NSK成功开发可修复再利用的高承载大型圆锥滚子轴承

·在严苛条件下运行的自卸卡车等矿山设备，一般使用的都是大型圆锥滚子轴承。
·为了实现轴承可修复再使用，需具备长期使用的长寿命化以及所有零件均可仔细检查的结构分离化。
·可实现精准预测寿命的Micro-UT检测方法是NSK的独有技术，依托此技术提高了轴承承载能力，轴承寿命最多可延长至2倍。
·得益于内圈小挡边的分离化结构，轴承所有零件均可进行仔细检查。

日本精工株式会社（以下简称NSK）在行业内首次^*1开发了可修复再利用的高承载大型圆锥滚子轴承。

为了实现轴承可修复再利用，除了在设备维护阶段实施修复外，轴承还应具备可长期使用的长寿命化以及所有零件均可仔细检查的结构分离化特点。相比较于现有品，本次开发品依托NSK独有的可实现精准预测寿命的Micro-UT检测方法^*2，可将轴承寿命最长延长至2倍，确保可长期使用。此外，通过内圈“小挡边”可分离的结构，工作人员可轻松检查轴承所有零件，让修复再利用成为可能，为降低维护成本和减少CO₂排放做出了贡献。

之后，NSK将向矿山设备厂家提供样品，并以矿山设备厂家为中心，相继扩大水泥等其他行业的市场。预计到2030年，本开发品的销售额将达到20亿日元。

*1 行业首创：依据2025年2月NSK的调查结果，调查对象：矿山设备上使用的圆锥滚子轴承。
*2 使用NSK Micro-UT™方法进行高精度预测：根据轴承钢材中非金属夹杂物的尺寸和数量（统计数据）对滚动轴承的剥落寿命进行高精度预测的技术（专利申请完毕）。

本开发品在矿山设备中的安装案例（左: 自卸卡车的车轮、右: 破碎机（立磨）的磨辊）

1.开发背景

随着城市化进程加快，铁矿石、煤炭等矿产资源产量持续增加。其中，矿产开采环节会消耗大量能源，在碳中和要求的背景下，相关企业亟待采取诸如提高设备运转率、机械电动化等措施进行改善，其中，节能及减少CO₂排放设备的零件再次利用也是重要举措。矿山现场使用的自卸卡车和破碎机是24小时不间断运转的，并且在严苛的条件(低速，重载荷，振动等)下使用，因此大型圆锥滚子轴承的选用需要以长寿命和高可靠性为前提。

目前，自卸卡车和破碎机等矿山设备的部分零件(轴、齿轮等)已经实现了修复再利用，而轴承在维护过程中依然是被全部废弃更换的。因此，尽快实现轴承修复再利用成为市场的呼声。不过，轴承的修复再利用必须以长寿命化和结构分离化为前提，因为矿山设备的使用寿命往往长达数十年，每隔几年都会对设备的零件进行检查，零件被修复后要确保长时间使用，特别是对现有轴承的修复，必须满足高承载能力的要求，否则会影响设备整体寿命。同时，市场上的众多轴承往往是非分离结构，开展内部详细检查很困难，因此，轴承的长寿命化和结构分离化成为了修复再利用的必要条件。

2.产品特点

依托独有技术，NSK轴承得以具备长寿命化（高承载化）和结构分离化特点，助力行业首次实现了设备维护过程中轴承的修复再利用。在矿山设备等振动比较大的特殊工况环境下，结构分离化的设计还需要考虑轴承的可靠性。因此， NSK另一独有技术防脱落结构可避免振动工况下失效，提高了轴承的可靠性。

开发品的特点和构造

*3*4 专利申请完毕。
*5 摩擦学：通过润滑、材料表面技术控制运动接触的物体之间产生的摩擦、磨损。

 ①根据长寿命化(高承载化)实现长期使用
用NSK Micro-UT™方法进行高精度寿命预测的技术将高承载设计成为可能，轴承寿命最多可延长至2倍。

*6 基本额定动载荷C：在外圈静止的情况下，不改变载荷方向和大小的条件下，内圈能够旋转100万转的载荷。
*7 基本额定寿命L10：一批相同的轴承在相同的条件下单独运转时，90%的轴承在运转时不出现因滚动剥落而引起剥落的总转数。

 ②根据结构分离化实现全部零件的详细检查
圆锥滚子轴承在称为小挡边和大挡边的内圈边缘部分为滚子引导，市场上的众多现有品外圈以外的零件难以分离。本开发品将结构分离的小挡边和内圈通过螺栓连接。可拆除小挡边的结构使得滚子及保持架均可和内圈分离，所有零件均可详细检查。

③防脱落结构避免振动工况下失效
防脱落结构(铆接结构)可防止分离型小挡边螺栓的松动和脱落，在矿山等振动大的使用环境下提高了轴承的可靠性。

3.产品的效果

本开发品为降低矿山设备的维护成本和减少CO₂排放量做出了贡献。

1) 降低维护成本的案例（使用周期：轴承使用开始～直到第二次设备维护或废弃）
轴承的修复再利用，助力设备维护过程减少轴承的更换个数。
·自卸卡车每台的轴承更换数量：8个⇒4个（减少4个）
·破碎机每台的轴承更换数量：12个⇒6个（减少6个）

2) CO₂排放量减少案例（使用周期：轴承使用开始～直到第二次设备维护或废弃）
本开发品在自卸卡车（车轮）上使用能够减少CO₂排放量3,102kg-CO₂^*8
【背景信息】本开发品对应用在澳大利亚矿山的自卸卡车（车轮）的CO₂排放量减少量进行估算，使用周期：60,000hr，估算对象：原料～废弃，估算报告待公开。

*8 根据NSK调查CFP(碳足迹)估算结果。

此外，NSK致力于建立PLM^*9模型，本开发品被定位为实现PLM模型修复再利用方面的主要产品。

*9 PLM：Product Lifecycle Management的缩略语，即产品生命周期管理。本公司致力于强化产品全生命周期的服务体系，进一步扩大从产品销售到设备维护、维修各方面的PLM战略。