Cuộc phỏng vấn với Tiến sĩ Oliver Koch về Phiên bản vòng bi thứ 3

FVA – Hiệp hội nghiên cứu công nghệ ổ đĩa của Đức đang tổ chức Hội nghị vòng bi quốc tế lần thứ ba tại Hannover vào ngày 31 tháng 3 – 01 tháng 4 năm 2020.

FVA luôn tập trung vào các khu vực nơi một cái gì đó được điều khiển, kiểm soát và di chuyển. Các dự án nghiên cứu tập trung vào công nghệ truyền động cơ và điện hoặc cơ điện tử trong các nhà máy công nghiệp đứng yên, trong xe cơ giới và máy di động, thông qua máy bay. Tất cả các liên kết trong chuỗi giá trị gia tăng được đưa vào thử nghiệm, từ vật liệu, công nghệ sản xuất và đảm bảo chất lượng, các thành phần và hệ thống và tính toán của chúng, chất bôi trơn, cho đến khả năng tương thích môi trường, chất lượng, chi phí và quản lý đổi mới. Hiện tại khoảng. 180 dự án đang diễn ra được điều phối mỗi năm bởi 25 nhóm làm việc tích cực.

Schaeffler là một trong những nhà tài trợ và ủng hộ chính của hội nghị Thế giới vòng bi, và coi đây là một sự kiện hàng đầu để trao đổi công nghệ hiện đại và kết quả nghiên cứu mới nhất để làm cho máy móc mạnh hơn và đáng tin cậy hơn.

Chúng tôi đã cố gắng tiết lộ lý do tại sao Schaeffler, nhà cung cấp vòng bi INA, FAG toàn cầu và công ty hàng đầu về nghiên cứu và công nghệ mang đang tài trợ cho Hội nghị Thế giới Vòng bi trong cuộc phỏng vấn với Tiến sĩ Oliver Koch, Phó Chủ tịch Công cụ Phân tích Mang tại Schaeffler.

1. Mục đích tài trợ của bạn trong hội nghị thế giới vòng bi là gì ?

Kiến thức là một trong những tài nguyên quan trọng nhất trong thời đại của chúng ta. Chúng tôi tin tưởng mạnh mẽ rằng việc trao đổi các chuyên gia là cần thiết để tạo ra kiến ​​thức mới – cũng trong lĩnh vực công nghệ vòng bi. Thế giới Vòng bi FVA là hội nghị mang quốc tế lớn nhất, do đó, nó chỉ là kết quả để tài trợ cho sự kiện này.

2. Vai trò của bạn tại công ty là gì và tại sao bạn được chọn cho chức năng này ?

Để tăng hiệu quả R & D, các mô phỏng tính toán ngày càng trở nên quan trọng. Schaeffler bắt đầu phát triển công cụ nổi tiếng và được thành lập có tên BEARINX hơn 25 năm trước. Với BEARINX, chúng ta có thể mô phỏng các vòng bi đơn, hệ thống trục hoặc toàn bộ các ổ đĩa lái xe khi xem xét tất cả các điều kiện biên liên quan. Gần như mọi vòng bi chúng tôi bán đã được mô phỏng bằng BEARINX.

Ngoài ra, chúng tôi cũng có các công cụ cho mô phỏng động, mô phỏng hệ thống và mô phỏng liên hệ rất chi tiết. Các công cụ này được nhúng vào SUITE SIMULATION SUITE. Trong tổ chức của tôi, tôi chịu trách nhiệm phát triển các công cụ đó – bao gồm vật lý, phát triển phần mềm và tích hợp đám mây. Trước khi gia nhập Schaeffler, tôi đã làm bằng tiến sĩ. trong một chủ đề mô phỏng vòng bi là tốt. Tôi đã phát triển một mô hình để dự đoán ma sát trong tiếp xúc xương sườn của vòng bi lăn hình trụ. Sau khi tham gia Schaeffler, chúng tôi đã triển khai mô hình này thành BEARINX và khái quát mô hình cho tất cả các loại liên hệ. Vì vậy, trái tim tôi vẫn đang đập cho vòng bi và mô phỏng.

Với hơn 2.400 ứng dụng bằng sáng chế trong năm 2018, Schaeffler là công ty sáng tạo thứ hai của Đức

3. Sự khác biệt giữa công ty của bạn và các đối thủ khác trên thị trường là gì ?

Có bốn khía cạnh chính dẫn đến việc Schaeffler là một trong những nhà cung cấp vòng bi FAG, INA hàng đầu thế giới. Trước hết, chúng tôi tập trung vào kỹ thuật tốt. Điều này có nghĩa đối với chúng tôi rằng chúng tôi phải có kiến ​​thức rất tốt về các ứng dụng và nhu cầu của khách hàng. Thứ hai, chúng tôi cần bí quyết và khả năng mô phỏng tên miền tuyệt vời để cung cấp các sản phẩm phù hợp cho nhu cầu của từng khách hàng. Thứ ba, chúng tôi có bí quyết sản xuất tuyệt vời cho các sản phẩm có độ chính xác cao. Và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, chúng tôi là một công ty rất sáng tạo. Với hơn 2.400 đơn xin cấp bằng sáng chế trong năm 2018, Schaeffler là công ty sáng tạo thứ hai của Đức theo DPMA (Văn phòng nhãn hiệu và bằng sáng chế của Đức).

4. Bạn có thể cho chúng tôi biết thêm về chủ đề thuyết trình của bạn tại Thế giới vòng bi không ? 

Chúng tôi có một số chủ đề trình bày. Hãy để tôi cho bạn hai ví dụ. Trong bối cảnh di động điện tử, tiếng ồn và hành vi rung của tất cả các loại yếu tố máy đang trở nên quan trọng hơn. Vì vậy, cần phải dự đoán tiếng ồn của vòng bi trong hệ thống ở giai đoạn đầu phát triển sản phẩm. Mô phỏng tiếng ồn mang phức tạp và rất tốn thời gian. Bây giờ chúng tôi đã phát triển một phương pháp mới trong BEARINX cho phép chúng tôi dự đoán tiếng ồn chạy của vòng bi trong vài giây. Điều này là duy nhất trên thế giới và sẽ được trình bày tại Thế giới Vòng bi FVA lần đầu tiên.

Một bài trình bày khác là về ảnh hưởng của các vùi không kim loại (NMI) đối với các vết nứt khắc trắng (WEC). Theo tài liệu, vẫn chưa rõ liệu NMI có phải là nguyên nhân gốc của WEC hay không. Để giải thích đầy đủ về vấn đề này, việc đánh giá cơ học các NMI trong điều kiện tiếp xúc lăn là mong muốn. Một lựa chọn để đánh giá phân tích các khuyết tật bên trong có thể được giải thích bằng Cơ học đàn hồi tuyến tính đàn hồi tuyến tính (LEFM). Với sự hiểu biết về LEFM, các chuyên gia có thể xác định kích thước khuyết tật quan trọng tùy thuộc vào sự phân bố ứng suất và vị trí khuyết tật trong một thành phần và tính toán ứng suất cho phép đối với kích thước khuyết tật cho trước.

Tuy nhiên, việc xem xét cần thiết về trạng thái ứng suất phức tạp trong điều kiện tiếp xúc lăn là thách thức. Một cách tiếp cận kết hợp để phân tích sự khởi đầu mệt mỏi dưới bề mặt và sự phát triển của – cái gọi là – bướm đã được phát triển. So sánh với kết quả thử nghiệm và xác định trong các tiêu chuẩn khác nhau (ví dụ ISO 281) cho thấy một sự phù hợp tốt. Vì vậy, chúng ta sẽ thảo luận trong bài nói chuyện về ảnh hưởng của NMI đối với các cơ chế thiệt hại khác nhau bao gồm cả sự hình thành của WEC.

5. Công ty của bạn có thể thêm gì vào việc giảm nội dung Co2 ?

Các sản phẩm có độ chính xác cao của Schaeffler đã tạo điều kiện và định hình khả năng di động trong nhiều thập kỷ. Việc tối ưu hóa liên tục các giải pháp sản phẩm của chúng tôi, ví dụ như liên quan đến việc giảm tổn thất ma sát và kéo dài vòng đời sản phẩm (bảo trì dự đoán, tái sản xuất), cho phép khách hàng của chúng tôi nhận ra mức tăng hiệu quả đáng kể trong giai đoạn sử dụng, và do đó, cung cấp các đóng góp để giảm tác động khí hậu tổng thể. Để giảm thiểu lượng khí thải carbon của các sản phẩm của chúng tôi trong toàn bộ chuỗi giá trị, Chương trình Khí hậu Schaeffler nhằm mục đích tăng thêm hiệu quả năng lượng trong hoạt động của chúng tôi, nâng cao tỷ lệ năng lượng tái tạo trong hỗn hợp năng lượng của chúng tôi và sự tham gia với các nhà cung cấp của chúng tôi để xác định và nhận ra tiềm năng giảm.

6. Việc trao đổi giữa nghiên cứu tại các trường đại học và ngành công nghiệp đối với bạn quan trọng như thế nào ?

Trao đổi này là rất quan trọng bởi vì bạn cần có được những ý tưởng mới trong công ty để luôn đổi mới. Chúng tôi có một mạng lưới trường đại học trên toàn thế giới rất tốt và đối với các chủ đề đặc biệt, chúng tôi đã thiết lập nên được gọi là Schaeffler Hubs for Advanced Research (SHARE). Nghiên cứu tại SHAREs hướng đến các chủ đề chính trong tương lai, mà Schaeffler đã xác định. Vì vậy, chúng tôi đã ví dụ CHIA SẺ cho di động giữa các thành phố tại Đại học Tây Nam Jiatong Trung Quốc, CHIA SẺ cho di động đô thị tại Đại học Công nghệ Nanyang Singapore và CHIA SẺ để số hóa tại Đại học Friedrich Alexander ở Erlangen Đức. Tại Học viện Công nghệ Karlsruhe, SHARE tập trung vào tính di động điện tử.

7. Schaeffler có ý nghĩa gì với vòng bi thông minh và công ty của bạn thực hiện chúng bao xa ?

Khi các máy móc và thiết bị số hóa được thiết kế, vòng bi thường đại diện cho một điểm đo lường lý tưởng của máy tính để ghi lại tải hoạt động, các thông số quá trình và tình trạng của máy. Các biến này xảy ra trực tiếp trong vòng bi trong hầu hết các máy. Do đó, có ý nghĩa để phát triển các hệ thống cảm biến để xác định tải hoạt động chủ yếu trong ổ lăn. Một thiết kế rất nhỏ gọn có thể đạt được bằng cách phân cụm một số thành phần cảm biến trong một đơn vị cảm biến nhỏ gọn. Schaeffler đã thực hiện phương pháp này trong vòng bi, bạc đạn FAG cảm biến VarioSense của mình.

Bộ cảm biến có thể được cấu hình linh hoạt với các biến đo khác nhau như tốc độ bao gồm phát hiện hướng quay, vị trí trục, nhiệt độ vòng bi, độ rung và chuyển vị trục xuyên tâm. Chuyển vị trục xuyên tâm được xác định với độ chính xác micromet và tương quan với nội lực và mô-men xoắn trong nhiều máy. Các biến được đo này cho phép hoạt động thông minh theo định hướng bản đồ dữ liệu của máy móc và thiết bị chẳng hạn. Tải trọng chịu lực và do đó tải máy cũng có thể được xác định từ phép đo chuyển vị bằng mô hình ổ trục. Điều này mở ra những khả năng hoàn toàn mới trong các lĩnh vực kiểm soát máy và giám sát tình trạng và quy trình.

Khách hàng đã sử dụng phạm vi dịch vụ của chúng tôi bao gồm các sản phẩm giám sát tình trạng, sản phẩm quay và tuyến tính thông minh, dịch vụ kỹ thuật số, gói giải pháp dành riêng cho ngành và mô hình kinh doanh mới, dựa trên dữ liệu trong các giai đoạn dự án khác nhau. Trong giai đoạn tiếp theo, Schaeffler sẽ sử dụng kinh nghiệm này để phát triển hơn nữa các dịch vụ dựa trên nền tảng của mình và do đó đáp ứng các yêu cầu của khách hàng một cách nhanh chóng và linh hoạt.

8. Tình hình kinh tế sắp tới sẽ có những hậu quả gì đối với ngành công nghiệp vòng bi ?

Chúng ta đều biết rằng vài năm tới sẽ là thử thách. Nền kinh tế đang hạ nhiệt và chúng ta có những thay đổi công nghệ trong ngành công nghiệp ô tô cùng một lúc. Nhưng tôi tin rằng có rất nhiều cơ hội, đặc biệt là cho các ngành công nghiệp mang. Tất nhiên, chúng ta sẽ cần ít bộ phận hơn và ít vòng bi hơn trong xe điện, nhưng các yêu cầu đặc biệt đối với vòng bi động cơ điện là khá cao về tốc độ và điện trở, điều đó có nghĩa là chúng ta có cơ hội tạo ra USPs với các sản phẩm tuyệt vời và sáng tạo cho công nghệ mới. Ngoài ra, thị trường mang toàn cầu vẫn đang phát triển và rất nhiều xu hướng mới đang phát sinh. Một ví dụ cho kinh doanh công nghiệp là robot, cung cấp cơ hội không chỉ cho các sản phẩm cơ khí, mà còn cho các vòng bi và hệ thống ổ trục thông minh.

9. Những thách thức nào ngành công nghiệp mang sẽ phải đối mặt trong tương lai ?

Vì vòng bi là cần thiết gần như ở mọi nơi có chuyển động xảy ra, sự lan rộng của các ứng dụng sẽ tăng lên. Một trong những thách thức chính là xử lý một loạt các ứng dụng một cách hiệu quả và cạnh tranh. Trong nhiều ứng dụng, ổ đỡ là nơi chứa tất cả các thông tin như tốc độ, tải trọng và nhiệt độ của thiết bị và do đó, mục đích bổ sung của vòng bi là hoạt động như một máy phát thông tin. Ổ đỡ trong tương lai không chỉ là một ổ đỡ; nó sẽ trở thành một cảm biến tích hợp. Do đó, tầm quan trọng của vòng bi sẽ tăng lên trong tương lai với số hóa và công nghiệp 4.0.

Một ví dụ về vòng bi làm máy phát thông tin là Schaeffler SpulumSense, đây là một giải pháp rất nhỏ gọn của Schaeffler cho các trục chính. Nó tích hợp công nghệ cảm biến, đơn vị đánh giá để xác định các giá trị đo và đầu ra thông báo quá tải thành một đơn vị.