В рамках исследовательского проекта Poseidon II наука и промышленность совместно ищут материалы подшипников качения, покрытия и процессы обработки поверхности, которые позволяют подшипникам качения иметь длительный срок службы даже без смазочных материалов и корпусов. Исследователи из отдела гальваники в Институте машиностроения и автоматизации им. Фраунгофера занимаются разработкой тонких пластинчатых гальванических слоев из никеля и других химических элементов.
Увеличить энергоэффективность ветряных турбин до 30%
Подшипник качения в роторах ветровых турбин подвергается воздействию огромных сил трения. На морских ветряных электростанциях и вблизи побережья сталь также подвергается сильной коррозии из-за высокой влажности воздуха и содержания соли. До сих пор износ масла и других смазочных материалов оставался низким. Герметичные корпуса защищают от коррозии при использовании в агрессивных средах, таких как морская вода, кислоты или щелочи. Однако корпуса снижают энергоэффективность всей системы на 30% из-за потерь на трение.
Вклад в энергетический переход
Если в будущем подшипники качения не будут нуждаться ни в корпусах, ни в смазочных материалах для работы в экстремальных условиях эксплуатации, это не только сэкономит ресурсы и повысит энергоэффективность системы. Смазочное масло больше не может вытекать, приводить к загрязнению и наносить вред окружающей среде. Таким образом, долговечные кольца подшипников, которые используются в агрессивных условиях, таких как морская вода или около нее, могут способствовать переходу энергии.
Никель вольфрам показывает лучшие результаты
Сплав никеля и вольфрама, которым покрыта обычная сталь с роликовыми подшипниками, оказался наименее подверженным износу и коррозии в своих предыдущих исследованиях. Поэтому он может быть пригоден для использования на морских ветряных электростанциях и приливных электростанциях. «Но мы также тестируем такие соединения, как никель-кобальт, никель-олово, никель-молибден или никель-фосфор. Поскольку экстремальные условия эксплуатации и высокие потери энергии из-за трения также существуют далеко от побережья и влияют на газопроводы, насосы, компрессоры или даже на привод электромобилей », - говорит Катя Фейге, которая возглавляет группу по гальваническим процессам и материалам в Fraunhofer IPA.
Гальваника без фиксированной точки контакта
Исследователи из Fraunhofer IPA занимаются не только поиском лучших гальванических слоев в каждом случае, но и новым процессом нанесения гальванического металлического слоя на подшипник качения. У обычных гальванических рам есть один существенный недостаток: «Металлический слой, нанесенный на точки, где кольцо подшипника создает электрический контакт, нарушается», предупреждает Фейдж. «Именно здесь может начаться коррозия». Поэтому ученые разработали систему покрытия поверхностей подшипников по всей поверхности. Специальная система приводных и контактных роликов предназначена для нанесения бесконтактного покрытия.