SKF-sivuston evästeet

Käytämme evästeitä voidaksemme varmistaa, että käyttökokemuksesi sivustoistamme ja verkkosovelluksistamme on paras mahdollinen . Jos jatkat muuttamalla selaimesi asetuksia oletamme, että hyväksyt evästeiden vastaanottamisen. Voit kuitenkin milloin tahansa muuttaa evästeitä koskevat selainasetukset.

Täyttä höyryä eteenpäin: innovaatio pidentää huoltovälejä

2016 syyskuu 22, 13:00 CEST

Suunnittelu-, voitelu- ja lämpökäsittelyinnovaatioiden seurauksena on kehitetty ensimmäiset rautatiepyöräkerran laakerit, joita ei tarvitsee huoltaa pyörien vaihdon yhteydessä.

Telin huoltokertojen vähentäminen junan käyttöiän aikana vähentää merkittävästi sen elinkaarikustannuksia. Huoltovälin pidentäminen neljästä vuodesta kuuteen voi tarkoittaa noin 3 000 euron vuosittaista säästöä teliä kohti.

Yli vuosikymmen sitten pyörät olivat yksi tärkeimmistä rajoittavista tekijöistä huoltovälien pidentämisen kannalta. Nykyään tasanteet ja kulumat voidaan huoltaa tietokoneohjattavien pohjan alla käytettävien pyöräsorvien avulla, joten pyöräkerta voi kestää yli 1,5 miljoonaa kilometriä, ennen kuin se on vaihdettava uuteen.

Tähän saakka näiden pyörien laakerit eivät ole kestäneet yhtä kauan kuin pyörät. Useimpien laakerin osien, kuten renkaiden, rullien ja tiivisteiden käyttöikä voi varovaisen arvion mukaan olla kaksi kertaa pidempi kuin pyöräkerran, mutta tämä edellyttää riittävää voitelua. Nyt päästäänkin tärkeimpään kysymykseen. Junan pyörän laakerien voiteluvälit ovat pitkään olleet telien huoltovälien heikko kohta.

Voiteluaine on keskeinen osa junan pyörien laakereiden kunnossapitoa: se erottaa metallipinnat laakerin sisällä, estää näin kulumista ja suojelee näitä pintoja ruostumiselta. Voiteluaineen ominaisuudet muuttuvat ajan myötä. Voiteluaineen perusöljy, joka antaa aineelle sen voitelu- ja suojaominaisuudet, erottuu vähitellen saentimesta, joka pitää sen paikoillaan. Lopulta voiteluaine loppuu ja sitä on lisättävä.

Tavalliset junien laakerit on yleensä huollettava ja voideltava miljoonan kilometrin välein, mikä tarkoittaa sitä, että juna on poistettava käytöstä ja laakerit on irrotettava. Pyörien käyttöiän pidentyessä laakerien huoltoväleistä muodostuu ongelma. Laakerien useasti toistuva huolto on liikennöitsijöiden näkökulmasta kallis ja hankala kunnossapitovaatimus, jolta välttyminen olisi toivottavaa. Ihanteellista olisi, jos laakereiden huoltoväli olisi sama kuin pyöräkerran käyttöikä, jolloin molemmat työt voitaisiin tehdä samalla kertaa.

Tämä on nyt mahdollista, kiitos SKF:n suunnittelijoiden intensiivisen tutkimus- ja tuotekehitysprojektin. Yrityksen viimeisin junapyörän laakeri on suunniteltu niin, että sen huoltoväli on 1,7 miljoonaa kilometriä, jolloin laakerien huoltovälit ovat samat kuin kestävimpien pyörien. SKF:n tiimi onnistui vähentämään huoltotarvetta keskittymällä tekijöihin, jotka vaikuttavat laakerin voiteluaineen käyttöikään.

Prosessi lähti liikkeelle nimenomaan voiteluaineesta. ”Jotta voiteluaineen suorituskyky ja käyttöikä olisivat parhaalla mahdollisella tasolla, on huolehdittava siitä, että perusöljy ei erotu saentimesta väärällä nopeudella”, Jan Babka, SKF:n rautatieosaston vanhempi sovellusinsinööri, selittää. ”Jos voiteluaine erottuu liian nopeasti, se myös loppuu nopeasti. Jos se taas erottuu liian hitaasti, öljyn määrä ei riitä erottamaan metallipintoja toisistaan.” SKF työskenteli yhdessä johtavien rautatiealan voiteluaineiden toimittajien kanssa löytääkseen voiteluaineen, jonka ominaisuudet soveltuisivat parhaiten pyörän laakereihin.

Kun tiimi oli löytänyt hyvän perustan, se keskittyi muihin voiteluaineen käyttöikään vaikuttaviin tekijöihin. ”Voiteluaineen käyttöikään vaikuttavat monet tekijät, kuten lämpötila, pyörimisnopeus, laakerin koko, likaisuus, hydraulijarrujen käyttö ja muut tekijät, kuten sähkövirta”, Babka kertoo. ”Junan pyörän laakerin kohdalla useimmat näistä ominaisuuksista riippuvat sovelluksesta itsestään, mutta kolmen tekijän kohdalla muuttaa voi paljonkin. Nämä kolme ovat sileämmät pinnat, viileämpi toiminta ja parempi kestävyys.”

Sileämpi

Vaikka laakerin vierintäpinta tuntuisi kosketettaessa sileältä, se ei kuitenkaan ole täysin tasainen. Pinnan epätasaisuus vaikuttaa merkittävästi siihen, kuinka paljon kulumista ja kitkaa muodostuu. On tärkeää rajoittaa kulumista, koska irtonainen metallipöly saattaa nopeuttaa voiteluaineen hapettumista ja lyhentää sen käyttöikää. On myös tärkeää vähentää pinnan epätasaisuudesta johtuvaa kitkaa, koska kitka lämmittää voiteluainetta, mikä puolestaan lyhentää voiteluaineen käyttöikää. Tästä syystä SKF on kehittänyt pyörän laakereiden pintaviimeistelyn huippuunsa.

Viileämpi

Voiteluaineen lämpötilan sääteleminen tarkoitti sitä, että SKF:n oli hyödynnettävä yrityksen laajaa vierintälaakereiden suunnittelukokemusta. ”Nyrkkisääntö on, että käyttölämpötilan nousu 15 °C:lla puolittaa laakerin voiteluaineen käyttöiän”, Babka selittää. ”Ja tärkein syy lämpötilan nousuun on laakerissa muodostuva kitka.” SKF:n suunnittelutiimin haasteena oli siis etsiä keino vähentää kitkaa vähentämättä laakerin kestävyyttä tai käyttöikää.

Tiimi ratkaisi ongelman tekemällä pieniä muutoksia laakerin geometriseen muotoiluun, jotta rullan ja vierintäuran kontaktipinta olisi mahdollisimman pitkä. Pitkä kontaktipinta lisää laakerin kantavuutta, mutta sen haittapuolena on kitkan lisääntyminen ja voiteluaineen käyttöiän lyheneminen. On ratkaisevan tärkeää löytää tietylle laakerille ja sen käyttöolosuhteille sopiva muoto. Kun SKF testasi tätä tavanomaisella 130 × 240 -kokoisella kartiorullalaakeriyksiköllä, vierintäkitka väheni 30 %, mikä laski lämpötilaa 10 °C:lla normaaleissa käyttöolosuhteissa.

Parempi kestävyys

Jotta laakeri ei kuluisi loppuun, vaikka voiteluaineen käyttöikä lähestyisi loppuaan ja kuluminen alkaisi muodostua ongelmaksi, SKF käytti laakereiden renkaisiin patentoitua Xbite-lämpökäsittelytekniikkaansa. Xbiten avulla saadaan aikaan erittäin kestävää bainiittiterästä, jonka kovuus on sama kuin perinteisen martensiitin, mutta jonka sitkeys ja väsymislujuus ovat sitä paremmat. Se myös kuluu vähemmän, ja särön kasvu etenee siinä hitaammin.

SKF:n uusi kartiorullalaakeri on nyt tuotannossa: saatavilla on monia eri kokoja. Yksikkö, joka sopii 160–250 km/h kulkeviin juniin, on jo yhden merkittävän eurooppalaisen junayhtiön käytössä. Onko junan pyörien laakereiden tekninen kehitys tullut nyt tiensä päähän? Babka ei usko, että näin on. ”Alan vaatimus on tällä hetkellä 1,7 miljoonaa kilometriä, mutta on varmaa, että aina tullaan etsimään tapoja pidentää osien käyttöikää ja vähentää huoltotarpeita. Muissa rautatiesovelluksissa, kuten ajomoottoreissa, käytetään jo nyt muita keinoja voiteluaineen käyttöiän pidentämiseen, esimerkiksi keraamisia hybridilaakereita. Tämä tekniikka on vielä liian kallista, kun on kyse suuremmista laakereista, mutta on selvää, että pitkällä aikavälillä pitäisi olla täysin mahdollista luoda laakeri, jonka huoltoväli on kolme miljoonaa kilometriä.”

Aktiebolaget SKF
(publ)

Lisätietoja:
Lehdistön yhteyshenkilö: Nia Kihlström, +46 31 337 2897, +46 706 67 28 97, nia.kihlstrom@skf.com

SKF on johtava maailmanlaajuinen laakereiden, tiivisteiden, mekatroniikan, voitelujärjestelmien sekä teknisen tuen, kunnossapito- ja luotettavuuspalvelujen, konsultointi- ja koulutuspalvelujen sekä muiden vastaavien palveluiden tarjoaja. SKF:llä on edustajia yli 130 maassa, ja sillä on maailmanlaajuisesti noin 17 000 jakelupistettä. Vuonna 2015 yhtiön liikevaihto oli 75 997 miljoonaa Ruotsin kruunua ja sillä oli 46 635 työntekijää. www.skf.com

® SKF on SKF-konsernin rekisteröity tavaramerkki.
® X-bite on SKF-konsernin rekisteröity tavaramerkki.

SKF logo