguida, pode ser subdividido em vários componentes dos sistemas acima, como motores, embreagens, transmissões, etc. caixas, caixas de câmbio, etc., são amplamente utilizadas. Portanto, mudanças no sentimento de mercado da indústria automotiva, produção geral e vendas e condições de oferta e demanda podem ter um impacto maior na indústria de rolamentos.

Os fabricantes de autopeças são caracterizados por profissionalismo, independência e operações globalizadas. Após o desenvolvimento a longo prazo, a indústria de autopeças nos países desenvolvidos emergiu várias empresas de renome mundial com forte tecnologia, capital suficiente e larga escala, principalmente no Japão. , Estados Unidos e Alemanha, ocupando a principal participação de mercado de produtos de médio a ponta, alcançando uma melhor receita e a direção de desenvolvimento da indústria. Essas empresas adotaram estratégias competitivas diferenciadas para formar posições em campos segmentados, como Bosch e Continental no campo do sistema de frenagem automotivo, e ZF e Aisin no campo de transmissão.

Com a expansão do mercado de automóveis e o rápido crescimento das compras globais, o sistema de suprimentos da indústria de peças de automóveis do meu país melhorou gradualmente. Meu país foi profundamente integrado ao sistema global da cadeia de suprimentos e se tornou uma importante base de produção e suprimento. De acordo com a "Lista de fornecedores de peças de automóveis globais de 100 melhores de 2022", lançada por "Automotive News", Japão, Estados Unidos e Alemanha, têm 22, 21 e 18 empresas na lista, respectivamente, e meu país tem 10 empresas na lista.

①Power Dispositivo (componentes)

Caso: alternador, turbocompressor, etc.

② Dispositivo de estação (componente)

Caso: equipamento de direção, bomba, etc.

③ Power Transmission Dispositivo (componente)

Caso: transmissão, equipamento diferencial, etc.

④ TRAVENDO DESPRESSO (PEÇAS)

Caso: rodas, suspensão, etc.

O número de rolamentos utilizados em automóveis sofisticados pode atingir cerca de 150.

Todos esses rolamentos desempenham um papel importante.

Se não houver rolamentos no carro, os componentes não girarão suavemente, consumirá mais energia e as peças que suportam a rotação falharão em breve, resultando no fato de o carro não conseguir operar com segurança e conforto.

Devido à ampla gama de usos, a diversidade e a complexidade das variedades de rolamentos são determinadas. A indústria de manufatura de rolamentos é uma indústria de fabricação de peças básicas de precisão. Sua precisão é medida em 0,001 mm, enquanto a tolerância à fabricação de peças mecânicas comuns geralmente é de apenas 0,01 mm. ​

Os conjuntos de componentes que usam rolamentos em carros incluem motores, geradores, bombas de água, embreagens, transmissões, diferenciais, engrenagens de direção, ar condicionado, etc. Os principais tipos de rolamentos são pequenos rolamentos de esferas de ranhura profunda, rolamentos de rolos de rolos cônicos, mancais de rolos de rolo cilíndricos, mancais de bola angular e rolinhos de rolo. As proporções correspondentes de vários tipos de rolamentos são 27% de rolamentos de esferas de ranhura profunda, 23% de rolamentos cônicos, rolamentos de rolos de agulha a 15%, rolamentos de bomba de água a 6%, rolamentos de rolos cilíndricos a 5% e 24% de outros rolamentos. ​

Os conjuntos de componentes usando rolamentos em veículos comerciais incluem bombas de água, transmissões, eixos de acionamento, geradores, diferenciais, cubos de roda dianteira e traseira, sistemas de direção, etc. Os principais tipos de mancais incluem rolamentos de rolos cônicos, rolamentos de esferas de ranhura profunda, rolamentos de rolos de agulha e rolamentos de rolos cilíndricos.

Os novos veículos elétricos energéticos são veículos verdes, ecológicos e de energia zero em emissão que o país defendeu e desenvolveu nos últimos anos. Motores, baterias e controladores de condução são os principais componentes de novos veículos energéticos e o coração de novos veículos energéticos.
Os rolamentos de rolagem são partes rotativas dos motores de acionamento. Alta velocidade, alta temperatura, partidas e paradas frequentes e impacto são as principais condições de trabalho dos motores de acionamento de veículos elétricos. Desenvolvemos uma série de rolamentos de esferas de ranhura profunda seladas que podem se adaptar a essas condições de trabalho para atender aos requisitos de ônibus híbridos, ônibus elétricos puros, carros de passageiros elétricos puros, mini carros elétricos puros e outras séries de novos motores de acionamento de veículos energéticos. e são amplamente utilizados no mercado. As características de design e aplicação dos rolamentos do motor são os seguintes:

Os rolamentos de rolagem são partes rotativas dos motores de acionamento. Alta velocidade, alta temperatura, partidas e paradas frequentes e impacto são as principais condições de trabalho dos motores de acionamento de veículos elétricos. O projeto de novos rolamentos de motores de acionamento de energia leva em consideração condições como bom desempenho de vedação, desempenho de alta temperatura, desempenho de baixa temperatura, desempenho repetido de início e parada, carga de impacto axial etc., otimiza a estrutura interna do produto e considera totalmente materiais com materiais, tratamento térmico e precisão da usinagem. , Grease e coordenação de instalação no produto, melhorando bastante o desempenho do produto e a velocidade limite pode atingir mais de 1,5 vezes a velocidade dos rolamentos convencionais.

(1) velocidade

A velocidade de operação afeta a vida de rolamentos e graxa. Portanto, o tamanho do rolamento, o tipo de gaiola, o método de lubrificação, a depuração e o tipo de vedação devem ser considerados ao selecionar um rolamento. A velocidade atualmente usada em novos motores de acionamento por veículos energéticos pode atingir até 18.000 rpm, e o valor da DMN pode atingir mais de 800.000.

(2) Ambiente

Em ambientes com umidade, baixa temperatura, alta temperatura e muita lama, água e poeira, material de vedação e vedação são particularmente importantes. É necessário considerar o impacto da vedação no produto; É necessário impedir que o vazamento de lubrificante cause poluição ao meio ambiente e produtos. Ao mesmo tempo, o vazamento de graxa fará com que o rolamento esteja com falta de petróleo e afete a vida útil do serviço.

(3) temperatura

A temperatura do rolamento é um dos principais fatores que afetam a vida útil da máquina. Quando a diferença de temperatura operacional entre a temperatura ambiente e a temperatura do rolamento é grande, o rolamento produzirá um gradiente de temperatura. Se o gradiente de temperatura for grande, verifique a liberação interna do rolamento para evitar danos desnecessários ao rolamento.

(4) precisão do rolamento

O nível de precisão dos mancais do motor de acionamento de veículos novos de energia atinge o nível P6, os parâmetros internos podem atingir o P5 e eles têm estabilidade rotacional extremamente alta e desempenho de baixo ruído (o nível de ruído pode atingir Z3).

Rolamentos de veículos elétricos alcançam avanços

Mudar de um motor de combustão interna para um motor elétrico e de um tanque de combustível para uma bateria não é algo que acontece da noite para o dia - o surgimento de veículos elétricos exige que repense o design de todas as partes do carro.

Por exemplo, são necessários rolamentos de alto desempenho para um motor que gira a 30.000 rpm para acompanhar a alta velocidade. A tecnologia de rolamentos está mudando para acomodar as demandas de veículos elétricos, com fornecedores que procuram fornecer aos OEMs componentes mais fortes e duráveis.

Quais são os principais desenvolvimentos na otimização de rolamentos? Como eles melhoram o desempenho do motor?

Os OEMs estão exigindo melhorias significativas na qualidade e no desempenho para poder oferecer veículos elétricos confiáveis ​​aos seus clientes. Como resultado, os fornecedores estão redesenhando rolamentos e gaiolas de polímero, para que toda a unidade possa suportar as velocidades, acelerações e temperaturas mais altas que caracterizam a operação do motor.

Além disso, velocidades mais altas requerem um lubrificante mais eficiente e que pode manter sua viscosidade e ter alta qualidade.

Nesse sentido, o Dr. Farrukh Qureshi, pesquisador técnico da Lubrizol, disse que "dependendo da configuração e design do veículo, haverá várias configurações de transmissão".

“Se o motor estiver incorporado na transmissão ou eixo e submerso no óleo lubrificante, a condutividade elétrica e térmica do fluido será muito importante. No entanto, haverá uma falta de consenso entre os OEMs em objetivos de condutividade elétrica e térmica”.

Ele acrescentou: "A proteção de fricção e desgaste de engrenagens, rolamentos e vedações também é importante. As velocidades de saída do motor podem exceder 25.000 rpm, o que requer lubrificação adequada de rolamentos, focas e outros componentes relevantes".

Rolamentos de cerâmica híbrida

Atualmente, os rolamentos de aço são o padrão da indústria para motores elétricos. No entanto, apesar da alta eficiência do motor e do inversor, um recurso que afeta os rolamentos tradicionais de aço é a comutação de tensão de alta frequência do inversor, que pode criar vazamentos de corrente, especialmente em altas velocidades do motor. Às vezes, essa corrente flui através do rolamento real, causando picada de superfície e logo depois, falha catastrófica do componente.

Anders Thormann of CeramicSpeed ​​said: “Current flow through bearings can also create micro-welds in the passage from the rolling elements to the races, weakening the steel and damaging the raceways – a phenomenon known as galvanic corrosion. A large number of frequency converters are running at higher Operating at frequencies greatly accelerates this problem and thus creates common-mode voltages that are difficult to isolate accurately due to the high frequency.

É aqui que as vantagens dos rolamentos híbridos ou cerâmicos entram em jogo porque não conduzem eletricidade.

Devido às suas propriedades galvanicamente isolantes, os rolamentos híbridos são 40% menos densos que os rolamentos de aço. Isso lhes permite operar em temperaturas mais baixas, requer menos lubrificação e dura até dez vezes mais que os rolamentos de aço.

De acordo com um estudo do Instituto de Tecnologia Dinamarquês (DTI), devido ao atrito reduzido de rolamentos híbridos de cerâmica, as temperaturas operacionais podem ser de 10 a 40 kelvin em que os rolamentos padrão equivalentes no mesmo motor. Isso resulta em vida útil mais longa para graxa, rolamentos e motores.

Thormann disse: "Os rolamentos híbridos de cerâmica não são afetados por qualquer fluxo de corrente, porque a resistividade do material cerâmica é maior que a do ar, resultando em uma distância efetiva de isolamento igual a todo o diâmetro da bola. Ao contrário dos revestimentos que são isolados, a 0,1mm de isolamento nos rolamentos faz com que um mundo de diferença seja simples que seja simples - o problema" resolvido "

Desafios colocados por motores de acionamento para rolamentos de motor

Para rolamentos de motor usados ​​em motores industriais em geral, a indústria de rolamentos domésticos continuou a se desenvolver. Com a melhoria do nível teórico de design de rolamentos, o avanço da tecnologia de material de aço, a melhoria do equipamento de processamento de poças e o nível de tecnologia, o nível de fabricação de bolas de aço aumentou. , substituiu as importações e ocupou o principal mercado doméstico, mas as características da ampla faixa de velocidade do motor de acionamento automóvel, grande torque de partida, alta densidade de potência e alta eficiência o tornam adequado para alta velocidade, alta e baixa temperatura, durabilidade, estabilidade e confiabilidade dos rolamentos. Atualmente, os rolamentos domésticos de motores domésticos de veículos energéticos ainda dependem principalmente de importações.

1. Velocidade: A velocidade do motor de acionamento é tão alta quanto 20.000r/min e o DM do rolamento. N valor atinge mais de 800.000, o que é muito maior que a velocidade dos motores industriais comuns.

2. Temperatura: -40 ~ 150 ℃, o rolamento opera de forma estável sem assobiar; A temperatura operacional a longo prazo é de 110 ~ 120 ℃; A temperatura inicial em áreas frias é de -30 ~ -20 ° C, o torque de partida é pequeno e o ruído é baixo. ​

3. Lubrificação: A graxa é necessária para ter desempenho de baixa temperatura, resistência de alta temperatura, resistência à vibração, economia de energia e alta eficiência e vida útil longa.

4. Vibração e ruído: para garantir o conforto do carro, o nível de vibração e ruído do motor deve ser baixo para garantir a tranquilidade no carro.