Forschung und Entwicklung bei Timken: Wo Theorie auf die reale Welt trifft

Die Welt ist in ständiger Bewegung. Die modernen Industrieanlagen von heute leisten, was noch vor einem Jahrzehnt ein Wunschtraum war, von der Wellenkrafttechnologie bis zum Heben von riesigen Schiffen durch echte Berge.

Lager sind ein wesentlicher Bestandteil jedes mechanischen Kraftübertragungssystems. Sie sorgen dafür, dass sich Komponenten drehen können, während sie das Gewicht unterstützen und die Kraft durch einen Antriebsmechanismus übertragen, um Bewegung zu ermöglichen. Dr. Bill Hannon, Manager, Produkt-F+E, spricht über die Wissenschaft, die Timken-Experten bei der Auswahl der optimalen Lagerkonstruktion für eine effiziente Systemleistung hilft – und über die Algorithmen, die die neuesten Arbeiten des Unternehmens vorantreiben.

Frage: Wie beeinflusst das Wissen der Forschungs- und Entwicklungsabteilung (F+E) von Timken die Kundenanlagen der nächsten Generation?

Hannon: Der Großteil unserer Forschungsbemühungen wird durch Kunden- oder Geschäftsanfragen ausgelöst. Wir sind in der Lage, effiziente Lagerprodukte zu entwickeln, da wir über eine Gemeinschaft intelligenter Mitarbeiter verfügen, die auf das gemeinsame Ziel der Lösung von Kundenproblemen hinarbeiten, unabhängig von ihrer Funktion. Alle Wissenschaftler bei Timken sind Experten in unterschiedlichen Bereichen. Einer ist vielleicht auf die Überwindung vonReibungswiderständen spezialisiert, während ein anderer sich mit der Entstehung von Rissen in Werkstoffen befasst. Andere wiederum untersuchen hohe Drücke oder den Einfluss von Lärm, Vibrationen und Rauheit in mechanischen Systemen. Unsere technische Stärke liegt in der Integration unserer Spezialgebiete in eine Systemlösung, die spezifische Anforderungen wie größere Effizienz und höhere Leistung erfüllt.

„Unsere Aufgabe ist es, Antworten zu finden, die ein Problem für einen Kunden lösen und das Problem letztendlich für alle zukünftigen Kunden beseitigen können.“

Dr. Bill Hannon
Manager, Produkt-F+E von Timken

Frage: Sie selbst sind auf Physik und Mathematik spezialisiert. Wie gehen Sie vor, um wissenschaftliche Theorien in praktische Lösungen umzusetzen?

Hannon: So sehr ich es auch liebe, zu lesen und zu studieren, glaube ich, dass Wissenschaftler die Pflicht haben, das Gelernte in der realen Welt anzuwenden. Es gibt einen alten Spruch von Frank Westheimer, einem brillanten physikalisch-organischen Chemiker, der lautet: „Ein Monat im Labor kann Ihnen oft eine Stunde in der Bibliothek ersparen.“ Das bedeutet, dass viele Dinge bereits untersucht wurden und aus einem Buch gelernt werden können. Damit fange ich also an.

Zu Beginn meiner Karriere verbrachte ich drei Monate in der Bibliothek, um herauszufinden, wie man einen Algorithmus zur Vorhersage von Temperaturen in einem System mit Lagern, Zahnrädern und Schmierung erstellt. Ich hatte lebhafte Gespräche mit Kollegen und musste mehrmals wieder von vorne anfangen. Dann brauchte es eine Menge mathematischer Modellierung und Programmierung, um einen Algorithmus zu entwickeln, den die Timken-Ingenieure bei der Erstellung von Lagerempfehlungen verwenden konnten. Heute sind die vorhandenen Forschungs- und Computerwerkzeuge fortschrittlicher, aber der Prozess ist immer noch derselbe. Wir bewegen uns gerade in eine Ära von Big Data, in der wir Probleme mehr von einem statistischen Standpunkt aus betrachten können als bisher.

Frage: Wie helfen Ihre aktuellen Arbeiten Kunden bei der Auswahl des optimalen Lagers für ihre Anwendungen?

Hannon: Wir setzen unsere Forschung und unsere Algorithmen in funktionale Tools wie die Syber Bearing System Analysis-Software um. Unsere Anwendungsingenieure verwenden die Software, um das mechanische Kraftübertragungssystem eines Kunden zu replizieren und die effektivsten Timken-Produkte für dieses System auszuwählen. Unsere Arbeit fließt auch in die Entwicklungstools ein, die den Kunden direkt zur Verfügung stehen

In den meisten Fällen lässt sich mit diesen Tools die richtige Lösung finden. Aber da die Technologie voranschreitet und die Anforderungen an die Anwendungen strenger werden, stoßen wir manchmal auf neue Hürden. Dann geht es zurück in die Bibliothek, um die Lösung zu finden. Manchmal gehen wir von sehr theoretischen Beobachtungen aus, manchmal von wirklich praktischen. Es ist wirklich die Verbindung dieser beiden, die uns dabei hilft, diesen technischen Wert zu schaffen und das Vertrauen unserer Kunden zu gewinnen.

Frage: Wie unterstützt Ihr Team über die Erstellung und Optimierung von Algorithmen hinaus die tägliche Problemlösung, die die Kunden weiterbringt?

Hannon: Timken verfügt über eine solide Feedback-Schleife in den Bereichen F+E und Technik, so dass wir ständig neue Fragen erhalten. Es könnte etwas Einfaches sein, wie z. B. ein Kunde, der sich fragt, warum das Anlaufdrehmoment eines Lagers nicht dem entspricht, was modelliert wurde. Es könnte auch etwas Komplizierteres sein, wie eine interne Debatte darüber, welche Viskositätsgesetze für ein neues Produkt berücksichtigt werden sollten. Unsere Aufgabe ist es, Antworten zu finden, die ein Problem für einen Kunden lösen und letztendlich das Problem für alle zukünftigen Kunden beseitigen können. Durch diese tägliche Erfahrung bleibt unser theoretisches Team auch in der Realität verankert. Das ist etwas, das wir in einem akademischen Umfeld nicht bekommen würden.

Frage: Was bringt die Zukunft? Welche Arten von Algorithmen wird die nächste Generation von Timken-Wissenschaftlern entwickeln?

Hannon: Wir lösen immer noch die gleiche Anzahl von Herausforderungen wie unsere Vorgänger vor 50 und 100 Jahren. Es ist nur so, dass es heute keine tief hängenden Früchte mehr gibt. In den 1960er Jahren beantwortete Timken kleine Fragen, wie z. B. die Frage, wie hoch die Kontaktspannung eines Lagers ist, mit Hilfe von Computermodellen und einigen allgemeinen Annahmen. In den 1980er Jahren wurde die Forschung und Entwicklung spezialisierter, und das, was wir lernten, führte zu weniger Annahmen. Heute tauchen wir noch tiefer in unsere Studiengebiete ein, um noch präzisere Antworten zu erhalten. Das könnte bedeuten, dass es schwieriger ist, einen einfachen Sieg zu finden, aber wir sind bereit für die Herausforderung.

Die Forschung und Entwicklung von Timken beginnt am Schnittpunkt von Fähigkeiten und Möglichkeiten. Erfahren Sie mehr über die Investitionen des Unternehmens in eine breite Palette technischer Aktivitäten, von der Messwissenschaftbis zur Fertigungs-F+E .

Published: 2024/01/9