Łożyska kulkowe EQTF: lekkie, kompaktowe, o niskim tarciu i dużej stabilności wymiarowej

Gdy trwałość łożysk kulkowych jest dziesięć razy większa...

Sprawdziły się już w Japonii, a teraz szykują się na podbój europejskiego rynku motoryzacyjnego: to łożyska kulkowe EQTF, które NSK opracowała dla nowych kompaktowych, lekkich i paliwooszczędnych zespołów napędowych. Łożyska EQTF mają większą żywotność i pozwalają na downsizing zmniejszenie gabarytów pomimo tego, że stawiane im wymagania wzrosły.

Lekkie, kompaktowe i o niższym poziomie tarcia zespoły napędowe są konieczne, aby móc zmniejszyć zużycie paliwa i emisję zanieczyszczeń. „Jednak konsekwencją rozwoju jest także stosowanie olejów przekładniowych o niskiej lepkości” wyjaśnia Michael Hackstein, starszy inżynier projektu zajmujący się układami przeniesienia napędu w NSK Deutschland GmbH w Ratingen. Jednakże oleje o niskiej lepkości tworzą cieńszy film olejowy, co oznacza, że powierzchnie kulek i bieżni są bardzo narażone na ścieranie. To z kolei oznacza większe wymagania stawiane łożyskom kulkowym.

Zadanie, przed jakim stanęła NSK, polegało więc na poprawie jakości i właściwości powierzchni bieżni, tak aby utrzymywała ona swoje parametry dłużej pomimo cieńszego filmu olejowego. Powierzchnia elementów tocznych musi pozostawać w idealnym stanie tak długo, jak to możliwe, aby zapobiegać lub opóźniać powstawanie wżerów na powierzchni bieżni łożysk kulkowych. To niezwykle istotne, ponieważ oderwane cząstki materiału mogą pozostawiać kolejne ślady na bieżniach, prowadzące do dodatkowych uszkodzeń bieżni i elementów tocznych.

EQTF (Extra Quality Tough Ball Bearings For Transmissions) to łożyska wyposażone w kulki wykonane ze specjalnej stali charakteryzującej się większą odpornością na ścieranie dzięki utwardzaniu powierzchniowemu (azotonawęglaniu) oraz dodaniu twardych cząstek azotku krzemu do stali. Sekret ich sukcesu to jednak nie tylko użycie technologii we wszystkich istniejących zastosowaniach. Hackstein wyjaśnia: „Ponieważ lepkość, temperatury i prędkości pracy są znacząco inne, nie mogliśmy po prostu zaoferować łożysk EQTF jako nowej opcji w katalogu. Dostosowaliśmy łożyska EQTF specjalnie do każdej aplikacji opierając się na naszych ulepszonych metodach obliczeniowych, współpracując przy tym z producentem przekładni napędowej.”

Dzięki downsizingowi zmniejszeniu gabarytów możliwe jest stosowanie łożysk EQTF o dwukrotnie mniejszym ciężarze, dużo mniejszych wymiarach i 12% mniejszym momencie tarcia. Jeszcze lepsze rezultaty można osiągnąć, jeżeli NSK zastosuje opracowaną przez siebie, podobnie utwardzaną specjalną stal (HTF). Pierścienie łożyska poddane tej specjalnej obróbce cieplnej (UR, HTF), pozwalają zwiększyć trwałość produktu ponad dziesięciokrotnie w porównaniu do serii standardowej. „Producent przekładni może wybrać dużo mniejsze łożyska o takich samych osiągach dzięki większej oczekiwanej żywotności i stabilności” dodaje  François-Xavier Caillot, kierownik ds. rozwoju w europejskim oddziale motoryzacyjnym. „Technologia EQTF nadaje się idealnie do przekładni, które zazwyczaj są bardziej kompaktowe – na przykład, przekładni dwusprzęgłowych.” Hackstein: „Technologia EQTF sprawdziła się już w masowej produkcji w Japonii i jest w fazie prób w Europie. Wielu producentów przekładni napędowych zamówiło już egzemplarze do prób”.