1、1 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights ReservedNSK 石化用轴承新技术日本精工株式会社产业机械轴承技术中心产机 MF技术部石黑 博石油化工用泵类轴承应具备的性能2 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved主轴的支承抑制轴向和径向的窜动良好的耐久性摩擦力矩低发热量小低振动低噪音石油化工用泵类轴承 ； API标准3 Speedy Open CreativeConfidential
2、 Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved满足 API标准的轴承推力轴承组配角接触球轴承（ =40）车制铜合金保持架背对背组配向心轴承单列深沟球轴承（普通组游隙）排出口吸入口润滑方式油浴法、飞溅式供油法油温 70 以下轴承外圈温度 93 以下转速PCD万以下额定疲劳寿命L10额定载荷下 ：25,000hr以上最高载荷下 ：16,000 h以上角接触球轴承 深沟球轴承因轴承的损伤引起的水泵异常现象4 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved
3、排出口吸入口异音振动大异常温升旋转不顺畅転軸受, 選定誤正取扱, 軸受寿命到長使用 時損傷状態, （）一方,意外早損傷使用耐早期損傷 早期損傷原因取扱, 潤滑上配慮不十分, 異物侵入, 軸受取付誤差軸大, 軸又検討不足, 原因重合場合多滚动轴承，如果不存在选型错误且使用方法正确，轴承达到使用寿命之前可使用相当长时间。在这种情况下 ,损伤状态为剥落。另一方面 ,也有因意外原因引起的早期损伤 ,早期损伤的原因多是由于安装、润滑方面的考虑不周、以及异物侵入，还有轴承的安装误差、轴的挠曲过大、对轴和轴承箱的研究不够等。上述因素发生重合的情况较多。-1轴承的损伤与对策 ：剥落5 Speedy Open
4、CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved深沟球轴承内圈由安装时冲击载荷造成的压痕发展而成角接触球轴承内圈由于切削液的侵入而造成润滑不良损伤状态 原因 对策轴承在承载状态下旋转时，内圈、外圈的滚道面或滚动体的滚动面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥落载荷过大安装不良 (相对倾斜 )力矩载荷异物侵入、进水润滑不良、润滑剂不合适轴、轴承箱精度不好 ,轴承箱的刚度不均轴的挠曲大锈蚀 ,腐蚀点 ,擦伤和压痕 (布氏压痕 )的发展检查载荷的大小及再次研究所使用的轴承改善安装方法改善密封装置，停机时防锈使用适当粘度的润滑剂，改
5、善润滑方法检查轴和轴承箱的精度检查游隙-1轴承的损伤与对策：咬粘6 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved角接触球轴承内圈预载荷过大造成的损伤保持架，球预载荷过大造成的损伤损伤状态 原因 对策轴承运转中急剧发热，使套圈、滚动体以及保持架产生变色、软化、熔化直至破损润滑不良过大载荷 (预载荷过大 )转速过高游隙过小水、异物的侵入轴、轴承箱精度不良 ,轴的挠曲大研究润滑剂及润滑方法重新进行轴承选型研究配合、轴承游隙和预载荷改善密封装置检查轴和轴承箱的精度改善安装方法-1轴承的损伤与对策
6、；微动磨损7 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved角接触球轴承内圈整个内径面上产生显著的微动磨损过盈量不足造成的损伤深沟球轴承内圈内径面上产生的微动磨损由于振动造成的损伤损伤状态 原因 对策由于两个接触面间反复发生微小的相对滑动而造成的磨损在滚道面和滚动体的接触部分及配合面上产生由于会产生红褐色或黑色磨损粉末、因此也称微动磨损腐蚀润滑不良振幅很小的摇摆运动过盈量不足使用适当的润滑剂加预紧检查过盈量在配合面上涂抹润滑剂-1轴承的损伤与对策 ：保持架的损伤8 Speedy Open
7、CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved角接触轴承保持架内外圈的安装倾斜而使保持架承受异常载荷损伤状态 原因 对策保持架的损伤有保持架的变形、损伤、磨损等保持架粱折断端面部的变形凹处面的磨损导向面的磨损安装不良 (内，外圈相对倾斜 )使用方法不当力矩载荷大冲击、振动大转速过高、急加减速润滑不良温升检查安装方法检查载荷、转速及温度条件减小振动重新选择保持架改变润滑剂和润滑方法-1轴承的损伤与对策 ：锈蚀、腐蚀9 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年N
8、SK Ltd. All Rights Reserved圆锥滚子轴承内圈滚道面及挡边上的锈蚀由于进水而造成的润滑不良调心滚子轴承内圈滚道面上产生与滚子等间距的锈蚀水分侵入到润滑剂中造成的损伤损伤状态 原因 对策轴承的锈蚀和腐蚀有套圈、滚动体表面的点状锈、梨皮状锈及呈滚动体间距分布的锈、全面生锈及腐蚀水、腐蚀性物质的侵入润滑剂不合适由于水蒸汽的凝结而导致水滴附着高温多湿时停止运转运输过程中防锈不当保管方法不当使用方法不当改善密封装置研究润滑方法停止运转时进行防锈处理改善保管方法使用时要加以注意10 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NS
9、K Ltd. All Rights Reserved-1轴承的损伤与对策 ：轴承损伤原因一览表保管 輸送取 付軸 密封 装置 水 異 物温度 潤滑 剤潤滑 方法過大衝撃高速 急加減 速振動 揺動 静 止軌道面/ 転動面 焼付軌道面/ 転動面/保持器 軌道面/ 転動面 軸受内外径側面 （変形 折損） (摩耗) 腐 食軌道面/ 転動面/保持器 損傷名称保持器損傷軸受選定発生部位原因取 扱 軸受 周 潤滑 荷重 速 度泵类用轴承发生损伤的常见原因是由于密 封圈的损伤造成的异物侵入，安装方法不当对轴承造成的意外损伤等，需要特别引起注意。11 Speedy Open CreativeConfidenti
10、al Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights ReservedNSK轴承的长寿命技术NSK轴承的长寿命技术12 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights ReservedVIM-VAREP钢UR处理大型HTF, STF 轴承密封洁净式轴承洁净润滑工况下有粉尘异物侵入工况下特殊冶炼钢 量产钢渗氮固溶强化抗粉尘异物能力强的轴承航空航天用高可靠性减少非金属夹杂物的含量提高强度渗碳钢提高钢材内部品质Z钢特殊热处理TF轴承热处理控制残余奥氏体的含量防止异物侵入表面起源型剥落内部起点
11、型剥落提高洁净度材料实现长寿命-1. NSK轴承的长寿命技术：UR热处理13 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved由异物侵入导致疲劳剥落的损伤机理应力集中STEP 1圧痕STEP 2STEP 3Stress positionContact stress裂纹剥落-1. NSK轴承的长寿命技术：UR热处理14 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved压痕边缘部产生应力集中x
12、P/P0 (r/c)-0.24P; Maximum contact pressure at edge of dentP0; Normal Herzian contact pressurer = radius of indentation shoulderc = half value of indentation widthP/P04.03.02.01.001.0 2.0 3.04.0 5.0x/bBy Y.P. Chiu, J.Y. Liu 1970CCP0P0rb-1. NSK轴承的长寿命技术：UR热处理15 Speedy Open CreativeConfidential Copyrigh
13、t 2007年NSK Ltd. All Rights Reservedr/c 值与残余奥氏体含量之间的关系1.00.80.60.40.2010 20 30 40 50 60 700值残余奥氏体的含量 %rc压痕形状rC-1. NSK轴承的长寿命技术：UR热处理16 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved材料： SUJ2特殊热处理表面渗碳,表面渗氮控制残余奥氏体含量及残余压缩应力为最佳状态延长疲劳寿命-1. NSK轴承的长寿命技术：UR热处理17 Speedy Open Creati
14、veConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved异物侵入润滑工况下的寿命试验结果105090103101100102寿命, 小时失效概率, %URSUJ2试验条件试验轴承 6206P/C=0.323000r/min污染物条件硬度: 540Hv直径: 74147m寿命约是原有产品的2倍-1. NSK轴承的长寿命技术：UR热处理18 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved洁净润滑工况下的寿命试验结果5010900.1
15、1.0 10Percent Failed, %Life, rateSUJ2 UR试验条件试验轴承 r/min寿命约是原有产品的1.5倍-2. NSK轴承的长寿命技术：高承载能力轴承19 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved寿命约是原有产品的1.31.8倍 D1 D2 （例）深沟球轴承Standard NewStandard NewStandard New角接触球轴承圆柱滚子轴承D1 D2轴承内部的优化设计额定负荷(N)轴承型号 内径(mm)外径(mm)标准 新设计深沟球 6206
16、 30 62 19,500 23,300 1.19角接触 7206 30 62 19,500 22,600 1.16圆柱滚子 NU2206 30 62 35,000 49,000 1.40提高率新设计/ 标准. 高性能树脂保持架 (高承载能力角接触球轴承、圆柱滚子轴承)20 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved. 树脂保持架尼龙46 通过高结晶化处理，高温条件下强度高、耐热性好L-PPS 抗油性、抗化学药品腐蚀性好，比尼龙46的耐热性好,抗磨性及尺寸稳定性好L-PPS(聚苯硫醚)
17、100 150 200 250 300尼龙66 尼龙46使用温度 （）180 空 气 老化试验抗化学药品腐蚀性能0204060801001200 200 400 600 800 1000処理時間 (h)引張強度保持率L-PPSPA66试验时间抗拉强度保持率腐蚀物名称温度( )时间（h）强度保持率(%)质量变化率(wt%)氨水(30%) 80 1000 109 +0.38氢氧化钠水溶液(10%)23 1000 92 -0.01氯化钙饱和水溶液80 1000 104 0甲醇60 4320 90 0汽油60 2160 100 +0.01氟利昂113 23 1000 101 -0.02长期连续使用短期
18、使用.高承载能力角接触球轴承 : 低发热车制铜合金保持架21 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved车制铜合金保持架将原有的内圈引导保持架改为钢球引导保持架,通过优化设计，使轴承内部空间增大，使润滑剂更容易流入和排出。评价条件； 轴承： 7313B 65 x 140 x 33润滑方法： 油浴（Royal purple 46GT）试验轴承同等条件下高承载能力轴承比普通轴承的温升低23軸受温度303540455055600 60 120 180時間 min.軸受温度上昇NSK(標 準
19、) 1 NSK(標 準 ) 2NSK(高負 荷容量 ) 1 NSK(高負 荷容量 ) 2标准 高承载能力轴承温度高承载能力圆柱滚子轴承： 保持架形式22 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved车制整体式铜合金滚子引导保持架 钢板冲压保持架23 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved新的轴承寿命预测方法24 Speedy Open CreativeConfidential
20、 Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved-1新的轴承寿命预测方法 ：油膜厚度参数粗糙度小粗糙度大油膜和表面粗糙度hhEHL油膜的厚度,与轴承滚道面和滚动体滚动面的粗糙度处于同等数量级油膜参数；/h=:hEHL油膜厚度2221 +等效表面粗糙度25 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved-1新的轴承寿命预测方法 ：油膜厚度参数与轴承疲劳寿命油膜厚度参数值越大润滑状态越好，轴承寿命越长,油膜参数值越小,则表面损伤会使轴承寿命大幅下降。26
21、 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved-2轴承的新寿命计算式 ：目前为止轴承寿命计算方法及其局限性轴承在实际使用中，会存在污染环境,洁净环境等各种各样的使用工况。采用传统的寿命计算式来预测轴承寿命是非常困难的。27 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved-2轴承的新寿命计算式 ：NSK ABLE Forecaster以往的轴承寿命计算方式往往只考虑轴承内部起点型的剥落
22、，对此，NSK ABLE Forecaster 将内部起点型剥落与表面起源型剥落的发生概率结合在一起,并形成了相应的理论。对于内部起点型剥落，引入了疲劳极限的概念。Lable= a1aNSKL10LcuNSKaaCPPfa ,1载荷系数污染度系数润滑系数a1= 可靠度系数28 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved轴承： 7309B （内径外径宽度4510025 ）载荷： Fr500(N),Fa 5500(N)当量载荷3310（N)转速： 3600 (r/min)润滑条件： 油裕润
23、滑（污染度0.3）、 ISO VG46计算结果：L10寿命Lable 寿命-2轴承的新寿命计算式 ：NSK 长寿命化的效果轴承型号额定负荷 (N) L10寿命寿命比一般型7309B 55,000 21,240 1.0高承载能力型7309BEA 59,500内部优化设计26,891 1.3利用新寿命计算式对以上介绍的NSK长寿命化技术进行验证轴承型号 额定负荷(N)轴承温度( )热处理 Lable寿命(hr)寿命比一般7309B55,000 85 标准 183,089 1.0高承载能力型7309BEAMR59,500内部优化设计80新型保持架标准 257,616 1.4高承载能力+UR7309B
24、EAMRUR59,500内部优化设计80新型保持架UR 1,122,968 6.1总结： NSK 泵类用轴承29 Speedy Open CreativeConfidential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights ReservedURSUJ2高承载能力发热量小长寿命 (特别是异物侵入工况下)NSK New Pump BearingsAPI610 spec.ANSI spec.深沟球轴承： 内径 15 60 角接触球轴承： 内径 15120 圆柱滚子轴承： 内径 20120 高承载能力轴承： 深沟球轴承30 Speedy Open CreativeConfid
25、ential Copyright 2007年NSK Ltd. All Rights Reserved効果内径 呼 番号 Cr(mm) Cr Cor Cr Cor15 6202 8,550 3,950 7,650 3,750 1.126302 13,300 5,900 11,400 5,450 1.1717 6203 11,300 5,350 9,550 4,800 1.186303 15,600 7,100 13,600 6,650 1.1520 6304 18,200 9,050 15,900 7,900 1.1425 6205 15,300 8,100 14,000 7,850 1.096
26、305 23,700 12,200 20,600 11,200 1.1530 6206 23,300 12,800 19,500 11,300 1.196306 29,800 15,800 26,700 15,000 1.1235 6207 28,300 16,000 25,700 15,300 1.106307 39,500 21,500 33,500 19,200 1.1840 6208 32,500 19,900 29,100 17,800 1.126308 47,000 26,200 40,500 24,000 1.1645 6209 36,500 22,600 31,500 20,400 1.166309 57,000 34,500 53,000 32,000 1.0850 6210 39,000 25,800 35,000 23,200 1.116310 66,500 40,500 62,000 38,500 1.0755 6211 48,000 32,000 43,500 29,300 1.106311 78,000 46,000 71,500 44,500 1.0960 6212 58,000 38,000 52,500 36,000 1.10高負荷容量軸受 標準軸受基本定格荷重 (N) 基本定格荷重 (N)
