铁姆肯公司工程师设计的轴承为下一步火星车

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铁姆肯公司工程师设计的轴承为下一步火星车

2021年2月,一个新的漫游者将登陆火星,任务是寻找古代微生物生命的迹象。当那一天到来的时候,铁姆肯高级应用工程师约翰·雷诺(John Renaud)可能会鼓起勇气说一句“是的!”毕竟,将探测器降至地面的下降制动器的轴承是他设计的。

但雷诺说,两年前设计的轴承是所有在一天的工作。他的老板,用于航空航天约翰·洛瑞,澄清总工程师。“约翰是位为航天专家,”他说。设计精密轴承像火星探测器的应用是工作的一部分。

好奇号漫游者在降落到火星时使用了铁姆肯轴承,之前的两艘漫游者勇气号和机遇号也是如此。“好奇号”的旋转木马系统的中心毂上也有铁姆肯轴承,因为它旋转定位样本杯,以便收集和分析岩石、土壤和大气。此外,两英寸(6.35毫米)铁姆肯轴承运行它的微型真空泵,支持探测车的分析设备。

一英寸轴承的值

当你思考这个问题的时候,雷诺有一个观点——所有这些火星探测车业务并不太令人惊讶。任何旋转机构都需要轴承,无论是在太空还是在地球上。铁姆肯制造轴承已经有将近120年的历史,所以火星上有一些轴承也就不足为奇了。

可能是什么令人惊讶的是到底有多少是骑在那些轴承。“轴承是不是只是一个轴承,”雷诺说。“非常小的变化,一英寸(2.5微米)的一种方式或其他的万分之三可能是部分工作或失败之间的差别,”他说。

和失败不是一个选项。当参与太空失败,有没有人来修复它,所以整个任务可能会失败。在好奇心的情况下,$ 2.5十亿八年规划和发展的可能降落在这颗红色星球后不久,打住。

相反,它在2012年8月6日轻轻地滑向了Aeolis Palus平原,并一直在漫游,发回过去6年的图片和分析——远远超过它预计的23个月的寿命——并以它的发现创造了历史。

空间应用程序的挑战

作为一名应用工程师,雷诺解决了各种各样的问题。国防项目、卫星、传感器和游艇陀螺仪都在他的办公桌上。通常,他只看到环境因素和载荷条件——承重所需要承受的外力。他说:“我们会得到首字母缩略词或程序名,但有时项目是分类的。”“它装在什么里面?”我们不能告诉你。”

当涉及到空间应用,一些因素在起作用,可能无法在乡土项目的关键。首先,雷诺说,你必须采取的极端高温,振动和的启动条件加速进去。

Typically, Timken engineers run customer-provided load conditions through Syber, Timken’s proprietary modeling software, “which simulates how the bearing will react to the load inputs and looks at contact stresses and shaft deflections to determine if there’s going to be a problem,” he says.

在空间应用中的轴承经常在真空环境中,这趋向于干的事情了操作。为了解决这个问题,好奇心轴承设计有一个特殊的油脂和油混合润滑解决方案。放气,也可以在空间的关注。“如果我们有一个不稳定的材料的工作,它可能污染卫星,包括仪器内部的所有组件,”洛瑞说。

在空间轴承也必须相当精确的定位,特别是当你指向和集中在从轨道上的东西。如果轴承运转不平稳,它可以影响精确地定位卫星的能力,并且可以传输振动到卫星的其余部分。这可能意味着它不能获得清晰的图像,对于初学者。

“如果你曾经在音乐会的舞台上试过将相机变焦,你就会知道要保持手不动,在那么远的距离下拍出清晰的照片是多么不可能,”劳里说。“从遥远的外太空想象一下。当你试图对准卫星或聚焦仪器来收集数据时,振动的传输是至关重要的。从这个角度看,这些要求可能非常具有挑战性。”

重视合作的文化

雷诺已经与铁姆肯公司11年,作为首发产品工程师后,他从马萨诸塞大学洛厄尔毕业,获得机械工程学位。洛瑞就要到了他的20周年,以航天任务的总工程师,2011年R&d和项目管理生涯之后。

洛瑞说:“就在我进入航空航天业之前,我研究过直径10-12英尺(3米- 3.7米)的风能轴承。”“这里,有些只有英寸(6.35毫米)那么小。”

两人都喜欢自己从事的各种各样的项目。“每一天都不一样,”雷诺说。

不过,从事价值数十亿美元的太空项目意味着,准确性是重中之重。对细节的关注至关重要,重视开放沟通的团队文化也是如此。

“人们来这里是为了解决问题,”洛瑞说。“他们在一个开放的,诚实的,平易近人的方式进行合作。这也是我最喜欢的是铁姆肯公司工作的特点之一。”

铁姆肯公司的工程师,约翰·雷诺(左)和约翰·劳里(右)

他们对寻找下一个太空项目的年轻工程师有什么建议?“多问问题,”劳里说。“海绵”。

今天,他说,“一些在该领域的专业知识原已开始翻身,以及年轻一代是假设这些角色。客户可能会更偏重于我们精益对我们的支持。”

Renaud表示同意。“向同事学习,”他说。“那些在这份工作上干了多年的人是你最大的资源。”

与此同时,航天工业也在迅速发展。“卫星正变得越来越小,越来越便宜,”雷诺说。“当一家公司发射一组相对便宜的小型卫星时,如果有几个失败了,有时也是可以接受的。这是雷诺和铁姆肯团队不习惯的。

“这和以前的太空飞行是一个不同的世界,”劳里说。但他期待着挑战。Timken的专业知识和协作模式,加上下一代带来的新想法和思维方式,无疑将在满足更小、更灵活的空间公司的需求方面发挥巨大作用。