Tribotechnické listy

 

 

Vývoj velkorozměrových ložisek v ZKL

Vzhledem k rostoucímu zájmu po celém světě o ložiska větších rozměrů, připravilo ZKL strategický záměr rozšíření výroby ložisek tohoto sortimentu. Výsledkem je zahájení řešení nového projektu vývoje s podporou Ministerstva průmyslu a obchodu z programu TIP s evidenčním číslem FR-TI 01/046 „Výzkum a vývoj konstrukce a technologie velkorozměrových ložisek". Předmětem projektu jsou vývojové činnosti k zavedení výroby soudečkových a speciálních ložisek do průměru 1 600 mm a v investiční oblasti je záměr naplňován nákupem nových technologií. Řešení projektu je rozvrženo do 4 let s předpokladem ukončení v roce 2012. Ale již po prvním roce řešení jsou patrné dílčí výsledky.

 

V loňském roce byl zahájen konstrukční vývoj několika typových představitelů velkorozměrových ložisek v různých provedeních a rozměrových řadách. Vývoj se týká nejen soudečkových ložisek, ale i nových typů ložisek válečkových, kuličkových nebo kuželíkových, používaných zejména v důlním a hutním průmyslu. Přesto, že se na první pohled nezdá, že by se velkorozměrová ložiska něčím výrazně lišila od těch stávajících menších, musí konstruktéři a technologové řešit řadu problémů, se kterými se doposud nepotýkali.

 

zkl

 

Jedním z produktů, na kterém je vývoj velkorozměrových ložisek realizován, je axiální soudečkové ložisko 294/710, zatím největší a nejtěžší axiální soudečkové ložisko ZKL. Ložisko je specifické i speciálním tepelným zpracováním jednotlivých součástí pro zvýšení životnosti v uložení. Před-stavitelem velkorozměrových radiálních soudečkových ložisek je typ 239/950, který se navíc vyznačuje tenkostí ložiskových kroužků, které jsou náchylné k deformacím. U ložisek této konstrukční řady se technologie výroby musí s mimořádnou pozorností věnovat analýze rizik deformací po jednotlivých technologických operacích, aby se předešlo ztrátám z následných opravných operací. Dalšími typy, na kterých v koordinaci konstruktérů a technologů probíhá vývoj, jsou velkorozměrová válečková ložiska NU29/800 a kuličková ložiska 618/900. Všechny jmenované výrobky zastupují nový výrobní sortiment, který do budoucna doplní stávající sortiment ložisek vyráběných v ZKL Brno, a. s. a představují nelehký vývojový úkol spojený s řešením nových metod obrábění, tepelného zpracování, montáže, měření ale i vývoj nových nástrojů, nářadí a upínačů a ověření nových technologických režimů.

Největšími úskalími a nepřítelem přesné výroby jsou zejména geometricky rostoucí hmotnost ložiskových součástí a rozměrům odpovídající úchylky a tolerance obráběných ploch. S rostoucími rozměry je nutné se také vypořádat s již zmíněnými deformacemi při obrábění a tepelném zpracování.

Pro soustružení, které je v převážné míře prováděno na novém obráběcím centru firmy OKUMA, musely být vyvinuty pomůcky pro přesné ustředění součástí a jejich měření již před obráběním, protože i upínací čelisti mohou způsobit deformace, které jsou schopny znehodnotit přesnou práci moderního obráběcího stroje. Při tepelném zpracování vysoká hmotnost způsobuje deformace ohřátých součástí, a proto musí být nově řešena manipulace se součástmi tak, aby celá hmotnost nespočívala na několika bodech. Ložiskové kroužky musí být kaleny ve speciálních přípravcích, čímž je zabráněno tepelným deformacím. Předmětem vývoje je i vlastní tepelné zpracování. Cílem jeho optimalizace není jen získání správné tvrdosti a struktury ložiskových součástí, ale právě snížení deformací z nepříznivého průběhu napětí v součástech. Nově jsou vyvíjeny metody a nástroje pro výrobu valivých těles velkých rozměrů, modifikace oběžných drah válečkových ložisek, obrábění velkorozměrových masivních klecí a řada dalších úkolů.

 

zkl2

 

Aby se v maximální možné míře předešlo komplikacím při výrobě a následném provozu velkorozměrových ložisek, je nutná znalost průběhu napjatosti v jednotlivých součástech již v etapě návrhu ložiska. V dnešní době jsou k těmto analýzám nejvíce používány matematické metody konečných prvků (MKP). Tyto výpočtové analýzy mohou být využívány i pro kontrolu a optimalizaci dalších konstrukčních úloh. Absolutní chyba od reálného řešení se pohybuje u nelineárních kontaktních úloh maximálně do 5% v závislosti na kvalitě sítě. Vývojová konstrukce v ZKL na tyto úlohy má nově instalovaný program od společnosti MSC Software, který umožňuje velmi kvalitně vytvářet vlastní „konečnoprvkovou" síť konstrukce, následné výpočty a jejich vyhodnocování. Tento nový software nám umožňuje do budoucna provádět nejen výpočty napjatosti v ložiskových součástech, ale také výpočty kontaktních tlaků v ložisku, výpočty napjatosti v netuhém uložení ložisek a provádět tepelně deformační úlohy pro stanovení tepelného toku v materiálu součástí. Nový program na bázi MKP nám navíc umožňuje i ověření funkčnosti ložiska při extrémních podmínkách, jako jsou vysoké provozní teploty nebo velké deformace v kontaktech. Tímto způsobem můžeme do určité míry ověřovat návrhy ložisek, které již svými rozměry není možné zkoušet na zkušebních stanicích.

Zdárné řešení vývoje vyžaduje využití schopnosti a umu velkého počtu vývojových a výrobních pracovníků společností ZKL. Současně toto rozšiřování sortimentu také znamená další rozvoj technické úrovně ložisek, který je nezbytným předpokladem pro růst prestiže značky ZKL po celém světě.

 


Ing. Vladimír Vansa, Bc. Jiří Prášil, Ing. Vladimír Zikmund

www.zkl.cz

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
9 + 3 =
Odoslanie formulára

TriboTechnika 4/2019

TriboTechnika_4_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd