Innovatie NSK lost lang bestaande lagerprobleem in de mijnindustrie op

 

NSK heeft zijn uitgebreide probleemoplossend vermogen en ervaring ingezet om mijnen en steengroeven oplossing te bieden voor een al lang bestaand probleem. Veel transportbanden die in de vijandige omgeving van een mijn werken, hebben te lijden van het voortijdig falen van lagers op de spanpoelie. Om tal van redenen was het oplossen van dit probleem jarenlang een uitdaging, maar NSK is nu met een oplossing gekomen die de levensduur tot 20 keer verlengt zonder dat deze afbreuk doet aan andere eisen.

Voor een goede toegankelijkheid wordt de spanpoelie op transportbanden in de mijnbouw en in steengroeven van oudsher uitgerust met open lagers. De korte levensduur van deze lagers vormt echter vaak een bedreiging voor de bedrijfstijd.

NSK’s duurzame tweerijige tonlagers met afneembare afdichting zorgen voor een langere bedrijfstijd en een hogere betrouwbaarheid voor de exploitanten van transportsystemen.

Wijdverbreid probleem

In Australië is de mijnbouw een pijler van ’s lands economie, waar uitvaltijd en dure reparaties een gevaar vormen voor de winstgevendheid. Net als in veel andere regio’s in de wereld hebben mijnbouwbedrijven in Australië te maken met duur onderhoud en langdurige stilstand van transportbanden als gevolg van defecte spanpoelielagers. Deze lagers hebben vaak te lijden van harde deeltjes (vuil, stof) en water dat de afdichtingen van de behuizing binnendringt en zo in de open lagers terecht komt.

Behalve het verbeteren van de afdichtingssituatie mag een nieuwe oplossing geen afbreuk doen aan belangrijke gebruikerseisen, waarvan snelle montage er één is. In de industrie is het standaardprocedure dat elk tonlager snel en makkelijk over een conische huls kan glijden. Lagers die op een normaal cilindrisch oppervlak worden gemonteerd, moeten daarentegen worden verwarmd en gekoeld om een geschikte krimppassing te realiseren, wat niet alleen tijd kost maar ook speciale apparatuur vereist.

De afdichting is gemonteerd op een ring/houder die volledig afneembaar is (door middel van bouten) en biedt zo toegang aan voelermaten voor het meten van inwendige speling.

Conische lagerboringen en bijbehorende conische adapterhulzen bieden een snellere en makkelijker oplossing. De adapterhuls heeft een cilindrische boring die over het uiteinde van de rolas van de transportband kan worden geschoven, waarbij de buitendiameter van de huls een conus heeft die overeenkomt met die van de lagerboring. Het uiteinde van de adapterhuls is voorzien van schroefdraad met daarop een moer waarmee het lager op de conus kan worden geduwd.

Om te weten hoeveel kracht het tweerijige tonlager moet uitoefenen op het conische oppervlak, gebruiken onderhoudsprofessionals een voelermaat om de interne speling van het lager te controleren. Deze strategie voorkomt dat er te veel kracht wordt uitgeoefend, waardoor het lager te ver op de conische huls wordt geduwd en de inwendige speling te klein wordt.

Het begin van verandering

De levensduur van open tweerijige tonlagers voor toepassingen als mijnbouw- en steengroeve-transportbanden is relatief kort, meestal maar een paar maanden. Bij gebrek aan een betere oplossing duurt deze min of meer onaanvaardbare situatie echter al vele jaren.

Het eerste teken van een doorbraak kwam in 2012/13, toen NSK Australië en zijn distributeur nauw gingen samenwerken met grote mijnbouwbedrijven in het hele land bij het opzetten van meerdere tests op verschillende, voor transportbandpoelies problematische locaties, waar de MTBF (mean time between failures) slechts 6 maanden bedroeg.

Een dwarsdoorsnede van NSK’s duurzame tweerijige tonlagers met afneembare afdichting toont binnenring, buitenring, afdichtingshouder en afdichting.

NSK startte met de ontwikkeling van een afgedicht tweerijig tonlager, dat met een zeer effectief afdichtingsontwerp en door gebruik te maken van extreem duurzaam lagermateriaal, een substantieel langere levensduur moest bieden. Een van de grootste uitdagingen was echter het faciliteren van de noodzakelijke radiale meting van de speling. Het gebruik van voelermaten was voorheen alleen mogelijk bij open lagers. Met een conventioneel afgedicht lager kon deze kritische handeling niet worden uitgevoerd.

Sommige lagerfabrikanten pakten dit probleem aan door standaard afgedichte tweerijige tonlagers (met conische boring) aan te bieden met een reeks conversietabellen. Deze tabellen geven de correlatie aan tussen de axiale duwafstand en de afname van de interne speling. Dit is echter gebaseerd op theoretische berekeningen die geen 100% zekerheid bieden, wat kan resulteren in montagefouten.

Een gloednieuw concept

Om deze aanpak te verbeteren, kwam NSK met een wereldprimeur: een afneembare afdichting. Dit concept is gebaseerd op een afdichting die is aangebracht op een ring/houder die volledig afneembaar is (met bouten), zodat de speling toch met voelermaatjes kan worden gemeten (en er indien nodig weer gesmeerd kan worden). Het NSK ontwerp vereist geen warmtekrimpapparatuur en maakt nog steeds gebruik van ISO conische adapterhulzen en afstelmoeren, waardoor het uitwisselbaar is met bestaande oplossingen.

Het hogere dynamische draaggetal van NSK’s Hi-TF/Super-TF lagermateriaal vermindert de ontwerpbeperkingen van de afdichting, waardoor het lager binnen de ISO-gespecificeerde grensbreedteafmeting blijft. – Zelfde grensafmeting
– Afgedicht SRB
– Standaard SRBr
– Dynamisch draaggetal
– Standaard afgedicht SRB
– SSRB (sealed spherical roller bearing)

Van belang is dat, ondanks het toevoegen van de afneembare afdichting, er geen sprake is van uitbreiding van de ISO-gespecificeerde grensbreedteafmeting, waardoor het gebruik van standaard lagerhuizen mogelijk blijft. NSK realiseerde dit door gebruik te maken van een eigen, onafhankelijk gecertificeerd Hi-TF/Super-TF lagermateriaal waarmee kon worden afgeweken van de ontwerpbeperkingen van de afdichting.

Dit materiaal verhoogt het draaggetal tot 10% (afhankelijk van de grootte) vergeleken met een standaard open lager, waardoor dezelfde buitenafmetingen kunnen worden aangehouden. Mijnbouwbedrijven kunnen zo hun bestaande open lagers snel en eenvoudig vervangen door de NSK oplossing; een nieuwe behuizing is niet nodig.

Vermeldenswaard is hierbij dat Hi-TF en Super-TF lagermateriaal met schone smering een twee keer langere levensduur heeft dan conventioneel lagermateriaal en een tot 10 keer langere levensduur met vervuilde smering.

De oplossing van NSK beschikt ook over bewezen heavy-duty nitril (HNBR) afdichtingstechnologie, die een 30% effectievere afdichting biedt dan standaard industrieconcepten, dankzij het gebruik van veerbelaste liptechnologie. Dit ontwerp biedt bescherming tegen vervuiling en zorgt voor een lange levensduur.

Levensduur tot 10 jaar

Een aantal van de geteste tweerijige tonlagers waarmee NSK Australië in 2012/13 mijnbouwtransportbanden uitrustte, functioneren nog steeds probleemloos. NSK demonteerde echter na twee jaar één set (hoewel deze perfect werkte) en stuurde die naar het R&D Centre van het bedrijf in Japan voor een vermoeiingsanalyse met röntgen. Het resultaat toonde een resterende levensduur van acht jaar. Samen met de reeds bereikte levensduur concludeerde NSK dat uitgegaan kan worden van een levensduur van 10 jaar, wat beduidend langer is dan wat eerder werd waargenomen bij transportbandtoepassingen in de mijnbouw en in steengroeven.

NSK Australië heeft sindsdien circa 1600 duurzame tweerijige tonlagers met afneembareafdichtingstechnologie geleverd aan de mijnbouwindustrie in het land. Een complete reeks standaardafmetingen van 120 tot 440 mm boringdiameter is nu wereldwijd beschikbaar, inclusief in Europa. Enkele van deze tonlagers zijn inmiddels geïnstalleerd, zoals in de Scandinavische landen.

NSK Deutschland GmbH
Harkortstrasse 15
40880 Ratingen
Germany
Hübner Claudia
Phone : +49 (0) 2102 481-2150
[email protected]