NSK:n TL-laakerit kaksinkertaistavat käyttöiän paperikoneissa

NSK:n TL-teknologiaa käyttävien pallomaisten rullalaakereiden adoptointi lisääntyy paperiteollisuudessa koska yhä useammat konevalmistajat ja paperitehtaat pyrkivät maksimoimaan käyttöiän ja käyttösuhteen. NSK:n TL-spesifikaation (kova ja pitkä ikä, tough and long life) on osoitettu tarjoavan paremman kestävyyden kehäjännityksessä ja näin ollen se vähentää sisäkehän murtumia ja tarjoaa yli kaksinkertaisen käyttöiän tavanomaisiin lämpökäsiteltyihin laakereihin verrattuna.

TL-sarjan pallomaiset rullalaakerit on kehitetty erityisesti sellaisia paperikoneiden osia varten, joissa esiintyy korkeita lämpötiloja, mukaan lukien kuivaustelat, kalanteritelat, kanvaasitelat ja PV-telat. Laakerit kehitettiin ratkaisuna tiettyyn ongelmaan: sisäkehien murtumat. Tämä ongelma on yleinen kuivaussylintereissä (mukaan lukien Yankee-kuivaustelat) ja kalanteritelat, joissa höyry ohjataan telaan onton akselin kautta telan kuumentamiseksi. Tällöin akselin laakeripinta laajenee nopeammin kuin laakeri, jolloin siitä tulee tiukempi. Kun sisäkehän kehäjännitys (kehämäisesti kohdistuva voima) kasvaa, säröjä alkaa muodostua.

Paperikoneiden korkeat lämpötilat asettavat laakereille myös muita haasteita. Kuumuus esimerkiksi laskee voiteluaineen viskositeettia ja lyhentää laakerin ikää. Samoin ei-toivotulla hivuttautumisella voi olla negatiivinen vaikutus mitanpitävyyteen.

Vaikka hitaan käynnistyksen menetelmällä voidaan ehkäistä tällaisia ongelmia - nostamalla lämpötilaa hitaasti - tämä voi kestää useita tunteja eikä paperitehtailla ole varaa tuotannon ja voiton menetykseen. Sen sijaan ratkaisu löytyy älykkäästä laakerivalinnasta.

NSK analysoi sisäkehän murtumismekanismia lämpötilan vaikutuksien ehkäisemiseksi ja kehitti vahvuuden arviointimenetelmän, joka sittemmin johti yrityksen TL-spesifikaation kehittämiseen. Näissä laakereissa käytettävä teräs on tyypiltään pintahiiletettyä. Tämä on erityinen lämpökäsittelymenetelmä, joka mahdollistaa sekä erittäin kovan kulumispinnan että mitanpitävyyden korkeissa lämpötiloissa. Tärkeää on myös se, että sisäkehän vahvuus kasvaa riittävästi, niin että se voi kestää paremmin kehäjännitystä jopa 200 °C:n lämpötiloissa.

TL-spesifikaation mukaisten sisäkehien vahvuus on korkeampi kuin bainiittisestä teräksestä tai laakeriteräksestä valmistettujen sisäkehien. Samalla kulumispinnan pintakovuus on kovempi kuin bainiittisestä teräksestä tai pintakarkaistusta teräksestä valmistettujen kulumispintojen. Näiden tekijöiden ansiosta TL-laakerit pystyvät tarjoamaan pidemmän käyttöiän kun niitä käytetään esimerkiksi kalantereissa, ohjausteloissa ja kiillotusteloissa.

Hyvänä esimerkkinä toimii merkittävä paperitehdas, jolla oli ongelmia kalanteritelojen kanssa. Rullalaakereiden sisäkehiin syntyi useita säröjä. Kun yritys oli turhaantunut jopa 12 vikaantumiseen vuodessa, jotka johtivat liian pitkiin käyttökatkoihin ja jotka vaativat paljon huoltotunteja, tehdas kutsui NSK:n asiantuntijatiimin tutkimaan ongelmaa ja ratkaisemaan sen. NSK:n AIP-lisäarvo-ohjelman osana aloitettiin kattava sovellusarvio.

NSK:n asiantuntijat havaitsivat pian, että kalanteritelassa käytetyissä tavallisissa pallomaisissa laakereissa ei käytetty hiiletettyjä sisäkehiä, mikä altisti ne sovelluksen korkealle kuumuudelle ja sisäkehien säröytymiselle. Tästä syystä suositeltiin, että paperitehdas vaihtaisi laakerit NSK:n TL-teknologiaa käyttäviin pallomaisiin rullalaakereihin. Teräksen innovatiivinen kemiallinen rakenne parantaa sen kestävyyttä kehäjännitystä ja säröjä vastaan ja tämä kaksinkertaisti laakerien käyttöiän sekä vähensi laakerien vaihdon ja käyttökatkojen synnyttämiä kustannuksia. Sen jälkeen kun vaihto suoritettiin viisi vuotta sitten, paperitehdas on säästänyt noin 430 000 euroa.

NSK:n TL-teknologiaa käyttävät pallomaiset rullalaakerit ovat olleet käytössä kuivaussylintereissä ja muissa paperikoneen teloissa vuodesta 1994 lähtien eikä niistä ole raportoitu ongelmia. Tällä hetkellä valmistetaan yli 100 erilaista TL-laakerikokoa ja -tyyppiä. Näiden ansiosta lukuisat erilaiset asiakkaat saavuttavat paremman ja kustannustehokkaamman suorituskyvyn. Yankee-kuivaustelojen tarpeita ajatellen NSK tarjoaa lisäksi suuria TL-sarjan itselinjautuvia rullalaakereita joiden halkaisija on jopa 1360 mm.

1) Useissa osissa paperikoneita esiintyy korkeita lämpötiloja, mikä asettaa laakereille erityisiä haasteita. Valokuva: Moreno Soppelsa/Shutterstock

  Kysy lisätietoja…