SKF Black Design thách thức trọng lực

Khi nói đến các bộ phận giao diện, tiết kiệm trọng lượng bằng cách chuyển sang hỗn hợp là một thách thức vì tải ngoài mặt phẳng. Để tránh tăng chi phí, tích hợp chức năng là một điều cần thiết.

Giải pháp SKF giúp đạt được những mục tiêu này, nhờ vào hai công nghệ tương lai chính – SKF Black Design và tích hợp vòng bi SKF.

1. SKF Black Design là khả năng chế tạo các bộ phận chịu tải ngoài mặt phẳng hiệu suất cao từ vật liệu gia cố sợi. Khi cách sử dụng công nghệ tổng hợp cho một phần giao diện được hoàn thành, nó sẽ mở ra một lĩnh vực cơ hội mới, được tạo ra bởi công nghệ tổng hợp thông qua tích hợp chức năng của vòng bi như vậy.

2. Tích hợp vòng bi, bạc đạn SKF có hiệu quả nhúng một vòng bi  vào một bộ phận hỗn hợp, bằng cách cung cấp một giao diện mạnh mẽ cho vòng ngoài của ổ lăn hoặc tích hợp vòng bi tang trống vào vỏ composite.

Những công nghệ tổng hợp này có thể giải quyết một loạt các vấn đề

• giảm trọng lượng của các bộ phận kim loại hiện có bằng cách hợp nhất chúng thành một giải pháp tổng hợp
• cho phép tích hợp chức năng của các tính năng mới như giải pháp cảm biến
• giải quyết các vấn đề mệt mỏi trên các bộ phận tải theo chu kỳ
• tránh ăn mòn bằng cách sử dụng vật liệu không nhạy cảm với môi trường ăn mòn
• thiết kế tiếng ồn và độ rung bằng cách thêm độ cứng, chuyển trọng lượng hoặc nhúng hệ thống giảm xóc

SKF Black Design thách thức trọng lực

Công nghệ này cung cấp khả năng thiết kế và xây dựng các bộ phận cho các giao diện kết cấu trong vật liệu tổng hợp. Trong ngành công nghiệp máy bay, việc sử dụng vật liệu composite đã tăng vọt, nhưng các kỹ thuật thiết kế truyền thống chỉ cung cấp những cải tiến hạn chế trong hiệu suất kết cấu của chúng. Điều này đã hạn chế các ứng dụng mà các giải pháp tổng hợp có thể được áp dụng. SKF đã thành công trong việc đáp ứng thách thức kỹ thuật biến các bộ phận giao diện kết cấu kim loại thành các bộ phận composite nhẹ và hiệu suất cao. Kết quả của nhiều năm nghiên cứu và phát triển được gọi là SKF Black Design. SKF đã đạt được kết quả đặc biệt này bằng cách thay đổi mô hình của kỹ thuật tổng hợp. Triển khai các thiết kế bộ phận thông thường bằng composite chứ không phải kim loại (cách tiếp cận của Kim loại Đen) chỉ mang lại những cải tiến khiêm tốn về hiệu suất, và các bộ phận vẫn có xu hướng mở ra và phân định. Tuy nhiên, trong SKF Black Design, vật liệu ma trận (nhựa) được sử dụng ở nơi nó hoạt động tốt nhất: trong nén. Để thực hiện điều này, các kỹ sư của SKF đã phát triển các hình dạng, hình dạng và hình dạng bộ phận mới, được thiết kế để đảm bảo rằng trong các khu vực chịu tải ngoài mặt phẳng, nhựa vẫn được nén qua độ dày của lớp. Điều này dẫn đến khả năng chống căng thẳng cao hơn và loại bỏ hiệu ứng mở ra. Việc sử dụng các vòng đệm bán cầu để tránh mọi xu hướng xuyên qua và, ngoài ra, cung cấp lực nén trong hỗn hợp, là một ví dụ về một giải pháp thông minh được chứng minh là làm tăng đáng kể độ bền của chi tiết. Các kỹ sư của SKF đã phát triển các hình dạng, hình dạng và hình dạng bộ phận mới, được thiết kế để đảm bảo rằng trong các khu vực chịu tải ngoài mặt phẳng, nhựa vẫn được nén qua độ dày của lớp. Điều này dẫn đến khả năng chống căng thẳng cao hơn và loại bỏ hiệu ứng mở ra. Việc sử dụng các vòng đệm bán cầu để tránh mọi xu hướng xuyên qua và, ngoài ra, cung cấp lực nén trong hỗn hợp, là một ví dụ về một giải pháp thông minh được chứng minh là làm tăng đáng kể độ bền của chi tiết. Các kỹ sư của SKF đã phát triển các hình dạng, hình dạng và hình dạng bộ phận mới, được thiết kế để đảm bảo rằng trong các khu vực chịu tải ngoài mặt phẳng, nhựa vẫn được nén qua độ dày của lớp. Điều này dẫn đến khả năng chống căng thẳng cao hơn và loại bỏ hiệu ứng mở ra. Việc sử dụng các vòng đệm bán cầu để tránh mọi xu hướng xuyên qua và, ngoài ra, cung cấp lực nén trong hỗn hợp, là một ví dụ về một giải pháp thông minh được chứng minh là làm tăng đáng kể độ bền của chi tiết.

Các thiết kế cũng kết hợp các nếp gấp tinh vi và việc sử dụng cân bằng cẩn thận các vật liệu gia cố khối và liên tục – tất cả kiến ​​thức mà Trung tâm composite SKF sử dụng để giúp đỡ các đối tác của mình.

Mục tiêu của việc tiết kiệm trọng lượng trong máy bay là giảm cả mức tiêu thụ nhiên liệu và tác động đến môi trường. Điều này đã dẫn đến việc tăng 50% trong việc sử dụng vật liệu composite trong thế hệ máy bay thương mại mới nhất. Tuy nhiên, việc sử dụng vật liệu composite trong máy bay ngày càng tăng bị hạn chế bởi hiệu suất kết cấu thu được với thiết kế truyền thống của các bộ phận composite. SKF Black Design cung cấp hiệu suất cấu trúc cần thiết bằng cách kết hợp sử dụng vật liệu polymer gia cố sợi carbon (CFRP) hiện có với các kỹ thuật thiết kế sáng tạo. SKF Black Design mở rộng phạm vi ứng dụng các giải pháp tổng hợp cho các bộ phận kết cấu với tỷ lệ khối lượng so với chi phí cạnh tranh, so với các giải pháp kim loại hiện tại.

Các vật liệu tổng hợp được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ được chế tạo bằng cách xếp chồng các sợi carbon đã ngâm tẩm trước. Nhựa cho phép truyền tải giữa các sợi và đảm bảo sự gắn kết giữa các lớp. Công nghệ này rất phù hợp với thân máy bay, cánh, khung và bộ xâu vì lớp gỗ chủ yếu chịu tải trọng trong mặt phẳng. Đối với những hình học này, các sợi carbon cung cấp độ bền và độ cứng cao trong định hướng của các sợi; tuy nhiên, theo hướng bình thường đối với mặt phẳng của sợi, tính chất cơ học của vật liệu bị chi phối bởi nhựa. Nhựa là tác nhân liên kết và có độ bền kém so với sợi carbon (ít hơn khoảng 50 lần). Do đó, việc sử dụng vật liệu composite bị hạn chế đối với các bộ phận kết cấu có tải ngoài mặt phẳng, chẳng hạn như các bộ phận giao diện cấu trúc như phụ kiện hình chữ T và cleats (hình 1). Với hình học truyền thống, phụ kiện kim loại và cleats phải chịu các hiện tượng gấp / mở. Trong các phụ kiện hỗn hợp có cùng hình dạng, cùng một kiểu tải dẫn đến việc tách các lớp CFRP ở góc 90 ° do ứng suất xen kẽ trong nhựa. Hiện tượng này được gọi là phân tách và xảy ra ở mức tải rất thấp, dẫn đến một phần không khả thi.