Nová soudečková ložiska snižují provozní náklady

Vysoká životnost soudečkových ložisek SKF Explorer snižuje provozní náklady strojních zařízení v celém průmyslu a zvláště náklady na zařízení používaná například v hutním a těžebním průmyslu, v nichž ložiska často pracují ve vysoce znečištěném prostředí. Životnost soudečkových ložisek SKF Explorer je naprosto výjimečná, a to i v náročných provozních podmínkách. Ložiska splňují nároky průmyslových podniků, které chtějí zvýšit spolehlivost strojů a odstranit neplánovanou dobu odstávek zařízení.

Společnost SKF uvedla soudečková ložiska na trh v roce 1919. Od té doby je stále technicky zdokonaluje, aby lépe splňovala potřeby zákazníků. V roce 2011 byla představena zdokonalená soudečková ložiska SKF Explorer, která dosahují delší provozní trvanlivosti. Zkoušky provedené v laboratořích SKF prokázaly, že tato zdokonalená ložiska dosahují ve znečištěném prostředí nebo při nedostatečném mazání až dvojnásobné provozní trvanlivosti ve srovnání s předcházející generací. V porovnání se staršími ložisky se ložiska SKF Explorer vyznačují vyšší dynamickou únosností, a tedy umožňují konstruktérům zmenšovat rozměry nových strojů při zajištění stejných parametrů.

Kromě vysoké únosnosti mají ložiska s těsněním rovněž delší provozní trvanlivost a vyšší provozní spolehlivost díky nižšímu průniku nečistot do ložiska. Schopnost naklopení vnějšího kroužku vůči vnitřnímu jim umožňuje vyrovnávat nesouosost mezi hřídelí a ložiskovým tělesem až do 0,5°, a to bez zvýšení tření nebo snížení provozní trvanlivosti.

Soudečková ložiska SKF Explorer s integrovanými těsněními jsou chráněna proti průniku nečistot i vlhkosti a mohou ve většině zařízení pracovat bez potřeby domazávání. V mnoha aplikacích zpravidla nevyžadují ani použití externích těsnění, a proto je jejich montáž výrazně jednodušší. Projevuje se to kratší dobou odstávek a nižšími náklady na údržbu. Delší trvanlivost, nižší spotřeba maziva a vyšší výkon zařízení při nižší provozní teplotě zaručují uživatelům soudečkových ložisek SKF Explorer s těsněními kratší dobu návratnosti investice.

Soudečková ložiska SKF Explorer s těsněními dosahují v mnoha zařízeních až čtyřnásobně delší provozní trvanlivosti ve srovnání s otevřenými ložisky. Prokazatelně delší provozní trvanlivost ložisek s těsněními může pomoci výrobcům zařízení optimalizovat jejich výrobky. Mohou totiž používat menší ložiska, která zajistí stejný nebo vyšší výkon a současně sníží hmotnost i náklady a dále omezí dopady na životní prostředí. Ložiska s těsněními rovněž urychlují montáž a zlevňují výrobu, protože nekladou tak vysoké nároky na externí těsnění. Soudečková ložiska SKF Explorer s těsněními mají stejnou únosnost a většinou i stejné připojovací rozměry podle ISO jako odpovídající otevřená ložiska. Umožňují tedy jednoduše a s nízkými náklady modernizovat uložení.

Zabránění průniku nečistot v silně znečištěných prostředích

Soudečková ložiska SKF Explorer nacházejí uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích. Tato ložiska s těsněními jsou snadno dostupná a mohou tedy být využívána především v takových odvětvích, jako jsou například hutní průmysl a povrchová těžba nerostů, v nichž převládají vysoce agresivní podmínky. Těsnění soudečkových ložisek zabraňují průniku nečistot do ložiska. Z toho důvodu snižují náklady na domazávání i spotřebu maziva. Současně také přispívají k prodloužení provozní trvanlivosti a k vyšší produktivitě. Soudečková ložiska SKF Explorer s těsněními jsou opatřena těsněním z nitrilové pryže (NBR) se dvěma těsnicími břity a náplní vysoce kvalitního plastického maziva SKF. Těsnění v podstatě snižují únik maziva, k němuž dochází u běžných otevřených ložisek, a tak výrazně snižují dopady na životní prostředí.

Vysvětlení tak významného zlepšení spolehlivosti ložisek vyžaduje, abychom se vrátili až na začátek – k vývoji ložiskových ocelí. Ložiska jsou běžně vyráběna ze slitinové oceli, která musí splňovat nejrůznější nároky: vysokou tvrdost, vynikající odolnost proti opotřebení, houževnatost a odolnost proti korozi a nečistotám. Těchto vlastností lze v zásadě dosáhnout postupnými procesy, které zajistí optimální rovnováhu chemických prvků, jako například uhlíku, chromu, niklu, fosforu či manganu. Ocel v nezakaleném perlitickém stavu je většinou ohřívána na velmi vysokou teplotu. Přitom dochází k přeměně krystalické struktury na austenit. Pokud ocel rychle ochladíme, struktura se opět změní, a to na martenzit. Rychlost ochlazování určuje mechanické vlastnosti oceli včetně tvrdosti a pevnosti v tahu. Tyto vlastnosti lze dále upravovat opakovaným kalením a popouštěním. Podobně lze dosáhnout mnohem vyšší houževnatostí a tvrdosti materiálu postupem nazvaným izotermické kalení, kdy je ocel během kalení a následném ochlazování udržována na stabilní teplotě. Taková ocel se nazývá bainitická.

Společnost SKF se stala průkopníkem v používání bainitického kalení kroužků velkorozměrových ložisek. Tento postup zavedla koncem padesátých let minulého století a dále úzce spolupracovala s výrobci ocelí na zdokonalení procesů kalení. To jí umožnilo v roce 1999 uvést na trh první generaci progresivních ložisek SKF Explorer. Poprvé tak bylo možné využít v nejrůznějších zařízeních v mnoha průmyslových odvětvích ložiska různých velikostí, která se vyznačovala houževnatostí, rozměrovou stabilitou, odolností proti opotřebení, zbytkovým tlakovým napětím v povrchové vrstvě a dlouhou únavovou životností.

V posledních letech se konstruktéři a technici SKF ve spolupráci s vědci a metalurgy z předních univerzit zaměřují na vývoj ložiskové oceli, která spojí tradiční vlastnosti bainitické oceli s ještě vyšší odolností a spolehlivostí v nejnáročnějších provozních podmínkách.

Mnoho let panovalo přesvědčení, že čím nižší je teplota při zpracování bainitických ocelí, tím více se zlepší jejich materiálové vlastnosti. Předpokládalo se, že toho lze dosáhnout pouze podstatným prodloužením doby zpracování, které však není v běžných provozech vždy proveditelné.

Výzkumníci SKF však zjistili, že jakmile bainitická přeměna dosáhne při nízké teplotě určitého stupně, pokračuje přesně stejným způsobem, i když se teplota výrazně zvýší. Na základě tohoto průlomového poznatku, jakož i pokroku ve výrobní technologii bylo možné vyvinout patentovaný, prakticky použitelný a efektivní postup tepelného zpracování. Nový postup umožňuje využít mechanické přednosti nízkoteplotního bainitu bez zhoršení tradičních předností oceli.

Jednou z charakteristických vlastností nové bainitické oceli je velmi nízký obsah kyslíku. V zásadě platí, že čím je obsah kyslíku nižší, tím je delší provozní trvanlivost ložiska. Ačkoli byl obsah kyslíku v ložiskových ocelích v průběhu let neustále snižován, nyní bylo dosaženo v podstatě 100% odplynění. Kromě toho má nový materiál mnohem jemnější mikrostrukturu než tradiční bainit. Tato struktura zlepšuje odolnost proti opotřebení až o 60 % ve srovnání s ocelemi používanými k výrobě předcházející generace ložisek SKF Explorer. Navíc zajišťuje také výjimečnou rozměrovou stabilitu a konstrukční pevnost. Tyto přednosti jsou zachovány i v podmínkách vysokého znečištění nebo nedostatečného mazání. V obou případech testy SKF prokázaly až dvojnásobné prodloužení provozní trvanlivosti.
Nová ocel rovněž odolává tvorbě napěťových a únavových trhlin. Případně vzniklé mikrotrhliny se šíří do mnohem větších hloubek, než dojde ke kritickému selhání. Z toho důvodu trvá déle, než z počátečního odlupování materiálu vznikne lom. Ve srovnání s běžnými ocelemi dosahuje trhlina v nové ložiskové oceli hloubky, která je v procentuálním vyjádření tloušťky kroužku až o 150 % větší ve srovnání s typickým ložiskem. V provozních podmínkách umožňuje mnohem pomalejší a předvídatelnější rychlost šíření mikrotrhlin lépe naplánovat údržbu, a tedy dosáhnout nejdelší možné střední doby bezporuchového provozu a doby použitelného stavu.

Nově vyvinuté ložiskové oceli však nemohou řešit všechno. Parametry a spolehlivost nových ložisek byly dále zvýšeny promyšlenou změnou konstrukce valivých elementů, klecí a vodicích kroužků. Například plovoucí vodicí kroužky zabezpečují správné vedení valivých elementů při zajištění vyšší únosnosti ložiska, minimálního tření a tím i nízké teploty. Optimalizovaná vnitřní geometrie ložiska a kvalita povrchu snižují povrchová napětí a přispívají k vytvoření souvislého mazivového filmu s dlouhou životností maziva.

Nová ložiska SKF Explorer se vyznačují delší provozní trvanlivostí a hladším chodem při nižší teplotě i v nejnáročnějších provozních podmínkách. Jsou nabízena v celém rozsahu rozměrů a specifikací a jsou tedy ideální pro použití v hutním a těžebním průmyslu, v dopravě materiálů, lodním průmyslu i v běžné výrobě.
Od uvedení na trh v roce 1999 se ložiska SKF Explorer stala první volbou konstruktérů. Zavedení nové ložiskové oceli definovalo nové standardy pro výkon, spolehlivost a provozní trvanlivost a pomáhá firmám ve všech průmyslových odvětvích výrazně prodloužit provozuschopnost zařízení a tím snížit náklady. Soudečková ložiska SKF Explorer s těsněními, která zabraňují průniku nečistot do ložiska a prodlužují jeho provozní trvanlivost, umožňují dosáhnout nižších nákladů na domazávání, nižší spotřeby maziva a vyšší produktivity.

-PA-

SKF CZ

radka.smidova@skf.com
www.skf.cz