Utrzymać wyrównanie w trudnych warunkach

W ciągu ostatnich dziesięciu lat innowacyjna linia łożysk firmy Timken odniosła sukces w globalnym przemyśle stalowym dzięki swojej zdolności do obniżania kosztów eksploatacji linii ciągłego odlewania. Łącząc zdolność do samonastawności łożyska baryłkowego ze swobodą osiową łożyska walcowego, łożyska Timken ADAPT udowodniły swoją trzykrotnie dłuższą żywotność w porównaniu z łożyskami innych wiodących marek.

Dzięki temu sukcesowi linia ADAPT zyskuje coraz większe zainteresowanie ze strony innego sektora przemysłowego: producentów papieru. Zwróciliśmy się do dwóch ekspertów firmy Timken z pytaniem o to, jak seria ADAPT pomaga klientom przezwyciężać podobne warunki w tych dwóch bardzo różnych od siebie branżach.

Co łączy linie odlewnicze stali i walce do suszenia papieru? Coraz częściej ich wspólną cechą są łożyska Timken ADAPT.

Pyt.: W jaki sposób przemysł stalowy wykorzystuje łożyska ADAPT?

Roth: Łożyska ADAPT są stosowane w liniach ciągłego odlewania — części zakładu, w której ciekła stal zamienia się w lite kęsiska stalowe. Pewien duży zakład ma na potrzeby klienta w Belgii dwie linie odlewnicze, z których każda wykorzystuje setki łożysk w ciągłej, całodobowej pracy.

Łożyska te podlegają ekstremalnym warunkom termicznym, które powodują rozszerzanie się i kurczenie wałów, którymi obracają. Łożyska te są również poddawane dużym obciążeniom przy niskich prędkościach obrotowych, co może być dla nich trudne.

Gdy ciekła stal spływa po odlewarce i twardnieje, jest spryskiwana wodą w celu jej schłodzenia. Cały ten sprzęt jest stale narażony na działanie wody, pary i zgorzeliny, co sprawia, że korozja jest kolejnym częstym problemem.

Po schłodzeniu, kęsiska przechodzą przez walcownię, w której stają się niezwykle cienkimi blachami stalowymi, wykorzystywanymi następnie w produkcji samochodów lub do innych celów.

Pyt.: Jakie wyzwania stojące przed przemysłem stalowym pomogły rozwiązać łożyska ADAPT?

Fierro: Podczas operacji odlewania występuje znaczna niewspółosiowość, której przyczyną jest sam ciężar stali i warunki termiczne, tak więc widać tu często ruch osiowy i promieniowy. Aby dostosować się do tej sytuacji, łożysko w ustalonej pozycji jest sparowane z łożyskiem po przeciwnej stronie wału, które jest pływające — porusza się, dostosowując się do zmieniających się warunków.

Przed opracowaniem łożysk ADAPT niektórzy klienci używali łożyska toroidalnego oferowanego przez inną firmę. Czasami byli świadkami przedwczesnej awarii tych łożysk z powodu zużycia cierno-korozyjnego lub przylegania pierścienia wewnętrznego do wału, w połączeniu z korozją lub innymi warunkami. Jeśli łożysko swobodne zostało unieruchomione, na łożysko wywierane były obciążenia krzyżowe, co prowadziło do jego przedwczesnego uszkodzenia.

Przedwczesne uszkodzenie mógł powodować także wadliwy montaż. W przypadku rozwiązania toroidalnego klient obliczał podczas montażu szacunkowe ruchy łożyska i wału w trakcie zmiany warunków termicznych podczas pracy. Gdy te pomiary nie były wykonane prawidłowo, dochodziło do skrzywienia łożyska.

Pyt.: Czy klienci doświadczali wielu przestojów powodowanych awarią łożysk?

Roth: Opracowywali rozwiązania tymczasowe, zawsze utrzymując dostępne i gotowe do zainstalowania zapasowe segmenty odlewarek. Wyciągnięcie segmentu i włożenie nowego zajmowało około pół godziny, więc produkcja nie była zatrzymywana całkowicie, ale demontaż, wymiana i przegląd tych segmentów zwiększał jej koszty.

Pyt.: Jak łożyska Timken ADAPT rozwiązały te problemy?

Fierro: Konstrukcja ADAPT łączy w sobie łożysko baryłkowe na pierścieniu zewnętrznym z łożyskiem walcowym na pierścieniu wewnętrznym, dzięki czemu radzi sobie z niewspółosiowością oraz przemieszczeniem osiowym.

Jednocześnie nasze łożysko oferuje znacznie prostszy montaż, bez konieczności wykonywania wstępnych obliczeń rozszerzalności wału. Aby rozwiązać problem przemieszczenia osiowego, stosujemy cylindryczny pierścień wewnętrzny o cechach konstrukcji wewnętrznej, które zapewniają trzypunktowy kontakt z elementem tocznym. Taka konstrukcja łagodzi efekt ukosowania i zapobiega poślizgom lub plamieniu.

Ponadto łożyska ADAPT pasują do istniejącej obudowy. Często klient nie musi wymieniać przewodów smarowania, aby zamontować łożyska ADAPT, co czyni instalację jeszcze łatwiejszą.

Pyt.: Jakie ogólne korzyści przyniosło przemysłowi stalowemu stosowanie łożysk ADAPT?

Roth: Po pierwsze jest to znacznie wydłużona żywotność łożyska. Jeden z klientów twierdził, że poprzednie łożyska toroidalne zwykle ulegały awarii po wyprodukowaniu około 700 000 ton stali.

Zaczęliśmy montować łożyska ADAPT w urządzeniach do ciągłego odlewania w 2017 roku, a do 2019 roku na każdej z tych linii wyprodukowano ponad 2,5 miliona ton stali. Tak więc w niektórych przypadkach potroiliśmy już trwałość łożyska. Naszym celem jest osiągnięcie 4,5 miliona ton dla jednego systemu łożyskowego w produkcji i sądzimy, że prawdopodobnie nam się to uda.

Nasi klienci są również zadowoleni, że łożysko jest tak łatwe w montażu. Nie ma jakiejkolwiek potrzeby modyfikowania sprzętu — wystarczy usunąć istniejące łożysko toroidalne i włożyć łożysko Timken. Nasz pierścień wewnętrzny można również wyjąć z łożyska, co jeszcze bardziej ułatwia montaż.

Pyt.: Jakie zmiany oznacza stosowanie linii łożysk ADAPT dla przemysłu papierniczego?

Roth: W produkcji papieru także obserwuje się szybkie zmiany temperatury, zwłaszcza podczas rozruchu, a łożyska muszą szybko dostosować się do tych zmian. Jest tak, jak w przypadku odlewarki stali, gdy jedno łożysko znajduje się po stronie nieruchomej, a łożysko adaptera po stronie ruchu swobodnego, z dużymi, zmiennymi obciążeniami i dużą wilgotnością.

Fierro: Po sukcesie w branży stalowej, inżynierowie zajmujący się zastosowaniami, projektowaniem i serwisem w firmie Timken szukali innych rynków, które mogłyby skorzystać na tej technologii. Opracowaliśmy linię ADAPT dla przemysłu papierniczego i rozpoczęliśmy jej testowanie w terenie. Nasze najdłużej działające łożysko testowe w branży papieru pracuje już prawie dwa lata i działa wyjątkowo.

Testy wewnętrzne i terenowe potwierdzają, że podczas pracy, gdy występują wszystkie te zmieniające się warunki, łożyska ADAPT są w pracy nawet 10% chłodniejsze niż produkty konkurencji, z nawet 10% mniejszym momentem obrotowym. Czynniki te mają bezpośredni związek z wydajnością pracy suszarek papieru.

Wprowadziliśmy linię ADAPT na rynek papierniczy z wieloma numerami katalogowymi i w wielu rozmiarach, a ostatnio odnieśliśmy sukcesy u dwóch dużych producentów oryginalnego sprzętu, posiadających zakłady Europie, Brazylii i Chinach. Spodziewamy się, że łożyska Timken ADAPT prześcigną konkurencję na rynku papieru, podobnie, jak w przypadku odlewarek stalowych.

Dowiedz się, jak łożyska ADAPT mogą poprawić wydajność operacyjną

Last Updated: 2021/11/19

Published: 2021/05/18