Иновация на NSK решава дългогодишно предизвикателство с лагерите в минната индустрия
Компанията NSK използва сериозните си възможности и опит при решаването на различни трудни казуси за да предостави решение на дългогодишен проблем в мините и кариерите. При много транспортни ленти, работещи в неблагоприятните експлоатационни условия на мините, се появяват преждевременни повреди на лагерите на главната, задната, задвижващата и обтяжната ролка. Има много причини, поради които решаването на този проблем в продължение на много години си остава огромно предизвикателство, но NSK предложи решение, което увеличава експлоатационния живот на лагерите до 20 пъти, без да налага никакви други изисквания. За да се осигури така необходимия достъп до главната, задната, задвижващата и обтяжната ролка на транспортните ленти, в мините и кариерите традиционно се използват отворени лагери. Краткият експлоатационен живот на тези лагери обаче, често застрашава продължителността на работа.
Широко разпространен проблем
В Австралия миннодобивната промишленост е важен стълб за икономиката на страната, в който престоят и скъпите ремонти са критичен фактор за крайната рентабилност. Както в много други региони по света, минните компании в Австралия се сблъскват със скъпа поддръжка и продължителни престои на транспортните ленти поради повреда на лагерите на обтяжните ролки. Тези лагери обикновено страдат от твърди частици (мръсотия, прах) и вода, проникващи през уплътненията на корпуса и влизащи в отворените лагери.
Освен, че трябва да подобри положението с капсуловките, всяко ново решение трябва да се съобрази и с важните клиентски изисквания, едно от които е бърз монтаж. Като стандартна индустриална процедура, всеки сферичен лагер се плъзга бързо и лесно по конусна втулка. За разлика от тях, лагерите, които се монтират на обикновена цилиндрична повърхност, изискват нагряване и охлаждане, за да се осигури съответната стегната сглобка, което не само отнема време, но и изисква специално оборудване.
Конусните лагерни отвори и съответните конусни втулки предоставят бързо и по-удобно решение. Преходната втулка има цилиндричен отвор за плъзгане към края на вала на ролката на транспортната лента, докато външният диаметър на втулката е конус, който пасва на този на лагерния отвор. В края на преходната втулка има резба, чрез която посредством натягане с гайка лагера се монтира върху конуса. За да се установи колко следва да се натегне сферичния лагер върху конусната повърхност, специалистите по поддръжката използват луфтомер, за да контролират вътрешната хлабина на лагера. Този подход гарантира, че не се прилага прекомерна сила, което би могло да избута лагера твърде нагоре по конусната втулка, намалявайки по този начин твърде много вътрешната хлабина.
Началото на промяна
Продължителността на живота на отворените сферични лагери за приложения като минни и кариерни транспортни ленти е сравнително кратка, обикновено само няколко месеца. Въпреки това, поради липсата на по-добро решение, тази донякъде неприемлива ситуация пробладава в продължение на много години. Първият признак за пробив в решаването на проблема се появява през 2012-2013 г., когато NSK Австралия и нейния дистрибутор започват да работят в тясно сътрудничество с големи минни компании в цялата страна, започвайки полеви тестове на различни проблемни места с различни обтяжни ролки, чийто средно време между отказите (MTBF) ) е едва 6 месеца.
NSK решава да разработи капсулован сферичен лагер, който може да осигури удължаване на експлоатационния живот, използвайки високоефективен дизайн на уплътнението и посредством уникален материал с удължен живот на лагери. Друг важен проблем бил да се осигури и надеждното окончателно измерване на радиалната хлабина. Преди това само при отворените лагери е бил възможен достъп на луфтомерите. Използването на обикновени капсуловани лагери би възпрепятствало извършването на тази операция от критична важност.
Решението на описания проблем от страна на някои производители са стандартни капсуловани сферични лагери (с конусен отвор) с набор от таблици със съответствия. Тези таблици осигуряват връзка между разстоянието при аксиален натиск, налягането на маслената помпа на хидравличната гайка и с колко се намалява вътрешната хлабина. Това обаче, е теоретично изчисление, което не предлага 100% сигурност и води до определен процент грешки при монтажа.
Изцяло нова концепция
За да подобри този подход, NSK предлага за първи път в света идеята за подвижно уплътнение. Тази концепция се съсредоточава върху уплътнение, монтирано на пръстен/държач, който е напълно разглобяем (чрез болтове), като по този начин се осигурява достъп за измерване на хлабините с луфтомер (както и възможност за крайния потребител да избира и запълва лагерите с грес по свой избор при пускане в експлоатация и повторно смазване, ако е необходимо). Конструкцията на NSK не изисква нагреватели за монтаж и продължава да използва стандартни конусни втулки и контрагайки по ISO стандарт, като по този начин предлага взаимозаменяемост със съществуващите решения. Важно е да се отбележи, че въпреки добавянето на подвижно уплътнение, размерът на специфицирана по ISO ширина не се променя, което позволява използването на стандартни лагерни кутии. NSK успява да постигне този резултат, прилагайки сертифицирания лагерен материал Hi-TF/Super-TF, който е собствена разработка, за да минимизира ограниченията при проектиране на уплътнението.
Този материал увеличава капацитета на товароносимост с до 10% (в зависимост от размера), в сравнение със стандартен отворен лагер, което позволява решението да запази същите габаритни размери. Това означава, че минните компании могат бързо и лесно да подменят съществуващите си отворени лагери с решението на NSK, тъй като не се изискват нови лагерни кутии. Важно е също да се отбележи, че лагерните материали Hi-TF и Super-TF осигуряват два пъти по-дълъг експлоатационен живот от конвенционалните лагерни материали при работа с чиста смазка и до 10 пъти - при работа със замърсена смазка. Решението на NSK, също така, включва доказаната нитрилна технология на уплътнения при тежки натоварвания (HNBR) осигуряваща надеждна експлоатация до 100 °C и 30% по-ефективно капсуловане в сравнение със стандартните индустриални концепции, благодарение на технологията с натегнатите с пружина устнички. Този дизайн помага за постигане на защита от замърсители и дълъг експлоатационен живот.
Срок на експлоатация до 10 години
Някои от пробните сферични лагери, монтирани на минните транспортни ленти от NSK Australia през 2012-2013 г., все още са в експлоатация и работят безпроблемно. Въпреки това, след две години от първоначалния монтаж NSK демонтира един лагерен комплект (въпреки перфектната му работа) и го изпрати в Центъра за изследване и развитие на компанията в Япония за рентгенов анализ за умора на материала. Резултатът показва, че остатъчният ресурс на лагера е осем години. Така, заедно с вече постигнатото кратко време за техническо обслужване, NSK доказа, че е възможен 10-годишен експлоатационен живот на лагерите, което далеч превишава всички резултати, които преди това са постигани на транспортните ленти в минната индустрия и кариери.
От тогава NSK Australia е доставила за минната индустрия в страната около 1600 сферични лагери с дълъг експлоатационен живот и технология с подвижни уплътнения. Пълната продуктова гама със стандартни диаметри на отвора от 120 до 480 мм вече се предлага в цял свят, включително и в Европа. Например, вече са извършени няколко инсталации на лагерите в транспортните ленти на Скандинавските държави.
1) NSK сферичните лагери с дълъг живот с подвижно уплътнение осигуряват удължено време на безотказна работа и по-висока надеждност за операторите на транспортни системи
2) Уплътнението е монтирано към пръстен/държач, който е напълно разглобяем (чрез болтове), за да позволи достъп за измерване на вътрешната хлабина с луфтомери
3) Напречно сечение на NSK сферичните лагери с дълъг живот с подвижно уплътнение, показващо вътрешната гривна, външната гривна, държача на уплътнението и самото уплътнение
4) По-високото номинално динамично натоварване на материала на лагера Hi-TF/Super-TF на NSK намалява конструктивните ограничения при проектиране на уплътнението, като запазва стандартните по ISO размери за ширина на лагера