NSK TL-lager har dubblerat livslängden i pappersmaskiner

NSK:s sfäriska rullager med TL-teknik används allt mer i pappersindustrin eftersom fler maskintillverkare och pappersbruk försöker maximera livslängden och drifttiden. De unika egenskaperna hos NSK:s TL-specifikation (tough and long life) har visat sig ge större motståndskraft mot ringspänning, vilket även minskar sprickor på innerringen och levererar dubbla livslängden jämfört med konventionella lager med standard värmebehandling.

TL-seriens sfäriska rullager är specifikt utformade för sektioner av pappersmaskiner där förhöjda temperaturer råder, till exempel torkvalsar, kalandervalsar, dukvalsar och PV-valsar. Lagren utvecklades som en lösning på ett specifikt problem: sprickor på innerringen. Detta problem är vanligt på torkcylindrar (inklusive Yankee-torkvalsar) och kalandervalsar, där ånga förs genom valsens ihåliga axel för att värma den. Här expanderar valsen snabbare än lagret, vilket gör passformen tätare. När ringspänningen (kraft som utövas periferiskt) hos innerringen ökar kan sprickor börja dyka upp.

Höga temperaturer i pappersmaskiner utgör också ytterligare utmaningar för lager. Exempelvis sänker närvaron av värme smörjmedlets viskositet, vilket minskar livslängden, medan oönskad krypning kan ha en negativ inverkan på dimensionell stabilitet.

Även om en långsam uppstartsprocedur kan förhindra sådana problem - genom att öka temperaturen gradvis - kan det ta flera timmar och pappersbruk har inte råd med den förlorade produktionen och intäkterna. Istället ligger lösningen i rätt lagerval.

För att lösa temperaturproblemen analyserade NSK uppkomsten av sprickor på innerringen och upprättade en metod för att värdera hållfasthet som sedan ledde till utvecklingen av den egenutvecklade TL-specifikationen. Den typ av stål som används i dessa lager är legerat med hjälp av en speciell metod för värmebehandling som ger både hög hårdhet på rullbanan och dimensionell stabilitet under höga temperaturer. Det är viktigt att styrkan hos den inre ringen ökas tillräckligt för att bättre motstå spänningsstress, även vid temperaturer upp till 200°C.

Motståndet hos innerringar som uppfyller TL-specifikationen är högre än motståndet hos innerringar tillverkade av bainitiskt stål eller lagerstål, medan ythårdheten på rullytan är större än ytor gjorda av bainitiskt stål eller härdat stål. Dessa faktorer underbygger TL-lagrens förmåga att uppnå längre livslängd när de används på exempelvis kalandrar, styrvvalsar och utjämningsvalsar.

Ett exempel på detta omfattar ett större pappersbruk som hade problem med sina kalandervalsar, där flera sprickor utvecklades på rullagrens innerringar. Bruket kontaktade NSK:s expertteam eftersom man var frustrerad av att ha upp till 12 haverier årligen, vilket ledde till överdrivna driftstopp och underhåll. Som en del av NSK:s Added Value Programme AIP inleddes en omfattande utredning av tillämpningen.

NSK-specialisterna upptäckte snart att de sfäriska standardlagren som användes i kalandervalsen inte hade speciallegerade innerringar, vilket gjorde dem känsliga för den höga värmen i applikationen och som ledde till sprickor i innerringarna. Det rekommenderades därför att pappersbruket skulle byta till NSK:s sfäriska rullager tillverkade med TL-teknik. Den innovativa kemiska stålkompositionen och ökad motståndskraft mot spänningar och sprickor, fördubblade livslängden och minskade kostnaden för utbyteslager och driftstopp. Under en femårsperiod efter bytet har pappersbruket sparat cirka 430 000 euro.

NSK:s sfäriska rullager med TL-teknik har använts på torkcylindrar och andra valsar i pappersmaskiner sedan 1994, utan några problem rapporterade. Idag produceras över 100 olika TL-lager/typer, vilket hjälper ett brett spektrum av kunder att uppnå bättre och mer kostnadseffektiv prestanda. NSK:s TL-serie kan dessutom erbjuda stora självjusterande rullager med diametrar upp till 1360 mm för att passa Yankee-torkvalsar.

1) Många delar av pappersmaskiner utsätts för höga temperaturer som utgör specifika utmaningar för lager. Foto: Moreno Soppelsa/Shutterstock

  Mer information…