Là nhà sản xuất vòng bi hàng đầu thế giới, SKF luôn chú trọng nghiên cứu khoa học, đặc biệt là khoa học về ma sát và vật liệu.
Hai nhà khoa học của SKF, hai hướng nghiên cứu rất khác nhau nhưng có chung một mục tiêu: cải thiện hiệu suất, độ chính xác và tuổi thọ của các máy móc hiện đại. Nhờ những tiến bộ trong công nghệ sản xuất, ổ trục hiện đại không còn hỏng hóc như trước nữa. Nhiều năm trước, vấn đề chính là mỏi dưới bề mặt, nhà khoa học chính của SKF Guillermo Morales và Espejel giải thích. Ngày nay, hầu hết các hỏng hóc đều do các vấn đề liên quan đến bề mặt, chẳng hạn như bôi trơn kém, nhiễm bẩn, nhiệt ma sát hoặc hư hỏng điện.
Với bằng kỹ sư cơ khí từ Mexico và bằng tiến sĩ về ma sát học từ Cambridge, Morales đã gia nhập phòng nghiên cứu của SKF vào năm 2000 để nghiên cứu các vấn đề về bề mặt trong ổ trục. Một dự án ban đầu mô phỏng hiệu suất ổ trục trong môi trường bôi trơn hỗn hợp, trong đó ô nhiễm hoặc thiếu chất bôi trơn tạo ra các vùng tiếp xúc trực tiếp giữa kim loại với kim loại bên trong ổ trục. Một nghiên cứu khác đánh giá tác động đến tuổi thọ ổ trục của các vết lõm nhỏ có thể xảy ra nếu ổ trục bị xử lý không đúng cách trong quá trình sản xuất, vận chuyển hoặc lắp ráp.
Tuổi thọ vòng bi – một trong những mối quan tâm hàng đầu
Vào năm 2012, một giám đốc kỹ thuật mới đã tiếp cận Morales với một thách thức lớn hơn. “Ông ấy nói rằng các mô hình vòng đời ổ trục của chúng tôi hữu ích, nhưng chúng quá cứng nhắc”, Morales nhớ lại. “Cần quá nhiều nỗ lực để điều chỉnh mô hình cho phù hợp với các vấn đề khác nhau hoặc tích hợp kiến thức mới”.
Yêu cầu của giám đốc kỹ thuật rất đơn giản nhưng lại rất khó khăn. Liệu Morales và nhóm của ông có thể sử dụng những gì họ đã học được về tác động của điều kiện bề mặt đến tuổi thọ ổ trục và xây dựng một mô hình đa năng có thể dự đoán tốt hơn tuổi thọ ổ trục trong thế giới thực hay không?
Câu trả lời của họ cho thách thức này mất hai năm để phát triển. Morales cho biết “Chúng tôi đã có một số thành phần chính” . “Để xây dựng mô hình dự đoán tuổi thọ ổ trục đa năng, bạn phải mô phỏng hoạt động của các ổ trục khác nhau trong nhiều điều kiện khác nhau, qua hàng triệu chu kỳ”.
Các phần khác của mô hình yêu cầu nhóm phải khai phá những điều mới mẻ. Morales giải thích rằng họ phải phát triển một phương pháp kết hợp các mô hình hư hỏng bề mặt mới với các phương pháp truyền thống để ước tính độ mỏi dưới bề mặt.
Phiên bản đầu tiên của Mô hình vòng bi tổng quát SKF (GBLM) dành cho vòng bi thép thông thường đã được giới thiệu như một khái niệm cho khách hàng tại Hannover Messe năm 2015. Nó hứa hẹn sẽ là giải pháp tức thời cho nhiều thách thức mà các kỹ sư thiết kế phải đối mặt hàng ngày.
Morales cho biết: “Với mô hình dự đoán tuổi thọ tốt hơn, bạn có thể thiết kế máy móc tốt hơn” . “Mô hình của chúng tôi giúp các nhà thiết kế lựa chọn kích thước và loại ổ trục tối ưu cho ứng dụng của họ và cho phép các công ty cung cấp lời khuyên đáng tin cậy hơn về khoảng thời gian bảo trì và thay thế”. Kết quả là sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn, ít hỏng hóc hơn và ít phải thay thế sớm các bộ phận vẫn còn sử dụng được.
Khoa học vật liệu – vật liệu phi kim loại
Trong thập kỷ qua, Morales và các đồng nghiệp đã mở rộng GBLM để bao gồm các loại vòng bi mới, đáng chú ý là thêm các mô hình cho vòng bi hybrid kết hợp các thành phần lăn gốm với các vòng thép thông thường. Các vấn đề liên quan đến bề mặt là một thách thức chính trong thiết kế vòng bi hybrid, vì độ cứng cực độ của các thành phần gốm dẫn đến áp suất tiếp xúc cao hơn khi chịu tải. Ngoài ra còn có những thách thức khác.
Charlotte Vieillard, Nhà khoa học vật liệu tại SKF
Đối với Charlotte Vieillard, một nhà khoa học vật liệu, sự phức tạp của vật liệu gốm là trọng tâm trong suốt sự nghiệp của bà. Khi gia nhập cơ sở R&D của SKF tại Hà Lan với tư cách là một nhà nghiên cứu sau đại học, Vieillard đã mang chuyên môn của mình về vật liệu phi kim loại vào quá trình phát triển vòng bi hybrid.
Vòng bi hybrid cung cấp nhiều lợi thế hơn so với thiết kế thép thông thường, đặc biệt là trong các ứng dụng hiệu suất cao. Những người áp dụng sớm công nghệ này đã sử dụng vòng bi hybrid ở mức cực độ. Ví dụ bao gồm trục chính cho máy tiện hoặc trung tâm gia công có tốc độ rất cao, cũng như bánh xe và hộp số trong xe đua F1.
Trong nhiều năm qua, Vieillard cho biết, vòng bi hybrid đã tìm được đường vào nhiều sản phẩm hơn, từ quạt cho máy điều hòa không khí đến tua bin gió, máy bơm công nghiệp và máy nén. Hiện tại, lĩnh vực tăng trưởng lớn nhất là động cơ điện, đang thay thế động cơ đốt trong trong ô tô, xe máy và các ứng dụng di động khác. Các ứng dụng này được hưởng lợi từ một lợi thế quan trọng khác của vật liệu gốm: chúng là chất cách điện tuyệt vời, giúp vòng bi chống lại hư hỏng do dòng điện đi lạc trong máy điện tần số cao.
Vật liệu cứng, khó chế tạo hơn
Một yếu tố hạn chế việc áp dụng rộng rãi hơn các ổ trục lai: các thành phần lăn bằng gốm khó sản xuất và tốn kém. Vieillard cho biết : “Việc sản xuất các thành phần lăn bằng silicon nitride chất lượng cao có thể chịu được các điểm tiếp xúc chịu tải cao của ổ trục là một thách thức” . “Bạn cần một vật liệu chất lượng rất cao và vì gốm giòn hơn thép nên việc đảm bảo độ bền và độ cứng cao bằng cách phát triển một cấu trúc vi mô cụ thể là điều cần thiết”.
Các thành phần gốm được tạo ra bằng quy trình thiêu kết tương tự như luyện kim bột. Bột mịn của silicon nitride và các chất phụ gia khác trước tiên được nghiền lại với nhau và nén chặt thành hình dạng, sau đó được nung dưới áp suất cao cho đến khi vật liệu “nối lại” hoặc thiêu kết thành một “phôi” rắn chắc, đặc. Sau đó, các phôi này được mài và siêu hoàn thiện thành các viên bi và con lăn chính xác. Sản xuất đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ nhiều thông số ở mỗi bước sản xuất để đạt được cấu trúc và chất lượng cuối cùng mong muốn.
Vieillard cho biết: “Nhiều công ty sản xuất các bộ phận silicon nitride, nhưng chỉ một số ít đạt được mức chất lượng và độ đồng nhất mà chúng tôi cần cho các thành phần ổ trục” .
Từ thử nghiệm đến ứng dụng rộng rãi
Trong khi các quy trình tốn kém được chấp nhận đối với việc triển khai vòng bi hybrid ban đầu, chẳng hạn như trong ngành hàng không vũ trụ, nhu cầu đã tăng lên khi khách hàng trong nhiều ngành tìm kiếm lợi ích về hiệu suất.
Đối với Vieillard, việc duy trì các quy trình kiểm tra và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt là trọng tâm chính kể từ khi cô bắt đầu làm việc với các sản phẩm lai. Mỗi lô vòng bi phải đáp ứng mọi thông số kỹ thuật mà khách hàng khó tính yêu cầu.
Khi vòng bi hybrid dần được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng chính thống, chẳng hạn như hệ thống truyền động ô tô, SKF đã đầu tư vào toàn bộ chuỗi sản xuất nội bộ, từ bột đến thành phẩm, cùng với các nhà cung cấp chiến lược và đã phát triển các hệ thống sản xuất lớn hơn.
Ngày nay, chuyên môn của SKF trên toàn công ty cho phép khách hàng hưởng lợi từ thế hệ vòng bi mới này. Morales và nhóm của ông tiếp tục cải tiến các mô hình dự đoán tuổi thọ, hướng dẫn các quyết định về thiết kế và thông số kỹ thuật, trong khi Vieillard và các đồng nghiệp của bà đảm bảo rằng khách hàng nhận được toàn bộ lợi ích của công nghệ lai trong mọi vòng bi mà SKF cung cấp.
Nguồn: Evolution
Là đại lý ủy quyền hàng đầu của SKF tại Việt Nam, TST Việt Nam không chỉ cung cấp sản phẩm SKF chính hãng 100% mà còn hỗ trợ khách hàng trong việc tư vấn giải pháp kỹ thuật. Đội ngũ chuyên viên của chúng tôi luôn sẵn sàng lắng nghe và hiểu rõ nhu cầu của khách hàng để đưa ra những đề xuất phù hợp nhất. Chúng tôi hiểu rằng mỗi lĩnh vực sản xuất đều có những yêu cầu đặc thù, và vì thế, sự tận tâm trong dịch vụ khách hàng là một trong những giá trị cốt lõi mà chúng tôi hướng tới.
Khách hàng có thể hoàn toàn yên tâm khi lựa chọn sản phẩm từ TST Việt Nam. Chúng tôi cam kết về chất lượng, nguồn gốc xuất xứ rõ ràng và dịch vụ bảo hành tận tâm đến mỗi khách hàng với từng sản phẩm bán ra.
TST Việt Nam- Đại lý ủy quyền SKF tại VN
Hotline: 0986.621.242 – 024.6269.8688
Địa chỉ: Số 11, ngõ 68 Đường Trung Kính – Cầu Giấy – Hà Nội