2017年,鐵姆肯公司憑借ES302涂層技術榮獲了美國材料學會(ASMInternational)頒發的著名獎項——工程材料成就獎。該學會認為ES302涂層“為材料科學領域做出了重要的貢獻并證明了自己對工業產生的巨大影響。”這是鐵姆肯公司自90年代末以來在這一領域深耕研發的成果。
這項年度大獎自1969年設立以來,歷屆獲獎者包括通用電氣公司、諾斯羅普·格魯曼公司、IBM公司、波音公司和通用汽車公司等等。
對開發團隊而言,這是一個非常自豪的時刻。“每當我們銷售鐵姆肯公司的耐磨產品時,都會得到客戶的肯定。榮獲這一獎項讓我們深深地感受到客戶和技術同行們對我們努力工作的肯定。”鐵姆肯公司軸承研發部總監RyanEvans感慨道。“當我們首先開始研究涂層會對滾動軸承的摩擦性能產生哪些影響時,我們成了這方面的開路先鋒。”
創新源于用戶需求
ES302涂層技術解決了軸承工程始終面臨的一大難題——減少軸承內鋼件之間的摩擦可以顯著提高軸承壽命,但因滾子總是在一個狹小的空間內移動,滾子與內圈滾道之間的潤滑劑薄膜很難保持均勻。
早期的風機設計通常包含兩排主軸調心滾子軸承,它們必須能夠支撐只作用于下風口一排滾子的徑向反作用力和風力推力負載。隨著軸承由于受力不均而出現磨損,越來越大的軸向偏轉負載將轉移到齒輪箱軸承上。風機公司發現,在這些復雜的負載條件下,很難讓軸承保持充分潤滑狀態以免損壞。
事實上,美國的風能公司就切實遭遇到了這種棘手問題。他們大約在20世紀末和本世紀初安裝的一些本可以發電20年的風機,因主軸和齒輪箱中的滾子軸承未達到設計壽命而過早損壞,面臨著高達每臺120萬美元的維修費用。
風機主軸和齒輪箱中的滾子軸承因過早損壞而需要大修,面臨著巨額的維修成本。
解決鋼件接觸問題
為了解決這一問題,鐵姆肯公司在滾子上放置了一層超薄的復合材料,厚度比人類發絲的直徑還要小。這種材料是陶瓷和聚合物組成的一種特制混合物。換句話說,它們是薄薄的一層類似于塑料的材料,材料中含有大量的陶瓷微粒。這便是ES302涂層。
實際上,ES302涂層不但如同鉆頭般堅硬、耐磨,還像我們常用的不粘鍋一樣光滑、不粘連。這使鐵姆肯公司找到了一種高效的服務措施:用滾子上帶有ES302涂層的耐磨型調心滾子軸承來更換舊式風機軸承。
除了風機之外,航空航天業的客戶以及造紙廠、石油天然氣公司、采礦公司等客戶也為耐磨型軸承提供了用武之地。
以客戶需求為中心的研發理念
Evans深情地回顧了ES302多年來的開發之路。“我們前往世界各地,和客戶們探討高級涂層技術和耐磨軸承,”Evans說道。“直接和客戶接觸非常重要。在項目最初的啟動期間,很多研發工作都是與客戶共同開展的,并且很快取得了進展。”他說道。“我們為客戶提供原型零部件,然后等待他們的反饋。”當從現場收到一封電子郵件,郵件的主題表明某個以前從未連續運行200小時以上的零部件“剛剛突破2000小時的臨界值!”時,我們總是會感到心滿意足。”
“我們對研發的持續投入,旨在找出客戶應用場景中的根本需求,并探索能夠滿足這些需求的先進工程技術和科學知識,并加以應用。”Evans說道。“ES302涂層是一個很好的示例,說明了我們如何才能齊心協力,在從實驗室到客戶設備的每一個環節中都不斷創造價值。”
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