薄型和不銹鋼軸承，可減輕車輛重量并節(jié)省成本

根據(jù)麥肯錫公司的輕量級、重沖擊報告，在最新的飛機和汽車設(shè)計中使用更輕的材料對于減少這些車輛產(chǎn)生的二氧化碳排放至關(guān)重要。但輕量化給制造商帶來了設(shè)計和成本挑戰(zhàn)，以及可持續(xù)性優(yōu)勢。

長期以來，設(shè)計工程師一直在考慮更輕的設(shè)計，特別是與使用更輕的材料有關(guān)的設(shè)計。這尤其適用于航空航天，例如，正如Sofia Scataglini和Gunther Paul編輯的《DHM和Posturography》中所寫，飛機內(nèi)部首選輕質(zhì)設(shè)計和材料，不僅“可以在不影響乘客舒適度的情況下減輕重量，甚至可以在增加舒適度的同時”，還可以節(jié)省燃料成本。

輕量級的概念并不新鮮。但這一概念在節(jié)省燃料、成本和效率方面的更廣泛影響，使其在工程師的優(yōu)先事項列表中排名更高? 尤其是在各國政府大幅增加可持續(xù)發(fā)展努力的情況下，包括使用更先進(jìn)的制造理念來減少二氧化碳排放。

雖然可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢顯而易見，但“輕量級”究竟是什么？工業(yè)軟件公司nTopology對輕量化的描述如下：“‘少花錢多辦事’是輕量化的主要目的，但輕量化的好處不僅僅是減少材料。在設(shè)計階段和最終產(chǎn)品使用時，輕量化的設(shè)計可以獲得許多好處?！?/p>

設(shè)計創(chuàng)新

雖然鋁等較輕的金屬非常有益，但輕量化不僅僅是簡單地選擇重量較輕的材料? 尤其是像球墨鑄鐵（NCI）這樣的較重金屬在航空航天和汽車制造中仍然非常依賴。相反，無論使用什么材料，制造商都必須設(shè)計出重量更高效的工程零件。

P.K.Mallick在《輕型車輛的材料、設(shè)計和制造》一書中寫道：“車輛的輕型設(shè)計可以通過多種不同的方式實現(xiàn)?！?，“包括材料替代、規(guī)格厚度減少、重新設(shè)計零件形狀和尺寸、消除多余零件以及在不犧牲整體結(jié)構(gòu)完整性或功能的情況下將幾個零件合并為一個或兩個?！?/p>

有幾個使用碳纖維來減輕重量的例子。一種是在波音787夢想客機中使用碳纖維增強塑料，另一種是寶馬Project I電動汽車（EV）的碳纖維支撐結(jié)構(gòu)。

后一個例子尤其相關(guān)，因為主要的汽車制造商從傳統(tǒng)的內(nèi)燃機（ICE）轉(zhuǎn)向電池驅(qū)動的電動汽車，并且正在競相制造更輕、更高效的汽車，以最大限度地提高每次充電的續(xù)航里程。這種需求不僅產(chǎn)生了對新材料和設(shè)計工程概念的需求? 但也適用于更輕、更小的軸承。

汽車軸承

在航空航天和汽車應(yīng)用中對更輕、更小的軸承的需求越來越大。即使軸承部件很小，它們也會對車輛的效率產(chǎn)生重大影響。例如，《重量輕、沖擊大》引用了空客A340水平尾翼使用碳纖維軸承的例子，使其重量減輕了50%，成本降低了30%。

后一個優(yōu)勢至關(guān)重要，因為正如麥肯錫公司的報告中所提到的，“原始設(shè)備制造商將直接面臨利潤率的威脅，并可能不得不應(yīng)對目前無法完全預(yù)料的額外挑戰(zhàn)成本，如維修和維護(hù)?！?/p>

與此同時，在電動汽車中，更好地選擇軸承有助于提高電動汽車傳動系的效率，使汽車在相同的充電條件下行駛得更遠(yuǎn)。

汽車軸承也必須承受很大的應(yīng)力，磨損和撕裂，這取決于應(yīng)用。一個特定的應(yīng)用是電動汽車的節(jié)氣門，軸承對于閥門進(jìn)入正確的空氣量至關(guān)重要。有必要找到一種能夠應(yīng)對極端高溫、節(jié)氣門快速運動和高振動水平的軸承。

因此，謹(jǐn)慎選擇汽車軸承是至關(guān)重要的。建議使用專業(yè)的高質(zhì)量不銹鋼軸承。440級不銹鋼軸承提供了出色的負(fù)載和速度額定值，并實現(xiàn)了平穩(wěn)、流暢的運動。它們適用于高達(dá)300攝氏度的溫度，而316不銹鋼可以應(yīng)對更高的溫度。

輕量化趨勢為制造商提供了真正的機會，在新材料的基礎(chǔ)上創(chuàng)造新的設(shè)計和概念。為此，設(shè)計人員應(yīng)認(rèn)真考慮薄截面和不銹鋼軸承。

輕量化將是制造商未來成本競爭力的關(guān)鍵? 以及減少未來飛機和汽車排放的二氧化碳。