Řešení s ložisky NSK ušetří elektrárně více než 130 000 eur ročně
Když se britský výrobce elektřiny potýkal s častými výpadky způsobenými poškozením ložisek dvou průmyslových ventilátorových jednotek, požádal firmu NSK, aby pro něj navrhla a implementovala vhodné řešení. Po prozkoumání situace v rámci programu NSK AIP (Added Value Programme) byla doporučena výměna ložisek a nové konstrukční uspořádání jejich uložení. Tato opatření vedla k významným úsporám nákladů.
B042018-N-Image1.jpeg - Prozkoumání situace provedené společností NSK určilo jako příčinu selhávání průmyslových ventilátorových jednotek nesprávné konstrukční uložení ložisek.
Dva přímo poháněné ventilátory s letmo uloženými koly, jejichž hřídele jsou uložené v soudečkových ložiscích namontovaných ve stojatých ložiskových tělesech, pracují nepřetržitě 24 hodin 7 dní v týdnu. Jde o primární vzduchové ventilátory, jejichž úkolem je přivádět do spalovacího kotle vzduch průtokem 8 m3/s s výstupním tlakem 13 kPa. Ložiska obou ventilátorových jednotek ovšem v průměru každé tři měsíce selhávala a odstranění závady zabralo třem technikům pokaždé deset hodin, nehledě na vysoké náklady spojené s odstávkou.
Vzhledem k velikosti ložisek trvala jejich výměna dosti dlouho a byla spojena s vysokými náklady. Každý ventilátor má totiž ventilátorové kolo o průměru 3,5 m, které je připojeno na konec 2 m dlouhé hřídele o průměru 135 mm. Hřídel se otáčí rychlostí 1 487 otáček za minutu a je poháněn přímo připojeným elektromotorem o výkonu 350 kW.
„U obou ložiskových jednotek každého ventilátoru byl sledován jejich stav,“ vysvětluje prodejní technik firmy NSK Dennis Briggs-Price. „Pomocí čidel a měřícího zařízení byla kontinuálně sledována teplota a jednou za týden byl na každém ložisku proveden test vibrací a měření rychlosti kmitání v radiálním směru (svisle). Za normálních podmínek byla teplota okolo 70 °C a vibrace 5 mm/s. Jako předběžné opatření, které mělo zabránit bezprostředně hrozící poruše, byla ložiska pokaždé, když byly tyto hodnoty výrazně překročeny, vyměněna. Před výměnou byly teploty typicky v rozmezí 90 až 100 °C a vibrace v radiálním směru 20 až 33 mm/s. Před poslední havárií ložiska jedné jednotky, kdy došlo ke zlomení kovového rámu montážní konzole, byl zaznamenán výrazný nárůst teploty i vibrací. V minulosti se technici elektrárny s využitím externí servisní organizace pokoušeli vyvážit ventilátorové kolo, ale k selháním ložisek docházelo i nadále.“
Komplexní analýza situace provedená firmou NSK zahrnovala i prohlídku ložisek po poruše na straně pohonu i na straně ventilátorového kola. Na vnějším průměru vnějšího kroužku bylo zjištěno značné poškození, včetně vibrační koroze, tzv. frettingu. Ze stavu oběžných drah ložiska bylo také zřejmé, že obě ložiska byla vystavena axiálnímu zatížení; to bylo zjevné ze způsobu poškození oběžných dráh ložisek. To bylo neobvyklé, protože jednotka ventilátoru má mít jedno ložisko axiálně pevné a jedno axiálně volné. To umožňuje hřídeli, aby se vlivem provozních teplot mohl prodlužovat, ložisko na axiálně volném konci by mělo přenášet jen radiální zatížení.
Protože ložisko na axiálně volném konci hřídele bylo také vystaveno axiálnímu zatížení, mohli technici NSK určit příčinu opakovaného selhání: špatné konstrukční uspořádání uložení ložisek. Bylo proto doporučeno použít vysoce únosná soudečková ložiska s ložiskovými tělesy SNN a současně opravit chybnou konstrukci uložení ložisek. Soudečková ložiska NSK používají nejmodernější materiály, a proto jsou vhodná i pro velká zatížení a rychlosti. Speciální tolerance kroužků jim umožňují odolávat vibracím, rázovému zatížení a nevyvážení hřídele a ložiska jsou tepelně stabilizována do 200 °C. Navíc, pro ventilátorové jednotky s přímo poháněným letmo uloženým ventilátorovým kolem jsou díky své vnitřní konstrukci vhodná vysoce únosná soudečková ložiska, především díky větším přírubám na vnitřním kroužku, které zajišťují lepší vedení soudečků.
„Test byl proveden pod dohledem našeho inženýrského týmu, který dohlížel na instalaci a implementaci našich doporučení,“ vysvětluje Briggs-Price. „Výsledkem je, že za dvanáct měsíců nedošlo k žádnému selhání ložiska. Naše řešení navíc přináší lepší produktivitu zkrácením doby údržby a odstávek, protože trvanlivost ložisek vzrostla čtyřikrát.“
Jak můžete vidět na tomto příkladu, použití nevhodných ložisek nebo špatná konstrukce jejich uložení mohou snížit výkon stroje nebo průmyslové jednotky nebo dokonce způsobit zastavení celého provozu. Program AIP firmy NSK je určen k tomu, aby zvyšoval efektivitu provozu a procesů údržby, zvyšoval ziskovost a šetřil náklady.
Zkušení odborníci NSK používají vyzkoušené a otestované metody, aby našli nejlepší řešení pro každou specifickou úlohu, úzce spolupracují se zákazníkem a všímají si každého detailu. V britské elektrárně zahrnoval proces AIP komplexní službu od počátečního průzkumu a výběru vhodných produktů až po školení zákazníků a finální prohlídku. Výsledky mluví samy za sebe. Díky novému řešení bylo snížením nákladů na ložiska a jejich uložení a zkrácením nákladů na prostoje dosaženo roční úspory 134 040 euro.
B042018-N-Image2.jpeg - Soudečková ložiska od NSK – byla vybrána proto, že jejich vnitřní konstrukce je pro použití u průmyslových ventilátorových jednotek s letmo uchycenou hřídelí spolehlivější – využívají nejmodernější materiály, díky nimž jsou vhodná pro velké rychlosti a zatížení
