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浅析轴承专用磨床的发展方向

Release date:2019/08/06 行业资讯 首页 Browse times:415

一. 轴承专用磨床的发展历程

经过近几十年的发展,轴承生产专用设备的不断改进及创新,设备自动化程度、制造精度、稳定性、可靠性等方面都有了很大的进步。

上世纪90年以前,轴承专用磨床控制上基本上是以液压和继电器为主,普遍采用齿轮或者杠杆方式进行传动,存在故障率高,精度不精确、传动不稳定性等现象;90年代初期以来,逐渐采用先进的数字控制系统,大功率、高转速电主轴也相继研发成功,高转速主轴突破每分钟20万转以上,极大地改善了原轴承专机的现状。21世纪以来,众多轴承设备制造厂不断创新、改进,轴承专机在自动化程度以及精度方面都有了长足的进步,另外在汽车轴承专用磨床、高精度滚子磨床等方面都做出了突破,也极大地提高了轴承行业的综合竞争力。

二. 轴承磨床的现有技术分析

目前轴承专用设备,普遍存在价格不稳定、寿命短、精度储备不足、加工精密度欠缺等诸多问题,结合工业自动化建设进程,究其根本原因是市场需求关系的主导问题。虽然轴承年产量占比比较大,但其中高端制造占比极低,诸多企业面临成本因素制约。近几年来,轴承及轴承设备制造在国务院发出的2025总纲领的指导下,不断加大研发,积极创新升级,近几年来,轴承设备的自动化程度,精密度,加工效率等方面都取得不俗的成绩。其中日升设备、日发精机等一批轴承专业设备制造厂家设备已经远销国际市场,也说明轴承专机发展有了上升的趋势。

三. 未来轴承专机的发展方向

1 轴承设备内质方面

轴承设备的发展有遇到技术突破的瓶颈,近几年的轴承设备展览发现,设备制造企业鲜有新的突破,众多厂家把设备外观设计的更加新颖,把连线生产自动化程度提高等方面,在内质方面没有做出突围,分析有以下几个原因:

(1)专利方面的法律约束不足,在设备设计过程中要考虑设备使用及后期维护的便捷性,所以很难在技术保密方面做出严密防范,同时也考虑到设备后期售后服务的成本问题,要解决这些问题,设备制造商必须综合考虑这些问题,所以进展很慢。

(2)轴承市场以中低端为主,产品附加值不高,在低利润的主导下,固定资产的投入需要精细计算投资金额,限制了设备的基本价格。从研发到品质保障到市场认同都是一个艰难漫长的过程,在这期间,很少有轴承厂家画重金投入设备,因为这是一个摸索探索过程,风险防范是企业经营的重要环节。

(3)提升设备性能是一个系统问题,使用维护好高端设备,与之同步的领域涉及很广,比如加工零件毛坯是否能满足加工要求、砂轮的选用、设备的综合管理能力等等都制约着轴承生产厂家能否够支撑高端设备的投入与使用。

2 轴承专用设备近期主攻方向

社会的发展与进步,驱使着设备制造不断改善,不断提升,诸多问题都会逐步得到改善与进步,结合目前行业情况,轴承设备行业必须前行,必须跟上时代的步伐,才能生产国际品质的轴承应用于市场,服务于社会,轴承专用设备在以下几个方面是近期主攻方向:

(1)机床精度储备方面要下功夫,设备自身的主体精度有待提升。设备制造重点是把精力和成本花在核心部件上面,从而提高出厂精度,但是,铸造件及易损件材料的选择,润滑系统的设计;防护等级的提升等方面设计就没有重点考虑,从而不能长期有效保障设备精度。

(2)高速磨削是发展必然趋势,目前采用的基本上是大功率磨削,虽然大功率磨削能暂时性的解决磨削效率问题,但在磨削表面质量、磨削精度、加工应力等方面不如高速磨削,但就提高磨削效率、抑制设备振动来说,大功率磨削更容易实现。但要实现高速磨削,首先要解决设备刚性、高速共振问题,设备制造设计时要就全面考虑震源产生点,高速主轴温、刚性及共振问题,主轴高速旋转必须具备的旋转精,以及CBN砂轮自身配方的改进、砂轮修整方式的改进问题都是设备厂与轴承生产厂家共同需要面对的问题,特别是高速主轴的使用。高速主轴的限制以及震源及共振点的问题没有解决,这是未来设备的重要研究方向。

(3)设备运行中可靠性和稳定性是考量设备的关键指标,如何提升设备的可靠性和稳定性,配件质量保证是前提,制造精度是必要条件,但是,最容易忽略的是防护与润滑,要在设计初始阶段就把防护与润滑作为一个重要必要因素全面设计,另外,设备制造厂商往往都是重视核心零件的加工与制造,比如床身、工作台、主轴等部件,但是在一些易损件方面就不够重视,如上下料部套,很容易造成磨损后的上料不到位引起撞车,给设备造成不可挽回的精度损失。设备要提高可靠度,必须要重视上述环节,再结合控制系统,防止撞车等重大事故发生,才能长期保障精度,提高设备可靠性和稳定性。

(4)先进运动控制系统的运用,观设备发展进程,从手动到液压再到现在伺服运动控制,其中丝杆和伺服运动控制器的功不可没,极大地提高设备的控制能力,但丝杆每天少则三五千次,多则几万次的运动,丝杆间隙的产生是不可避免的,诸多厂家都在寻求方法,降低丝杆的磨损周期,但是由于很多采用的是大功率磨削方式,丝杆采用的是负游隙的装配方式,在前期能满足设备磨削需求,一旦丝杆出现游隙,磨削效率、加工精度、尺寸稳定性问题就随之而来,所以,直线伺服运动控制是轴承磨床发展趋势,取消丝杆及丝杆链接装置,能避免上述问题的发生。但是,直线伺服的运用,又与大功率磨削产生相对矛盾,直线伺服的推力值无法与丝杆的扭矩相媲美,另外直线伺服的防护等级还不能完全满足轴承磨床的酸碱水雾环境中长期工作,所以如何运用好直线伺服是一个重要课题。

(5)轴承磨床的智能化提升,互联网飞速发展,随着5G时代的到来,轴承制造及轴承设备也迎来互联网时代,如何随时控制和监测设备,设备运行中的动态管理,比如:电流大小、主轴温度、在线测量、数值化调机、设备记忆、运行状态、故障代码功能等等。无人化车间的延伸和进展,使得综合提高设备的自动化、智能化、可视化、动态管理是设备未来发展的必然趋势。

 

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