軸承磨損

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    2016 八月 24, 10:00 CEST

    所有軸承都會經歷磨損,哪怕工程設計最嚴謹的軸承也會有磨損的那一天,然後需要修理或更換。 本文為造紙和紙漿產業的工程師探索新選擇。

    軸承是紙漿和造紙生產機器中經常使用的關鍵部件。 深植入每台機器的心臟位置,軸承確保了旋轉部件運動更順暢和有效,並且實現摩擦最小化。

    在很多情況下,軸承高度專業的設計是為了應對嚴苛的條件,例如在真空輥這種持續曝露於濕氣的環境中運轉,或在濕度熱度都很高的乾燥機當中。 正確的安裝和維護且用適當的潤滑系統來進行保護,軸承應該可以提供長期無故障的運轉。

    但是,不可能經常在理想條件下來維護軸承,斯凱孚業務單位經理 Rudolf Groissmayr 解釋。 「很多原因會造成軸承過早磨損和發生意外故障。 最常見的原因包括潤滑不良或不當、密封元件損壞、軸不對心(對中誤差)以及機器工況的改變。 如果試圖透過提高乾燥機中軸承的線速或蒸汽溫度來增加產量,通常會發生這類故障,不過這也可能使軸承性能超出原本規定的範圍。」

    儘管軸承不會經常發生意外故障 - 最新的狀態監測和油分析系統可以足夠早地發出警告以防止事件發生 - 但我們經常可以看到滾動面和滾道中的軸承會發生壓痕和微小的裂隙,時間一長,這將影響軸承的性能和效率,從而影響其所支撐的軸和氣缸。

    基本上,無論工程設計如何仔細,安裝和維護如何細緻,持續使用中的軸承最終都會達到一個需要翻修或更換的時刻。 儘管每種方法都有各自的支持言論,在當前的經濟環境之下,工廠面臨著激烈的全球競爭和投入成本增加的雙重挑戰,出現了一種強勁的勢頭,即盡可能翻修而不是替換軸承。

    Rudolf Groissmayr 管理著斯凱孚的一個產業服務中心,該中心專門致力於為紙漿和造紙產業提供軸承翻修。 他指出:「對生產或維護工程師而言,最大的挑戰之一就是機器停機最小化。 軸承更換的問題在於,在從機器上拆卸下來之前,通常很難確定軸承的損壞程度,那麼要拆卸軸承,生產線勢必要停下。 如果需要更換新軸承,那麼費用可能是非常高昂的,而且因為很少有供應商會有如此專業和昂貴的配件庫存,所以可能需要向工廠特別下單,然後等上幾周甚至幾個月。 另一種方式就是軸承的翻修。」

    「應用中超過一半的部件都可以進行翻修,通常幾天時間就夠了,而且成本比購買新產品要低得多。 軸承也是可以翻修 - 尤其是較舊的軸承 - 以實現比原始零件更高的質量和性能標準。」

    除了生產力方面獲益,Rudolf Groissmayr 還看到了軸承翻修對環境的真正益處。 「對於工廠營運商而言,不單單獲得了商業和技術上的切實益處,對於環境可持續發展也有著充分的論證,因為再製造所使用的能源與生產新部件相比要節省多達 90%。」

    然而,一般來說翻修的目的不是為了生產出比原始軸承更好的軸承,而是為了延長它的使用壽命。

    我們必須意識到,翻修是一項十分艱巨的任務,需要專業的知識和設備來確保產品回歸運轉後其屬性得以維持,後續可靠度也得以保障。 「與專業的供應商合作是根本,」Rudolf Groissmayr 表示。 「他們不僅有能力快速開展工作使產品達到最高的標準,他們還能夠幫助客戶在第一時間理解軸承損壞的原因並協助進行機器的後續最佳化,使得再次故障的風險降到最低。」

    並不是所有軸承都適合翻修。 重度損壞或斷裂的軸承通常僅用於回收。 因此,翻修過程首先是由專家對軸承狀態進行評估,以確定再製造的適用性以及所需工作的類型和程度。 經常被忽略的一個重要因素就是在應用的背景中來評估軸承,考慮軸承的載荷、潤滑情況和運轉時間;這有助於充分理解造成損壞的問題的本質。

    必須清楚地區分表面下引發的疲勞問題和表面引發的疲勞問題。 前者指的是套圈和滾動體承載表面下立即出現循環的切斷壓力。 這些壓力會導致細微的裂縫並逐漸延伸至表面,隨著滾動體通過這些裂縫,表面材料會剝落或斷裂。 表面下引發的疲勞而導致的軸承滾道損壞通常不適合翻修,而表面引發的疲勞導致的損壞一般都可以通過磨光或研磨進行修復。

    當軸承抵達斯凱孚翻修中心,工作人員將對其進行目光檢測並檢查殘磁和遊隙等參數。 將軸承拆開清理乾淨後,仔細檢查零部件並測量尺寸。 其中包括套圈壁厚度和橢圓度的標準測量,并可選擇用超聲測試來檢查表面下的微小裂紋。 此外,還可以根據軸承狀態和應用的損壞程度添加厚度、滾子直徑集變化和外圈尺寸的測量。

    這一初始評估階段之後,接下來提交客戶報告以及進一步操作的建議。 後續的再製造流程將由專門的生產設施負責,該設施結合了先進的自動化和控制系統以及經驗豐富的技術人員的工程知識。

    翻修流程被有效分為四類: 服務階段 1(SL1)包括故障檢查和分析;服務階段 2(SL2)包括修復未使用但因冗長或錯誤儲存而退化的軸承;服務階段 3(SL3)包括軸承的翻修,主要通過拋光流程和現有部件的再利用實現;服務階段 4(SL4)是指軸承更進一步的翻修,即要求更換部件和研磨滾道的翻修過程。 在每種流程完成之後,我們會將軸承重新組裝,檢查其質量並標記可追溯性,然後再包裝返還給客戶。

    Rudolf Groissmayr 堅信軸承翻修會帶來眾多的優勢。 「我們的經驗證明再製造有助於造紙工廠減少每年的軸承更換成本。 這一節省幅度會根據業務類型不同而改變,但通常在 10% 至 12% 之間。 同樣重要的是,從訂貨到交貨的時間相對較短意味著,透過仔細規劃便可利用常規生產線停工期間對軸承進行翻修,從而使生產損失最小化。 最後,從環境角度而言,潛在的能源節省也使得再製造成為了一種極富吸引力的選擇。」

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    斯凱孚是全球領先的軸承、密封元件、機電整合、工業服務和潤滑系統的供應商。集團的服務包括技術支援、維修服務、工程諮詢和教育訓練。 斯凱孚在全球超過 130 個國家經營業務,擁有大約 17,000 個經銷據點。 2015 年銷售額達 759.97 億瑞典克朗,員工人數為 46,635 人。 www.skf.com

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