NSK yük oranlarında çığır açıyor
NSK, dünyada bir ilk olarak, makaralı rulmanların ömrünü, boyutlarına ve rulmanların imal edildiği çelikte bulunan metal dışı kalıntıların miktarına göre doğru şekilde tahmin etmek için yeni bir yöntem geliştirdi.İleriye dönük olarak bakıldığında, bu dinamik yük oranı optimizasyonu sayesinde NSK'nın tüm Eğik Bilyalı Rulmanları, Silindirik Makaralı Rulmanları, Sabit Bilyalı Rulmanları ve Konik Makaralı Rulmanlarının kullanım ömrü artacak, muhtemelen iki kat daha uzun ömürlü olacaktır.
www.nskeurope.com
Yük oranları, birbiriyle aynı rulmanlardan oluşan bir seriyi test ettiğinizde, her on rulmandan dokuzunun sorunsuz bir şekilde bir milyon devirden geçmesi gerektiğini belirten ISO 281:2007 standardına tabidir. ISO 281, belirli koşullar altında hizmet ömründe bir artışa izin vermekle birlikte, geçmişte rulmandaki herhangi bir değişikliği takiben bir dizi teste tabi tutulması gerekiyordu. Bununla birlikte NSK, tam olarak bu tür durumlar için daha fazla test ihtiyacını ortadan kaldıran ve son kullanıcının devreye aldığı rulmanların hizmet ömründe temel bir artıştan yararlanmasını sağlayan tahribatsız bir test yöntemi geliştirmiştir.
Çoğu kullanıcı rulman ömrünü hesaplamak için genellikle bir üreticinin mevcut kataloğunu kullanır. Buna alternatif olarak, kullanıcılar genellikle dış yük değerlerini ve rulman bilgilerini bir hesaplama programına girebilirler. Bununla birlikte, temel hesaplama halen ISO 281 standardına uygun olarak gerçekleştirilmektedir. Bu tür hesaplamalar dünya çapında standart hale gelmiştir. Bununla birlikte, bir rulmanın ömrünü belirleme yöntemleri geliştirildiğinden ve uygulamaya konulduğundan bu yana (1962'den beri), malzeme saflığı ve üretim imkânları büyük bir hızla gelişme göstermiştir. Sonuç itibarıyla, bir rulmanın gerçek hizmet ömrü, ISO 281 standardı kapsamında gerçekleştirilen testlerde öngörülenden çok daha uzun olma eğilimindedir.
NSK'nın buna yönelik çözümü, tecrübeye dayalı testlerin yanında, bilgisayar destekli modelleri devreye alarak süreçleri kolaylaştırmak olmuştur. Burada temel prensip, gerçek rulmanları fiziksel olarak hizmet ömrü testlerine tabi tutma ihtiyacını ortadan kaldırmak ve tamamen dijital değerlendirmeler yoluyla dinamik yük oranlarındaki değişiklikleri belirleyebilmek amacıyla, söz konusu modelleri “dijital ikiz” olarak kullanmamızdır.
NSK'nın şirket içi araştırması, rulman çeliğinin bileşiminin ve kalitesinin, özellikle de rulman çeliğinde metal dışı maddelerin oluşturduğu kirlilik oranının, bir rulmanın kullanım ömrü üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğunu, esas olarak yukarıdaki hesaplama yöntemlerinden daha doğru bir kullanım ömrü göstergesi olduğunu göstermiştir. Mühendislerimiz kırılma mekaniğine (malzemelerde çatlak yayılımını inceleyen bir mekanik bilimi alanı) dayalı bir değerlendirme yönteminin daha anlamlı bir içgörü sağlayabileceğini tespit etmiştir.
Şirket, Japonya’da Kyushu Üniversitesi ile birlikte çalışarak, bir malzemede çatlak yayılım sürecini hangi faktörlerin ne ölçüde etkilediğini belirleyebilecek nicel bir değerlendirme yöntemi geliştirmiştir. NSK, bu yeni yöntemi özellikle büyük bir çelik kütlesinde mevcut olan metal dışı partikülleri tarayan bir ultrasonik muayene yöntemi ile birleştirerek, rulmanlarının ömrünü çok daha yüksek bir doğrulukla tahmin edebileceğini keşfetmiştir.
NSK, bunun doğrudan bir sonucu olan, tasarım veya malzemelerde herhangi bir değişikliğe gitmeden birçok rulmanın temel dinamik yük oranını revize etmekle birlikte, artırılmış yük oranı değerlerine uygun güvenlik payı uygulamasına halen devam etmektedir. Bu revizyonla, örneğin radyal makaralı rulmanların tahmini ömrü öncekinin iki katına kadar çıkmaktadır.
Ayrıca, rulmanların temel dinamik yük oranlarının artmasıyla, bu rulmanlar daha yüksek yük koşullarında kullanıma uygun hale geldiğinden, şirketlerin daha büyük rulmanlarla aynı işlevi yerine getiren daha küçük rulmanları tercih etmesini kolaylaştırmaktadır. Bunun avantajları arasında makina/ekipman boyutunun küçültülmesi ve ağırlık azaltma olanakları yer almaktadır.
Son kullanıcılar, yeni rulman ömrü değerlerinin kapsamlı, tecrübeye dayalı veri tabanı tarafından desteklenen titizlikle araştırılmış bir metodolojiye göre belirlenmesine güvenebilirler. Tamamı yeni ve esas olarak daha yüksek belirlenen oranlar yine güvenli bir değer aralığında olacaktır. NSK’nın araştırma ve geliştirme ekipleri, makaralı rulman çeliğinde çatlak yayılım sürecini hangi faktörlerin veya kirlilik sayısının veya boyutunun ne ölçüde etkilediğini belirlemek amacıyla nicel bir değerlendirme yöntemi geliştirmiştir. Simülasyonları yürütmek ve analiz etmek için yüksek kapasiteli bilgi işlem gücüne sahip bilgisayarlar kullanıldı.
İleriye dönük olarak bakıldığında, NSK'nın tüm Eğik Bilyalı Rulmanları, Silindirik Makaralı Rulmanları, Sabit Bilyalı Rulmanları (resimde) ve Konik Makaralı Rulmanlarının kullanım ömürleri artacaktır.
