一、客户背景
国内某大型自动化设备公司是一家专注于工业自动化设备研发与生产的企业,产品广泛应用于电子制造、汽车零部件加工、物流仓储等多个领域。其生产的伺服电机设备作为自动化生产线的核心驱动部件,对设备的精度、稳定性和运行效率有着极高的要求。然而,随着市场竞争的日益激烈,客户面临着降低生产成本、提高产品质量的双重压力,原有的伺服电机轴承系统逐渐难以满足其业务发展的需求。
二、应用挑战
在伺服电机的运行过程中,轴承需要承受高转速、频繁启停以及复杂的负载变化。原有的轴承产品在这些工况下暴露出诸多问题:
精度下降:经过一段时间的运行,轴承的游隙增大,导致电机的旋转精度降低,影响了设备对工件的加工精度和定位准确性,废品率逐渐上升。
寿命缩短:频繁的启停和高负载运转使得轴承磨损加剧,平均使用寿命仅为 6 个月左右,需要频繁更换轴承,不仅增加了维护成本,还导致设备停机时间延长,影响了生产效率。
发热严重:在高转速运行时,轴承内部摩擦产生大量热量,散热不及时会导致轴承温度过高,进而影响电机的性能和可靠性,甚至引发电机故障。
三、SKL 解决方案
SKL 技术团队在深入了解客户需求和现场工况后,为其量身定制了一套全面的轴承解决方案。针对伺服电机的特点,选用了 SKL 超精密单列角接触球轴承,并在轴承的材料、结构和润滑等方面进行了优化设计:
材料升级:轴承的内外圈采用了特殊的高强度合金钢,经过精密锻造和热处理工艺,使其具备更高的硬度和耐磨性,能够承受更大的载荷。滚动体选用了陶瓷氮化硅(Si3N4)材料,陶瓷材料具有低密度、高硬度、低热膨胀系数等优点,有效降低了滚动体与滚道之间的摩擦和发热量,提高了轴承的高速性能和使用寿命。
结构优化:优化了轴承的内部结构,合理调整了接触角和滚道曲率半径,提高了轴承的承载能力和刚性,确保在复杂负载条件下仍能保持稳定的运行精度。同时,采用了高精度的窗式保持架,选用层压酚醛树脂材料,具有良好的耐磨性、自润滑性和轻量化特点,能够有效隔离和引导滚动体,减少滚动体之间的摩擦和磨损,保证滚动体在滚动过程中的均匀分布和稳定运动轨迹。
润滑改进:轴承配备了专为主轴轴承研制的高速润滑剂,并通过在轴承外圈上设计圆周方向的润滑沟槽和径向润滑油孔,实现了对轴承内部的均匀润滑,进一步降低了摩擦和发热量,提高了轴承的运行效率和可靠性。
四、应用效果
在采用 SKL 轴承解决方案后,客户的伺服电机设备性能得到了显著提升,取得了突出成效:
精度显著提高:SKL 超精密单列角接触球轴承的高精度特性使得伺服电机的旋转精度得到了极大改善,设备对工件的加工精度和定位准确性大幅提升,废品率从原来的 5% 降至 1% 以下,有效提高了产品质量,增强了客户在市场中的竞争力。
寿命大幅延长:通过材料升级和结构优化,SKL 轴承的耐磨性能和承载能力显著增强,在相同工况下,轴承的平均使用寿命从原来的 6 个月延长至 3 年以上,大大减少了轴承的更换次数和设备停机时间,降低了维护成本和生产损失。经统计,每年可为客户节省维护费用超过 20 万元。
散热问题解决:陶瓷滚动体和优化的润滑系统有效降低了轴承在高转速运行时的发热量,配合良好的散热设计,使轴承温度始终保持在合理范围内,电机的性能和可靠性得到了可靠保障,避免了因温度过高而引发的电机故障,设备的稳定性和运行效率得到了显著提高。同时,由于电机运行更加稳定,能耗也有所降低,为客户实现了节能减排的目标。
生产效率提升:设备的高精度和高稳定性使得加工过程更加顺畅,生产效率得到了明显提升。以某款产品的生产为例,采用 SKL 轴承后,单位时间内的产量提高了 30%,有效满足了客户日益增长的订单需求,为企业带来了可观的经济效益。
——客户说:
“SKL 轴承的应用为我们的伺服电机设备带来了质的飞跃。不仅解决了我们长期以来面临的精度、寿命和散热问题,还大幅提高了生产效率,降低了成本。SKL 技术团队的专业服务给我们留下了深刻的印象,他们深入了解我们的需求,为我们提供了最适合的产品和技术支持,期待未来能够继续保持紧密的合作关系。”