NSK-innovation löser mångårigt lagerproblem inom gruvindustrin

NSK har använt sin omfattande kompetens och erfarenhet för att förse gruvor och stenbrott med lösningen på ett långvarigt problem. Många transportbanor i den utsatta miljön i gruvorna får upprepade lagerhaverier i drivtrumman, vändtrumman och spännrullen. Under många år har det visat sig vara svårt att lösa detta problem, men NSK har nu tagit fram en lösning som förbättrar livslängden med upp till 20 gånger utan att kompromissa med andra användarkrav.

För att möjliggöra hög åtkomlighet så konstrueras drivtrumman, vändtrumman och spännrullen på stenbrotts- och gruvtransportbanor traditionellt på öppna lager. Den korta livslängden för dessa lager innebär dock stillestånd och minskad produktion.

Utbrett problem
I Australien är gruvdrift en viktig sektor i landets ekonomi, där driftstopp och kostsamma reparationer påverkar lönsamheten. I likhet med andra platser i världen upplever gruvföretag över hela Australien dyrt underhåll och långa stilleståndstider för transportbanor på grund av lagerhaverier i spännrullen. Dessa lager utsätts för hårda partiklar (smuts, damm) och vatten som tränger in i lagerhusets förslutning och kommer in i de öppna lagren.

Utöver förbättrad tätning måste varje ny lösning undvika att kompromissa med viktiga användarkrav, varav en är snabb montering. Standard vid montering i branschen innebär att det sfäriska rullagret snabbt och enkelt glider på plats på en avsmalnande hylsa. Däremot kräver lager, som monteras på en vanlig cylindrisk yta, uppvärmning och kylning för att säkerställa en lämplig krymppassning, vilket inte bara tar tid utan kräver specialutrustning.

Koniska lagerhål och motsvarande koniska adapterhylsor ger en snabbare och bekvämare lösning. Adapterhylsan har ett cylindriskt hål för att glida över änden av transportbandets rullaxel, medan ytterdiametern på hylsan har en avsmalning som matchar lagerhålet. I änden av adapterhylsan finns en gänga, där användning av en mutter skjuter lagret på konen.

För att veta hur mycket det sfäriska rullagret måste skjutas på den koniska ytan använder underhållstekniker ett precisionsblad för att kontrollera lagrets inre spel. Denna strategi säkerställer att det inte finns någon kraft som kan trycka lagret för långt upp på den koniska hylsan, vilket minskar det inre spelet för mycket.

Början på förändring
Den förväntade livslängden för öppna sfäriska rullager i tillämpningar som transportbanor för gruvdrift och stenbrott är relativt kort, vanligtvis bara månader. Men i avsaknad av en bättre lösning har denna något oacceptabla situation pågått i många år.

Det första tecknet på ett genombrott kom 2012-13. Det var då som NSK Australia och dess distributör började arbeta tillsammans med stora gruvbolag över hela landet för att sätta upp flera tester på plats på olika problematiska ställen för transportbandsrullar där medeltiden för haverier (MTBF) ) var så låg som 6 månader.

NSK tog då fram en typ av tätade sfäriska rullager som skulle kunna ge en förlängd livslängd genom högeffektiv tätningsdesign och användning av unikt lagermaterial med lång livslängd. En av de stora utmaningarna var dock att tillgodose behovet av mätning av radiellt spel. Endast genom att använda öppna lager var det tidigare möjligt för precisionsblad att komma åt. Användning av ett konventionellt tätat lager skulle förhindra denna viktiga åtgärd.

Vissa lagertillverkare har åtgärdat detta problem genom att erbjuda standardtätade sfäriska rullager (med ett koniskt hål) med en uppsättning omvandlingstabeller. Dessa tabeller ger en korrelation mellan mängden axiellt skjutmån, oljetrycket i pumpen för den hydrauliska muttern och hur mycket det inre spelet krymper. Detta är dock en teoretisk beräkning som inte erbjuder 100 % säkerhet, vilket leder till en viss procent av monteringsfel.

Ett helt nytt koncept
För att förbättra monteringen kom NSK på en världsunik idé - en löstagbar tätning. Detta koncept fokuserar på en tätning monterad på en ring/hållare som är helt löstagbar (via bultar), vilket ger åtkomst för spelrumsmätningar med hjälp av precisionsblad (liksom slutanvändarens möjlighet att välja och applicera smörjfett enligt önskemål vid behov av eftersmörjning) NSK-designen kräver ingen värmekrymputrustning och fortsätter att använda koniska adapterhylsor och låsmuttrar enligt ISO-standard, vilket erbjuder utbytbarhet med befintliga lösningar.

Trots den löstagbara tätningen behövs ingen ändring av den ISO-specificerade gränsbreddsdimensionen, vilket tillåter användning av standardlagerhus. NSK löste detta genom att använda sitt egenutvecklade, oberoende certifierade Hi-TF/Super-TF-lagermaterial för att mildra tätningens designbegränsningar.

Materialet ökar belastningsgraden med upp till 10 % (beroende på storlek) i jämförelse med ett öppet standardlager, vilket gör att lösningen kan förbli inom samma dimensionella sektion. Gruvbolag kan därför snabbt och enkelt byta sina befintliga öppna lager till NSK:s lösning - det finns inget krav på ett nytt lagerhus.

Noterbart är att Hi-TF- och Super-TF-lagermaterial erbjuder dubbelt så lång livslängd som konventionellt lagermaterial med ren smörjning och upp till 10 gånger med förorenad smörjning.

NSK:s lösning har också beprövad teknik med kraftig nitriltätning (HNBR), som klarar en arbetstemperatur upp till 100°C, och som erbjuder en 30 % effektivare tätning än standardkoncept, tack vare användningen av fjäderbelastad läppteknologi. Denna design ger lång livslängd och skydd mot föroreningar.

Livslängd upp till 10 år
Några av de testade sfäriska rullagren som monterades på transportbanorna av NSK Australia 2012-13 förblir i drift utan problem. NSK tog dock bort en uppsättning (även om den fungerade perfekt) efter två år och skickade den till företagets FoU-center i Japan för utmattningsanalys. Resultatet visade att en återstående livslängd på åtta år återstod. Tillsammans med den servicetid som redan uppnåtts så fastställde NSK att en 10-årig livslängd är möjlig, vilket är långt över allt som tidigare uppnåtts på transportbanor inom gruv- och stenbrottsindustrin.

NSK Australia har sedan dess levererat cirka 1600 sfäriska rullager, med lång livslängd med löstagbar tätningsteknologi, till landets gruvindustri. Ett komplett utbud av standardstorlekar från 120 till 440 mm håldiameter finns nu tillgängligt över hela världen, inklusive i Europa. Vissa installationer har redan gjorts i exempelvis de nordiska länderna.

1) NSK:s sfäriska rullager med löstagbar tätning ger ökad livslängd, längre drifttid och högre tillförlitlighet för operatörer av transportbanesystem.


2) Tätningen är monterad på en ring/hållare som är helt löstagbar (via bultar) för att tillåta åtkomst för mätningar av glapp med hjälp av precisionsblad. 3) Ett tvärsnitt av NSK:s sfäriska rullager med löstagbar tätning visar innerringen, ytterringen, tätningshållaren och tätningen.

  Mer information…