Конкурентные преимущества сферических роликоподшипников NSK TL

Сферические роликовые подшипники NSK серии TL применяются в бумагоделательных машинах по всему миру. В отличие от традиционных сферических роликоподшипников со стандартной термообработкой, этот усовершенствованный продукт NSK набирает популярность благодаря ряду отличительных особенностей, среди которых повышенная прочность внутреннего кольца, более продолжительный срок службы и размерная стабильность при высоких рабочих температурах.

Изначально подшипники TL (аббревиатура от Tough and Long life («Прочность и долговечность») разрабатывались для решения конкретной проблемы – разрушения внутреннего кольца сферических роликоподшипников с коническими отверстиями, особенно при использовании посадки с сильным натягом. Такая проблема может возникать в сушильных цилиндрах (включая янки-цилиндры) и каландровых валах, где сильно нагретый пар проходит через полую шейку вала сушильных цилиндров и центр подшипников. Возникающая разница температур увеличивает натяг посадки. Это приводит к огромному росту кольцевого напряжения (окружного усилия) во внутреннем кольце, что повышает вероятность растрескивания.

В NSK понимали, что решением проблемы является разработка подшипника, который сможет лучше выдерживать кольцевое напряжение. Поэтому компания приступила к созданию стали TL, по составу подходящей для цементации, но с применением специального метода термообработки, после которого дорожки качения становятся тверже, чем дорожки из традиционной подшипниковой стали, а сердцевина остается мягкой. Такой контраст обеспечивает ударопрочность, достаточную для предотвращения растрескивания, и твердость поверхности, необходимую для продолжительного срока службы подшипников.

Оценочные испытания
Стойкость внутренних колец спецификации TL выше, чем у колец, выполненных из бейнитной или стандартной подшипниковой стали, что подтверждается испытаниями на разрушение. В ходе испытаний внутренние кольца подвергались радиальной нагрузке 2000 кг при скорости вращения 1800 об/мин и в то же время воздействию измеряемого кольцевого напряжения.

Примечательно, что кольца из подшипниковой стали как со стандартной термообработкой, так и с бейнитной обработкой начали разрушаться под воздействием кольцевого напряжения 400 МПа после 1 x 10⁷ оборотов и 7 x 10⁷ оборотов соответственно (в среднем), тогда как сталь спецификации TL не разрушилась при кольцевом напряжении 430 МПа даже после 3 x 10⁸ оборотов (рис. 2). Также кольца TL немного превосходят по техническим характеристикам кольца из цементированной стали со стабилизирующей размеры обработкой.

Частично такие высокие эксплуатационные характеристики обусловлены остаточным напряжением после термообработки, присутствующим в испытуемых внутренних кольцах из стали спецификации TL. Остаточное напряжение в образцах из стали TL было значительно выше, чем в образцах из подшипниковой стали как со стандартной термической, так и с бейнитной обработкой. Остаточное напряжение действует в противоположном кольцевому напряжению направлении, тем самым подавляя его.

В испытаниях на усталостную долговечность все подшипники серии TL продемонстрировали гораздо более высокие эксплуатационные характеристики по сравнению с подшипниками из других материалов. Это видно на графиках распределения Вейбулла, составленных по результатам испытаний (рис. 3).

Еще одним важным свойством стали TL является более высокая твердость поверхности дорожки качения по сравнению с подшипниками из бейнитной и цементированной стали. Измерения показали, что твердость образцов из стали TL 710-720 HV (60,5-61,0 HRc). Это значение выше, чем у подшипниковой стали со стабилизирующей размеры обработкой (690-700 HV, 59,5-60,0 HRc), подшипниковой стали с бейнитной обработкой (670-680 HV, 58,5-59,3 HRc) и цементированной стали со стабилизирующей размеры обработкой (680-700 HV, 59-60 HRc).

Термическая обработка материала по собственной технологии NSK также способствует поддержанию размерной стабильности при высоких температурах, что демонстрируют дополнительные испытания. Подшипники из стали TL при температуре подшипника +150 °C показали пренебрежимо малое изменение размеров (приблизительно 0,002%) после 10 000 часов, что меньше, чем у подшипниковой стали со стабилизирующей размеры обработкой при +130 °C, и значительно меньше, чем у подшипниковой стали со стандартной термообработкой.

Доказанные преимущества
Подшипниковая сталь TL от NSK обеспечивает на 60% большую устойчивость к кольцевому напряжению и в пять раз большую усталостную долговечность, чем подшипниковая сталь с бейнитной обработкой, и на 180% большую устойчивость к кольцевому напряжению и в два раза большую долговечность, чем подшипниковая сталь со стандартной термообработкой. Улучшенные характеристики означают более высокую производительность и реальное конкурентное преимущество для пользователей.

Популярность подшипников серии TL растет по всей Европе. Например, широко известная российская целлюлозно-бумажная компания в рамках модернизации линии по производству картона недавно приобрела партию сферических роликовых подшипников серии TL для 108 сушильных цилиндров приводной и неприводной стороны. Превосходные эксплуатационные характеристики стали основной причиной решения о покупке. Многие подшипники серии TL также применяются на других заводах России в сушильных секциях бумаго- и картоноделательных машин, а также на сукноведущих валах.

Так как все больше производителей станков и продукции из бумаги и картона стремятся максимально увеличить срок службы и время безотказной работы своего оборудования, в настоящее время NSK выпускает более 100 различных типоразмеров подшипников TL, помогая огромному количеству клиентов повышать производительность и экономить средства.

  Получите дополнительную информацию…