今天，所有人都在讨论节能。在进行设备驱动时，工程师们都试图减少运动中的摩擦。而在旋转运动中，应保证支承传递力矩的轴的滚动轴承摩擦力尽可能小。

位于Schweinfurt市的Schaeffler集团公司产品研发领导人Arbogast Grunau博士说道：“滚动轴承和节能几乎是一对同义词。也可以说，滚动轴承的含义中包含了节能。凡是有运动和机械做功的场合，都可以利用轴承来减小摩擦，提高效率。”

有上百年轴承生产经验的SKF公司看到了当前市场的需求，并及时抓住了这次机会。2007年，在SKF公司的百年庆典上，其推出了一系列节能型滚动轴承。与普通符合ISO标准的轴承相比，新系列轴承至少可以节约30%的能源。

图1  SKF公司总经理兼首席执行官Tom Johnstone先生介绍说：“这种节能型圆锥滚子轴承平均可以节约30%的能源。”

此系列节能型轴承产品主要包括球轴承和圆锥滚子轴承，都是世界市场上最常用的滚动轴承产品。据SKF公司瑞典Goeteborg市总部的总经理兼首席执行官Tom Johnstone先生(图1)介绍：这种节能型圆锥滚子轴承平均可以节约30%的能源，主要适用于工业应用领域中的大型设备，即能耗在1 MW以上的设备，如铁路机车、重型机械驱动装置、船舶、风力发电设备、传送机械和塑料挤出机等。第一批节能型轴承的直径范围为200~600 mm之间，优先用于风力发电设备中。SKF的节能型球轴承系列产品的节能效率同样可以达到30%以上。此节能型轴承的研发得到了欧盟环保程序“Life-Environment 2006”的支持和资助。

长寿命低能耗

SKF公司的总经理Tom Johnstone先生强调指出：“新系列的节能型轴承在保证了长寿命和高承载能力的同时，还减少了能源消耗。”节能型轴承主要是通过对轴承结构的改进来提高工作效率的，如提高轴承表面粗糙度、优化滚道形状和几何尺寸、采用特殊聚酯保持架和最佳滚动体等。

经优化设计的滚动体减轻了轴承重量，减少了推动滚动体运动所需要的能源，从而起到了节约能源的作用。此外，轴承质量变轻，滚动体的转动惯量减小，从而也减少了滑动的可能性和所需的润滑液;而滑动和较多的润滑液也是影响效率和增加能耗的因素。

若将2006年投入使用的所有风力发电设备的轴承都更换为SKF公司研发生产的这种节能型球轴承，据Johnstone先生估计，每年可多发电7700万度。这相当于瑞典全国54万个家庭一个月的耗电量。这一比较显示出SKF节能轴承巨大的节能潜力。

Schaeffler集团公司的技术人员也对此轴承赞不绝口，Grunau先生(图2)说道：“这种轴承的摩擦力小，是提高效率的关键。我们的新型C系列球轴承经优化改进后的摩擦阻力同样比原来的老型号降低了35%，从而使FAG的轴承技术水平达到了一个新的高度。”

图2  Schaeffler集团公司产品研发领导人Arbogast Grunau博士说道：“我们的新型C系列球轴承的摩擦阻力比原来的老型号降低了35％。”

在C系列球轴承中滚动体润滑的优化改进是提高其使用寿命和工作效率的主要原因。Grunau先生说：“在滚动体润滑的改进中，包括了高性能的密封和滚动体保持架的改进。在各项技术改进的综合作用下，轴承的效率得以提高，可在更高的转速下运行，而且降低了噪声、提高了工作效率并延长了使用寿命，同时也明显降低了轴承的能源消耗。”

在圆锥滚子轴承中，轴承内外圈档边设计的优化改进有着非常重要的意义。Grunau先生介绍说，尤其是在轴向力较大时，传统结构的圆锥滚子轴承的摩擦力矩会明显提高。“因此，Schaeffler集团公司在新的T7FC型X-life系列圆锥滚子轴承中对其几何形状、表面粗糙度、材料和尺寸以及跳动量都做了优化改进。最终将轴承的额定动载荷性能提高了20%，使用寿命提高了约70%。”

同时，由于改进了滚道的微观表面形状，提高了轴承的尺寸精度和运行精度使得新型圆锥滚子轴承的摩擦力矩比同类产品低75%。在减少摩擦力矩的改进措施中，内圈滚道档边和滚动体端面的优化设计也起到了不可忽视的作用。在摩擦力减小之后，轴承所需要的润滑油量也相应减少，而且维护保养的周期也相应延长。Grunau先生还介绍了新型轴承的另一个优点，即其运转起来更加轻巧安静。

圆柱滚子轴承具有很高的径向承载能力和很高的刚性，非常适于在安装空间紧凑的场合中使用。另外，当它作为支承轴承或者固定端轴承使用时，其除了能够承受很高的径向力以外还能够承受一定的轴向力。此时，轴承所承受的轴向力经滚动体端面和滚道的档边传递出去。在新的设计计算方法和改进了的加工工艺的帮助下，Schaeffler集团公司的工程师们优化了滚动体端面与轴承滚道档边之间的接触状况，从而明显提高了圆柱滚子轴承的轴向承载能力。Grunau先生说：“承载能力明显提高的润滑油膜把承受轴向负载时的摩擦力矩减小了50%。”从而明显提高了圆柱滚子轴承的效率。因此，这种新型圆柱滚子轴承在外形尺寸相同时能够承受更高的负载，或者在负载相同的情况下该轴承的尺寸规格更小，因此可以更加经济的安装和使用。此外，该轴承所需润滑液的量也相对较少。

用角接触轴承代替圆锥滚子轴承

在汽车制造业中的驱动和行驶系统中，Schaeffler集团公司的双列和四列角接触球轴承是圆锥滚子轴承最好的替代产品。Grunau先生介绍说：“角接触轴承滚动体钢球的点接触代替了圆锥滚子的线接触，省略了滚动体端面与滚道档边之间的接触摩擦，从而使轴承的摩擦力减小了50%。”在承载能力合适的情况下，四列角接触球轴承能够替代圆锥滚子轴承。例如在SUV运动型多用途车、运输车和轻型载货汽车中，这种轴承的节能效果都非常明显。“在标准行驶测试中，这两类轴承都有很好的节能效果，最多可节约能源1.5%。”在轿车的驱动轴中，双列角接触轴承是传统圆锥滚子轴承的理想替代产品，可在小齿轮和差速器中使用。

Schaeffler集团公司也为航空航天应用领域提供滚动轴承。Grunau博士说：“在现代航天器的驱动总成中，也能看到Schaeffler公司生产的节能型轴承。例如，在新型波音787客机中，其使用的‘Dreamliner’轴承可帮助节约20%的燃油，而其所使用的驱动总成是由通用电气公司和劳斯莱斯公司共同研发生产的。这两家公司都与Schaeffler公司有着悠久的合作历史。”其在重要的轴和驱动轴中都要求使用高承载能力、低重量及高可靠性的轴承。此外，还要求具有减振和低噪声等性能。

基于互联网的分析工具确定节能潜力

许多企业在研发新的高效驱动装置时都会咨询有关轴承使用的问题。而这些有关驱动和动力传送装置的问题往往很难一下子回答清楚。因此，SKF公司专门研发了一种在互联网上使用的轴承分析软件，即客户轴承节能分析软件(CEEA)。

此分析软件能够根据客户输入的数据打印出一张卡片，在卡片上注明不同设备的最大节能潜力百分比、投资回收期和真实的费用数据。由于设备的能源消耗在其使用过程中是变化的，因此CEEA分析软件只是一个比较有价值的辅助工具，帮助用户定期对设备的耗能进行检查。