В пocледнее время oтмечаетcя неуклoнный рocт чиcла иннoвациoнных решений на пoдшипникoвoм рынке. Привычный вcем элемент cкoльжения пocтепеннo превращаетcя в дoвoльнo cлoжный агрегат, пocтoяннo пoдвергаяcь дальнейшим уcовершенcтвованиям. Причем чем дальше, тем больше он уcложняетcя. Попробуем вмеcте разобратьcя, какие цели преcледует эта непрерывная гонка.
А начнем, пожалуй, c «cамого простого» усовершенствования, которым теперь никого не удивишь. Подшипниковые узлы, призванные поначалу облегчить только установку элементов скольжения, но приобретшие затем множество дополнительных функций, впервые были изготовлены в Японии. Позже производство подшипников в корпусе началось в Европе и Америке. Сегодня их выпускает ряд предприятий мирового уровня, как правило, дополняя продуктовую линейку шариковых, цилиндрических, сферических и игольчатых подшипников. Однако у некоторых производителей подшипниковые узлы являются основой ассортимента.
И далеко не случайно при ссылке на бросающуюся в глаза внешнюю простоту такого конструктивного решения потребовалось употребить кавычки. Не все так просто, как кажется. Вот лишь некоторые характеристики предлагаемых сегодня рынком стандартных и специальных подшипниковых узлов, разработанных ведущими производителями:
• с различной обработкой поверхности, включая гальванизацию, никелировку, особые покрытия и т.п.;
• с разнообразными системами фиксации или уплотнения элементов качения;
• со специально адаптированными формами и размерами корпусов подшипников;
• с корпусами подшипников из чугуна или штампованной стали, защищенными от коррозии;
• с металлической поверхностью, специально подготовленной перед нанесением покрытия;
• с корпусами подшипников из гальванизированной листовой стали;
• с канавками для смазки, у которых внешние кольца имеют сферическую поверхность, обеспечивающую самоцентрирование в гнезде корпуса подшипника.
И это вовсе не полный перечень, потому что исследования продолжаются, принося все новые оптимальные решения. Так, постоянно совершенствуются подшипниковые узлы, выпускаемые под марками SKF, INA, Koyo, NTN, TIMKEN, поскольку каждая из перечисленных компаний располагает собственной научно-производственной базой. Но самый большой ассортимент подшипниковых узлов и корпусов подшипников на российском рынке представлен маркой SNR.
Французский размах
Достаточно сказать, что к настоящему времени французская компания SNR ROULEMENTS выпускает уже около 6 тыс. артикулов корпусов из чугуна, стали, нержавеющей стали и термопластика с разнообразными вариантами крепления и защитными
крышками. В производственную программу SNR входят корпуса опорных подшипников с масляной смазкой для работы при высоких скоростях, TVN-корпуса с плавающими подшипниками для работы в условиях высокой температуры, корпуса с двойными и тройными подшипниками, используемые в промышленных вентиляторах, монолитные корпуса для двойных корпусных подшипников, фланцевые подшипниковые корпуса и многое другое.
Причем, подшипники заранее предустановленны, обеспечивая легкодоступное обслуживание. Как проверено практикой, подшипниковые узлы SNR являются компактным и экономичным решением для конвейерных транспортеров, упаковочного и пищевого производства, сельскохозяйственных нужд, деревообрабатывающего и текстильного оборудования.
Хотя теперь, наверное, будет точнее называть их изделиями группы NTN-SNR, т.к. буквально в прошлом году произошло слияние японского производителя подшипников NTN Corp. и французского SNR ROULEMENTS. При этом японская компания стала обладательницей контрольного пакета акций своего европейского партнера. Может ли означать подобный расклад, что популярная на нашем рынке марка SNR постепенно с него вообще исчезнет? Ответ на этот вопрос, между прочим, имеет прямое отношение к поднятой здесь теме инновационных решений на подшипниковом рынке и перспектив их дальнейшего развития.
Нет предела совершенству
Это известное правило стало совсем не формальным лозунгом в работе специалистов SNR ROULEMENTS. Возьмем для примера прецизионные подшипники MachLine французского производства в стандартной серии 71900V и 7000V. Они обеспечивают оптимальное соотношение параметров: скорости, жесткости, грузоподъемности и высокой точности.
Серия 7200G1 специально разработана для восприятия больших, преимущественно осевых, нагрузок. Выпускаются различные версии в зависимости от необходимого угла контакта (категории C для 15° и категории H для 25°) и предварительного натяга (легкий, средний и большой).
Гамма MachLine ML была разработана и создана в соответствии с самыми жесткими требованиями, предъявляемыми к высокоскоростным подшипникам. Предельную скорость вращения французам удалось повысить на 30% благодаря адаптированной геометрии дорожек качения, уменьшению диаметра шариков, увеличению их количества, а также оптимизации центрирования сепаратора по наружному кольцу.
А вариант MachLine MLE – это серия с уплотнениями. Нитриловые уплотнения, закрепленные на наружном кольце без контакта с внутренним кольцом, позволяют поддерживать такую же предельную скорость, как и в подшипниках открытого типа с жидкомасляной системой смазки.
И так во всем – просто веер оригинальных решений, какого направления ни коснись. Но и среди них есть то, что составляет предмет особой гордости.
Подшипник с активным сенсором
Мехатроника – один из главных векторов в научно-исследовательской деятельности SNR Roulements, который достаточно емко реализовался, например, в изделиях для автомобильной промышленности. Как известно, мехатроника разрабатывает продукты, в которых сочетаются последние достижения механической инженерии и системы электронного контроля с соответствующим программным обеспечением. Сам термин, кстати, был впервые введен в обращение в Японии в 1970 г. и сегодня является синонимом высокотехнологичного продукта. Но именно SNR, начав работы по мехатронике с середины 1980-х гг., стала пионером в этой области.
Концепция, предложенная инженерами SNR, произвела подлинную революцию на рынке. Еще в 1997 г. SNR представила автопроизводителям одну из своих фирменных разработок – ASB-подшипник. Его особенностью является интеграция датчика скорости вращения в сам подшипник.
В технологии ASB пассивный датчик заменяется на активный – в уплотнительную прокладку подшипника встроено магнитное кольцо с чередующимися полюсами, сверху которого устанавливается датчик. При вращении подшипника вместе с ним вращается магнитное кольцо, создавая магнитное поле переменной полярности, которое и регистрируется рядом расположенным датчиком. При этом на выходе формируется сигнал, частота которого зависит от количества изменений полярности в секунду, т.е. от скорости вращения. Этот сигнал передается в микропроцессорный блок для использования в автоматических системах.
Теперь все то же, но применительно к автомобильной схеме. Ступичный подшипник, находясь между подвижным и неподвижным элементами конструкции, агрегирует информацию. Она, в свою очередь, снимается датчиками (их в машине может насчитываться около 200) и используется системами управления, число которых может доходить до 30. Встроенный в уплотнение магнитный энкодер позволяет получать в режиме реального времени информацию о скорости вращения каждого колеса в отдельности.
ASB-концепция стала широко применяться компанией SNR при разработке нестандартных подшипников и технических продуктов. Так, гонщики ралли Париж-Дакар, в чьем автомобиле находились подшипники SNR, могли изменять уровень давления в шинах, подбирая значения, оптимально соответствующие условиям грунта, по которому осуществлялось движение, будь то песок, твердая дорога или каменистая почва.
Более того, подшипники с активным сенсором стали отраслевым стандартом благодаря политике открытого патента SNR. Их сейчас можно обнаружить почти в любой машине, начиная с Porsche Cayenne и заканчивая маленькой Toyota. В 2008 г. производство подшипников ASB перешло символический рубеж – выпуск стомиллионного подшипника с момента получения патента на концепцию. А в активе SNR уже подшипники второго поколения с технологией измерения угла поворота рулевого колеса и третьего, с датчиком сцепления колес с дорогой. Компания развила успех своей разработки, найдя ей применение не только в автомобилях, но и в других индустриальных продуктах.
Общая тенденция
Со своей стороны NTN Corp начала работать над мехатроникой в начале 1990 г., т.е. если и позже французов, то ненамного. Кстати, есть некая символика даже в адресах двух пионеров прорывного направления. Во Франции штаб-квартира производителя подшипников SNR расположена в департаменте Верхний Савой, который считается «центром европейской мехатроники». А этот регион, в свою очередь, является побратимом по техническому развитию с Университетом Кагава, расположенным неподалеку от г. Осака, где размещен главный офис NTN Corp.
Как говорится в совместном заявлении NTN Corp и SNR Roulements, создав альянс, они продолжат движение по пути прогресса, уважая традиции и обычаи друг друга. Философии обеих компаний во многом схожи: новые технологии создаются человеком и для человека. Сегодня их производственные технологии, ресурсы и научно-исследовательские центры слились в единое целое. Причем следует особо отметить, что мехатронике, отрасли, где переплетаются механика, электроника и информатика, в новой совместной Группе SNR-NTN придается буквально стратегическое значение.
В настоящее время Группой уже реализуются много
численные проекты, сочетающие в себе различные технические направления. Среди них – датчик абсолютного угла с началом измерения с момента появления давления, датчик нагрузки, позволяющий улучшить стабильность шасси, подшипник с функцией диагностики и т.д.
Примером взаимодополняемости и сотрудничества компаний внутри Группы стал «подшипник с вращающимся датчиком высокого разрешения», который имеет очень компактную конфигурацию по сравнению с аналогами. Измерительные возможности датчика возросли в 40 раз (!). Одним из назначений прибора является повышение разрешения цветных принтеров при одновременном снижении затрат на функционирование вращающегося оборудования.
Потенциал мехатроники огромен, и сейчас разработаны варианты применения мехатронных приборов не только в автомобильной промышленности, но и в других отраслях. Группа SNR-NTN, объединившая опыт двух компаний, находится «на передовой» и играет значительную роль во всех новых исследованиях.
