Súbory „cookie“ na webovej stránke SKF

Používame súbory „cookie“, aby sme Vám na našich webových stránkach a webových aplikáciách zabezpečili najlepšie skúsenosti. Ak budete pokračovať bez zmeny nastavenia vášho prehliadača, budeme to považovať za súhlas s prijímaním súborov „cookie“. Nastavenia vášho prehliadača ohľadom súborov „cookie“ si však môžete zmeniť kedykoľvek.

Udržať kolesá v pohybe pre zníženie počtu prestojov

2016 september 22, 13:00 CEST

Vďaka inováciám v oblasti dizajnu, mazania a tepelnej úpravy sa zrodilo prvé ložisko pre železničné kolesové súpravy, ktoré si nevyžaduje prehliadku medzi výmenami kolies.

Minimalizácia počtu prehliadok podvozkov v priebehu životnosti vlaku zohráva kľúčovú úlohu v znižovaní celkových nákladov počas životného cyklu vozidiel. Predĺženie servisného intervalu zo štyroch na šesť rokov môže znamenať úsporu cca. 3000 EUR ročne na jednom podvozku.

Viac ako jedno desaťročie dozadu boli kolesá jedným z hlavných obmedzujúcich faktorov predĺženia intervalu medzi údržbami. Dnes sa používajú počítačom riadené podzemné sústruhy na odstránenie plochých miest a kompenzáciu opotrebenia, čo znamená, že kolesové súpravy môžu byť používané viac ako 1,5 milióna kilometrov predtým, ako by bola potrebná ich výmena.

Až doteraz ložiská, na ktorých sa tieto kolesá otáčajú, neboli schopné zniesť túto dlhšiu životnosť. Prevádzková doba väčšiny komponentov ložiska (napr. prstence, valčeky a tesnenia) dokázali vydržať aj podľa opatrných kalkulácií životnosti dvakrát toľko, ako kolesové súpravy, avšak len pri dostatočnom mazaní. A práve toto predstavuje kritický bod. Životnosť maziva ložísk železničných kolies bola dlho slabým článkom v predlžovaní intervalov údržby podvozkov.

Mazivo je kľúčovým komponentom ložísk železničných kolies – pokrýva povrch kovov vo vnútri ložiska za účelom ochrany proti opotrebovaniu a korózii. Vlastnosti maziva sa časom zmenia, keďže základná olejová zložka maziva –, ktorá zabezpečuje mazanie a ochranu, – sa postupne vytratí zo spevňovadla, ktoré ho drží na mieste. Napokon sa mazivo vyčerpá a musí sa nahradiť.

Štandardné železničné ložiskové jednotky potrebujú prehliadku a opätovné namazanie po každom 1 milión km. Pre vykonanie tohto procesu sa vozidlo musí odstaviť z prevádzky a ložiská musia byť odstránené. Ako sa životnosť kolies predlžovala, ložiská sa stali obmedzujúcim článkom. Pre prevádzkovateľov sú tieto prehliadky nákladnou a nežiaducou údržbou, ktorej by sa najradšej vyhli. V ideálnom prípade by sa intervaly prehliadok ložísk zhodovali so životnosťou kolesových súprav, takže by sa obidve úlohy mohli vykonať v rámci jednej operácie.

Táto situácia sa stala skutočnosťou vďaka intenzívnemu projektu R&D inžinierov spoločnosti SKF. Najnovšie železničné kolesové ložiská spoločnosti sú navrhnuté na zvládnutie 1,7 milióna kilometrov medzi prehliadkami, vďaka čomu sa harmonogram prehliadok ložísk môže prispôsobiť aj tým najtrvácnejším kolesám. Pracovná skupina SKF vyhovela požiadavke na obmedzenie údržby tým, že sa zamerala na faktory, ktoré ovplyvňujú životnosť maziva vo vnútri ložiska.

Proces sa začal samotným mazivom. „Za účelom maximalizácie výkonu a životnosti maziva musíte určiť rýchlosť vytratenia základného oleja zo spevňovadla,“ vysvetľuje Jan Babka, vedúci aplikačný inžinier železničnej divízie SKF. „Ak sa mazivo rozkladá príliš rýchlo, za krátku dobu sa vyčerpá, ale ak sa rozkladá príliš pomaly, nevzniká dostatočné množstvo oleja na pokrytie kovových plôch.“ Za účelom vytvorenia maziva s najlepšou možnou kombináciou charakteristík pre kolesové ložiská SKF úzko spolupracovala s vedúcimi dodávateľmi mazív pre železničné odvetvie.

Po dosiahnutí dobrej štartovacej pozície pracovná skupina označila ostatné vlastnosti, ktoré ovplyvňujú živostnosť maziva. „Životnosť maziva ovplyvňuje veľký počet faktorov, vrátane teploty, rýchlosti otáčania, rozmerov ložiska, čistoty, mechanických vplyvov a iných vecí, ako napríklad prítomnosť elektrického prúdu.“ vysvetľuje Babka. V železničných kolesových ložiskách je väčšina týchto charakteristík prítomných už kvôli samotnému použitiu, ale tri z nich dokážeme ovplyvniť v značnej miere: hladšie povrchy, chladnejšia prevádzka a robustnejšie vyhotovenie“

Hladšie

Aj keď sa valivá plocha ložiska zdá byť hladká, keď sa jej dotknete – predsa nie je dokonale rovná. Drsný povrch hrá dôležitú úlohu v tom, aká veľká je miera opotrebenia a vznikajúceho trenia. Obmedzenie opotrebenia je veľmi dôležité, pretože už jediná uvoľnená kovová častica dokáže urýchliť oxidáciu maziva a skrátiť jeho životnosť. Dôležité je tiež zníženie trenia spôsobeného drsnosťou povrchu, pretože v dôsledku toho sa zohrieva mazivo, čo vedie ku skráteniu jeho životnosti. Z tohto dôvodu SKF vylepšila proces povrchovej úpravy kolesových ložísk.

Chladnejšie

Ohľadom riadenia teploty maziva musela SKF čerpať zo svojich bohatých skúseností v oblasti navrhovania valivých ložísk. „Empirické pravidlo hovorí, že zvýšenie prevádzkovej teploty o 15 °C skráti životnosť maziva v ložisku na polovicu,“ vysvetľuje Babka. „Hlavnou príčinou nárastu teploty je pritom trenie vo vnútri ložiska.“ Výzvou pri inžinierov SKF preto bolo, aby našli spôsob zníženia trenia bez negatívneho ovplyvnenia sily alebo prevádzkovej životnosti samotného ložiska.

V rámci riešenia boli vykonané drobné zmeny geometrie za účelom optimalizácie dĺžky kontaktnej plochy medzi valčekmi a drážkou. Dlhšia kontaktná plocha znamená väčšiu nosnú kapacitu ložiska, na druhej strane však prináša zvýšené trenie a kratšiu životnosť maziva. Kľúčovou otázkou je nájsť správnu geometriu pre správne ložisko a jeho prevádzkové podmienky. Na typickej kuželíkovej ložiskovej jednotke s rozmermi 130x240 testy SKF odhalili 30 percentné zníženie valivého trenia, čo viedlo k poklesu teploty o 10 °C pri bežných prevádzkových podmienkach.

Robustnejšie vyhotovenie

Aby sa zabezpečilo, že sa ložisko nepokazí ani na konci životného cyklu maziva, keď opotrebovanie môže predstavovať problém, SKF použila na prstencoch ložísk svoju patentovanú technológiu tepelného spracovania Xbite. Xbite ponúka extra silnú „bainitickú“ oceľ s rovnakou tvrdosťou ako bežný „martenzit“, avšak s väčšou odolnosťou proti opotrebeniu a únave. Zabezpečuje aj väčšiu odolnosť proti opotrebeniu a pomalšie šírenie trhlín.

Nová kuželíková ložisková jednotka SKF sa vyrába v rôznych bežných veľkostiach. Jednotka, ktorá je vhodná pre prevádzku vlakov medzi 160 a 250 km/h, sa už používa u jedného z najväčších európskych železničných operátorov. Je to teda posledná zastávka v rozvoji technológie železničných kolesových ložísk? Babka si to nemyslí. „Toto odvetvie v súčasnosti požaduje 1,7 milióna km, ale niet pochýb, že sa budú neustále hľadať možnosti ďalšieho predĺženia životnosti komponentov a znižovania potreby údržby. V niektorých železničných aplikáciách (napr. v trakčných motoroch) sa už teraz používajú metódy, ktorými možno dosiahnuť ešte dlhšiu životnosť maziva. Takou novinkou sú napríklad hybridné keramické ložiská. Táto technológia je v súčasnosti príliš drahá pre veľké ložiská, ale naznačuje to, že z dlhodobého hľadiska je možné vytvoriť ložisko, ktoré dokáže najazdiť medzi prehliadkami až 3 milióny kilometra.“

Spoločnosť SKF
(publ.)

Pre ďalšie informácie sa obráťte na:
Vzťahy s médiami: Nia Kihlström, +46 31-337 2897; +46 706 67 28 97; nia.kihlstrom@skf.com

SKF je vedúcim globálnym dodávateľom ložísk, tesnení, mechatroniky, mazacích systémov a služieb, ktoré zahŕňajú technickú podporu, údržbu a služby zamerané na spoľahlivosť, inžinierske poradenstvo a školenie. Spoločnosť SKF je zastúpená vo viac než 130 krajinách a má približne 17 000 distribučných miest na celom svete. Ročné tržby v roku 2015 dosiahli 75 997 milióna švédskych korún a počet zamestnancov dosiahol 46 635. www.skf.com

® SKF je registrovanou ochrannou známkou Skupiny SKF.
® X-bite je registrovanou ochrannou známkou Skupiny SKF.

SKF logo