NSK-áttörés a terhelhetőség területén

A világon először az NSK mutatott be egy új módszert a gördülőcsapágyak élettartamának pontos előrejelzésére. Az eljárás a csapágyak méretét és az alapanyagul szolgáló acélban található nem fémes zárványok mennyiségét veszi alapul. A jövőben így megnövelhető az NSK kúpgörgős és hengergörgős csapágyak, mélyhornyú golyóscsapágyainak, valamint ferde hatásvonalú golyóscsapágyak élettartama, sőt az alapvető dinamikus terhelési besorolások optimalizálásával akár meg is duplázható az élettartam.

  www.nskeurope.com

A terhelési besorolásokat az ISO 281:2007 szabvány szabályozza, amely kimondja, hogy azonos csapágyak tesztelésekor tízből kilencnek probléma nélkül meg kell tennie egymillió fordulatot. Az ISO 281 bizonyos feltételek mellett lehetővé teszi az élettartam növelését, de a múltban a csapágy bármilyen módosítását további tesztsorozatnak kellett követnie. Az NSK azonban pontosan ilyen helyzetekre fejlesztett ki egy roncsolásmentes ellenőrzési módszert, amely lehetővé teszi a további vizsgálatok mellőzését, és lehetővé teszi a végfelhasználó számára, hogy meghosszabbítsák csapágyaik élettartamát.

Általánosságban elmondható, hogy a legtöbben a gyártó meglévő katalógusát használjuk a csapágy élettartamának kiszámításához. Alternatív megoldásként általában külső terhelésekés a csapágyinformációk is bevihetők a számítási programba. Az alapszámítás azonban továbbra is az ISO 281 szerint történik. Ez a számítási eljárás vált napjainkra szabványossá világszerte. A csapágyak élettartamának meghatározására szolgáló módszerek kidolgozása és bevezetése óta (vagyis 1962 óta) azonban ugrásszerűen fejlődtek mind az anyagtisztaságra, mind a gyártási eljárásokra vonatkozó képességek. Ennek eredményeként a csapágyak tényleges élettartama jóval hosszabb, mint amit az ISO 281 szerinti tesztelés javasol.

Az NSK megoldása a dolgok leegyszerűsítése volt, és az empirikus tesztek mellé számítógéppel támogatott modelleket is bevezetett. Az alapötlet az, hogy ezeket a modelleket „digitális ikerpárként” használjuk azzal a végső céllal, hogy eltekinthessünk a valódi, fizikai csapágyakkal végzett élettartam-tesztektől, és pusztán digitális kiértékelések segítségével határozzuk meg a dinamikus terhelési értékek változásait.

Az NSK saját belső kutatása kimutatta, hogy a csapágyacél összetétele és minősége – különösen a nemfémes szennyeződéseket tartalmazó törölni acél aránya – óriási hatással van a csapágy élettartamára, sőt, valójában pontosabban jelzi előre a csapágyak élettartamát, mint a fent említett számítási módszerek. Mérnökeik rájöttek, hogy a törésmechanikán (a mechanikának az anyagokban keletkező repedések terjedésének vizsgálatával foglalkozó területe) alapuló értékelési módszer sokkal használhatóbb összképet ad.

A vállalat a japán Kyushu Egyetemmel együttműködve egy olyan kvantitatív értékelési módszert dolgozott ki, amellyel meghatározható, hogy mely tényezők milyen mértékben befolyásolták a repedés terjedésének folyamatát egy anyagban. Nevezetesen, amikor az új módszert egy ultrahangos vizsgálati technikával kombinálták – ami szkenneli a nagy mennyiségű acél nem fémes zárványait –, az NSK felfedezte, hogy sokkal nagyobb pontossággal tudja megjósolni csapágyainak élettartamát.

Ennek közvetlen eredményeként az NSK számos csapágy alapvető dinamikus terhelési besorolását vizsgálta felül anélkül, hogy a konstrukcióban vagy az anyagokban változás történt volna, miközben minden magasabb értékre továbbra is alkalmazza a megfelelő biztonsági ráhagyást. Ezzel a felülvizsgálattal például a tűgörgős csapágyak becsült élettartama a korábbinak akár kétszerese is lehet.

Még ennél is jobb, hogy a csapágyak alapvető dinamikus terhelési besorolásának javításával azok nagyobb terhelési körülmények között történő használatra is alkalmassá válnak, vagyis a cégek kisebb csapágyakat is kiválaszthatnak, amik továbbra is ugyanazt a funkciót képesek ellátni, mint nagyobb társaik. Ennek kézzelfogható előnyei a gépek méretének és súlyának csökkenése.

A végfelhasználók biztosak lehetnek abban, hogy az új csapágy-élettartam értékeket gondosan tanulmányozott, kiterjedt empirikus adatbázissal alátámasztott módszertan alapján határozzák meg. Minden új – és alapvetően magasabb – érték a biztonságos tartományon belül lesz. Az NSK kutatói és fejlesztői kvantitatív kiértékelési módszerrel határozták meg, hogy mely tényezők, illetve a szennyeződések száma és mérete miként befolyásolja a repedés terjedését a gördülőcsapágy acélban, A szimulációk lefuttatásához és elemzéséhez extrém számítási teljesítményű számítógépeket használtak.
 

A jövőben megnövelhető az NSK kúpgörgős és hengergörgős csapágyak, mélyhornyú golyóscsapágyainak(a képen), valamint ferde hatásvonalú golyóscsapágyak élettartama

 

  További információkért kérem forduljon …