Magnus Kellström không để quy ước cản trở một ý tưởng hay. Bạn có thể nói điều đó từ chiếc xe đạp của anh ấy. Nghỉ hưu từ năm 2005, ông đi vòng quanh quê nhà trên một chiếc xe hai bánh nằm ngửa, ngồi lại trên ghế ngả với bàn đạp đặt xa về phía trước bánh trước. Đó là một thiết kế mà những người đam mê nói là thoải mái hơn và khí động học hơn so với những gì được tìm thấy trên xe đạp tiêu chuẩn.

Sự sẵn sàng thách thức hiện trạng tương tự đặc trưng cho sự nghiệp 39 năm của Kellström tại SKF, nơi ông làm việc trong nhiều vai trò phát triển sản phẩm khác nhau. Trong thời gian này, Kellström đã giúp thúc đẩy nghệ thuật và khoa học thiết kế vòng bi, mang lại các công cụ mới và ý tưởng sáng tạo cho một lớp sản phẩm giúp thế giới đi vòng quanh theo đúng nghĩa đen.

Vào cuối những năm 1960, Kellström đã làm việc về việc giới thiệu máy tính vào quy trình kỹ thuật. “Tất cả các công ty công nghiệp đều có máy tính vào thời điểm đó”, ông nhớ lại. “Chúng lớn như một căn phòng, nhưng kém mạnh mẽ hơn nhiều so với điện thoại di động ngày nay. Tuy nhiên, họ vẫn có thể tính toán nhanh hơn nhiều so với bất kỳ con người nào”.

Tuy nhiên, những chiếc máy đầu tiên đó không thân thiện với người dùng. Kellström và các đồng nghiệp của ông sẽ tạo ra các chương trình trên thẻ đục lỗ giấy, sau đó họ gửi đến trung tâm dữ liệu để xử lý. Các kỹ sư sẽ không biết liệu chương trình có hoạt động hay không cho đến khi kết quả trở lại một ngày sau đó. “Tất nhiên, chúng tôi đã phạm sai lầm,” ông nói. “Nhưng chúng tôi chỉ phạm sai lầm một lần, sau đó chúng tôi không bao giờ phạm sai lầm nữa.”

Chuyên môn của Kellström trong thiết kế vòng bi hỗ trợ máy tính đã đưa ông đi khắp thế giới trong những năm 1970, với một thời gian dài ở Mỹ phát triển một chương trình máy tính tự động tính toán nhiệt cho thiết kế vòng bi. Toàn cầu hóa đang diễn ra mạnh mẽ vào thời điểm đó, và giống như nhiều công ty công nghiệp khác, SKF đang điều chỉnh dấu ấn của mình, tạo ra các trung tâm xuất sắc trong các nhóm sản phẩm khác nhau có thể phục vụ thị trường toàn cầu.

Đến đầu những năm 1980, ông trở lại quê hương Thụy Điển, làm việc tại trung tâm chính của SKF để phát triển và sản xuất vòng bi lăn hình cầu (SRB) ở Gothenburg. Sản phẩm, sau đó là trụ cột của ngành công nghiệp vòng bi, có thể theo dõi lịch sử của nó trở lại với những ý tưởng sáng tạo của Sven Wingquist, người sáng lập SKF.

“Sven Wingquist đã phát minh ra ổ bi tự căn chỉnh để giải quyết vấn đề trong nhà máy,” Kellström giải thích. “Vòng bi cung cấp ma sát rất thấp, nhưng chúng không thể chịu được tải trọng cao. SKF đã phát triển vòng bi lăn hình cầu được thiết kế để giải quyết hạn chế đó.”

Giống như sự đổi mới ban đầu của Wingquist, SRB được thiết kế để đối phó với những thách thức mà máy móc phải đối mặt trong thế giới thực. Chúng có thể hỗ trợ cả tải trọng hướng tâm và trục, và chúng có thể chịu được sự sai lệch góc mà không làm tăng đáng kể ma sát hoặc nguy cơ gây nhiễu. Điều đó quan trọng bởi vì máy móc phải chịu đựng sự không hoàn hảo hoặc biến dạng trong sản xuất do tải nặng.

Tại trung tâm Gothenburg, Kellström và nhóm của ông đã tinh chỉnh dòng SRB của SKF, tạo ra các thiết kế cung cấp ma sát thấp hơn, khả năng chịu tải cao hơn và tuổi thọ làm việc lâu hơn. Các sản phẩm là tốt, nhưng họ có những hạn chế của họ.

Một vấn đề là nhiệt. Khi máy móc thay đổi nhiệt độ sử dụng, các thành phần có thể giãn nở hoặc co lại. SRB tiêu chuẩn không đối phó tốt với chuyển động trục có thể xảy ra trên trục dài. Nó có thể dẫn đến ma sát cao hơn và có nguy cơ hao mòn sớm. Các nhà sản xuất máy móc đã khám phá các giải pháp, nhưng không có giải pháp nào là lý tưởng; Vòng bi lăn hình trụ phải vật lộn với sự sai lệch, và việc gắn SRB vào vỏ trượt đặc biệt làm tăng thêm số lượng lớn, chi phí và độ phức tạp.

Trong khi cố gắng giải quyết các lỗi ổ trục sớm trong hộp số hành tinh công nghiệp, Kellström nhận ra rằng có chỗ cho một cách tiếp cận hoàn toàn khác. Ông đã phác thảo một ý tưởng cho một loại ổ trục lăn hoàn toàn mới, có thể đối phó với chuyển động dọc trục trong khi vẫn giữ được khả năng chịu sai lệch góc của SRB.

Phải mất vài năm để Kellström thuyết phục các đồng nghiệp của mình rằng phát minh của ông xứng đáng với nỗ lực đáng kể cần thiết để biến nó thành một sản phẩm thương mại, nhưng cuối cùng ông đã đảm bảo một số tài trợ R &D cho một dự án quy mô nhỏ. “Công việc của chúng tôi là tạo ra SRB tốt hơn, không phát minh ra vòng bi mới, vì vậy lúc đầu, đó là một chút ‘công việc chồn hôi’,” anh nhớ lại. “Đúng là tên của tôi nằm trong bằng sáng chế chính, nhưng còn nhiều điều hơn thế. Nó cần nhiều hơn một ý tưởng. Tôi đã được bao quanh bởi một số nhà vô địch thực sự, và nếu không có họ, CARB sẽ không bao giờ thành công. Kellström và các đồng nghiệp của ông đã tiếp tục nỗ lực phát triển của họ vào đầu những năm 1990, cuối cùng đã đưa ra một thiết kế mà họ gọi là “vòng bi lăn căn chỉnh nhỏ gọn”, hay viết tắt là CARB.

Bí mật của Vòng bi SKF CARB là hình dạng của nó, kết hợp các tính năng từ ba loại vòng bi hiện có: SRB, ổ trục lăn hình trụ và ổ trục lăn kim.

Phải mất vài năm phân tích, thử nghiệm và tinh chỉnh trước khi nhóm nghiên cứu có một thiết kế đáp ứng tham vọng của họ. Giống như nhiều dự án phát triển, việc hoàn thành đi kèm với ít phô trương. “Tôi nhớ đã đứng với một nhóm kỹ sư trong xưởng mộc của mình và chúng tôi chỉ cảm thấy ‘bây giờ nó đã hoàn thành’,” anh nhớ lại.

Nóng trên báo chí

Nó đã không được thực hiện. Phát minh chỉ là một phần của sự đổi mới. Kellström vẫn phải thuyết phục SKF thực hiện các khoản đầu tư cần thiết để đưa CARB vào sản xuất, và không có bằng chứng nào cho thấy thị trường đã sẵn sàng cho một khái niệm vòng bi mới. “Hồi đó phát triển sản phẩm khác với ngày nay”, ông nói. “Chúng tôi sẽ đưa ra ý tưởng và các đồng nghiệp bán hàng và kỹ thuật ứng dụng của chúng tôi sau đó sẽ xem liệu có thị trường cho họ hay không.”

Bước đột phá lớn đầu tiên của carb đến trong ngành công nghiệp giấy. Vào đầu những năm 1990, các nhà sản xuất đã phát triển các dòng máy sản xuất giấy tốc độ cực cao mới. Họ đang tìm kiếm một giải pháp vòng bi cho các con lăn trong các máy đó, và thiết kế mới của Kellström là một sự phù hợp hoàn hảo. “Vòng bi CARB đã được sử dụng trên một cỗ máy phá vỡ kỷ lục thế giới về sản xuất giấy in báo,” Kellström nói. “Tôi nghĩ đó là khi tôi biết rằng ý tưởng của chúng tôi sẽ có tác động đáng kể.”

SKF ra mắt thương mại CARB vào năm 1995. Thiết kế sáng tạo của nó đã sớm thu hút khách hàng trong một loạt các ngành công nghiệp, từ sản xuất kim loại đến năng lượng tái tạo. “Khi một công ty tuabin gió của Đức thay thế bố trí ổ trục thông thường bằng dung dịch CARB, trọng lượng của vòng bi trong tuabin đã giảm 2.600 kg và ổ trục nhỏ hơn cho phép vỏ nhẹ hơn, nhỏ gọn hơn, tiết kiệm thêm ba tấn nữa”, Kellström nói. “Việc tiết kiệm đó cho phép giảm trọng lượng của tòa tháp thêm vài tấn nữa.”

Vòng bi SKF CARB đã được trên một cuộn kể từ đó. Vòng bi cải tiến của SKF hiện được sử dụng trong nhiều ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất trên thế giới, bao gồm các hệ thống động cơ điện cung cấp năng lượng cho các tàu du lịch tiên tiến nhất hiện nay.

“Cắt ma sát giống như cung cấp cho máy của bạn một lọ thuốc kỳ diệu, làm cho nó mượt mà hơn, yên tĩnh hơn và lâu dài hơn trong khi tiết kiệm năng lượng”, Kellström nói. “Nhiệt, rung và tải trọng bổ sung có thể làm mòn vòng bi. Mỗi giờ ngừng hoạt động là một giờ mất sản xuất, thu nhập và lợi nhuận. Nó cũng có thể gây ra chi phí bảo trì và rủi ro an toàn. Khi thất bại như thế không phải là một lựa chọn, độ tin cậy là tất cả.”

Công việc ban đầu của nhóm phát triển Vòng bi SKF CARB đã đứng trước thử thách của thời gian. Vòng bi SKF CARB ngày nay được hưởng lợi từ nhiều cải tiến gia tăng của SKF, chẳng hạn như thép mới tiên tiến, phớt chặn tinh vi và thiết kế lồng thông minh. Tuy nhiên, hình học cơ bản của chúng đã thay đổi rất ít.

Kellström chuyển sang các dự án khác trong SKF, nhưng Vòng bi SKF CARB vẫn là một phần quan trọng trong cuộc sống của ông. Sau khi nghỉ hưu, ông đã làm việc bán thời gian với tư cách là một chuyên gia tư vấn, tư vấn cho các nhà sản xuất máy móc về thiết kế và lựa chọn vòng bi.

“Bây giờ tôi tìm thấy sự thích thú trong việc giải quyết các vấn đề về vòng bi sẽ không tồn tại nếu Vòng bi SKF CARB được sử dụng”, ông nói.

Và khi ông không đi xe đạp nằm ngửa của mình, hoặc tư vấn cho các nhà sản xuất máy móc hàng đầu thế giới, Magnus Kellström vẫn âm thầm đổi mới, làm việc trên các phát minh trong nhà để xe của mình. “Phát minh, đối với tôi, là về việc giải các câu đố mà hầu hết mọi người thậm chí không nhận ra là câu đố,” ông nói. “Động lực của tôi đến từ việc giải quyết các vấn đề và tạo ra sự khác biệt cho rất nhiều doanh nghiệp và cho toàn xã hội. Làm điều gì đó tốt cho SKF cũng giống như làm điều gì đó tốt cho thế giới.”