NSK na targach InnoTrans w Berlinie

NSK Innotrans

Firma NSK weźmie udział w międzynarodowych targach techniki transportowej InnoTrans 2014. Odbędą się one w dniach 23-26 września w Berlinie. Na swoim stoisku, jeden z największych producentów łożysk tocznych, zaprezentuje szeroką gamę łożysk do zastosowania w pojazdach szynowych.

Na targach InnoTrans 2014 NSK przedstawi m.in. łożyska wykorzystywane w silnikach trakcyjnych. Pośród nich będą łożyska izolowane z ceramiczna powłoką zewnętrzną w celu zapobiegania korozji elektrycznej, a także łożyska z powłoką ze wzmocnionej żywicy PPS. Wszystkie produkty posiadają wysoką wydajność, niezawodność i długie interwały serwisowe nawet w ekstremalnych warunkach występujących w przemyśle kolejowym.

Problemy związane z eksploatacją łożysk w branży kolejowej

W wielu nowych pociągach stosowane są silniki trakcyjne prądu przemiennego sterowane za pomocą falowników. W porównaniu z konwencjonalnym silnikiem prądu stałego, silnik prądu przemiennego nie posiada komutatora i szczotek, dzięki czemu możliwe jest osiąganie dużych prędkości oraz długa, bezobsługowa praca. Wraz z przyjęciem się silników trakcyjnych prądu przemiennego, od łożysk silników zaczęto wymagać dłuższych okresów pomiędzy przeglądami.

Operatorzy chcą, aby w przyszłych generacjach konwencjonalnych pociągów okresy te uległy wydłużeniu do 2 milionów kilometrów. We współczesnych pociągach z silnikami trakcyjnymi prądu przemiennego okresy te wynoszą 0,9 miliona kilometrów.

Łożyska silników trakcyjnych pracują w bardzo trudnych warunkach. Są narażone na duże obciążenia promieniowe, duże obciążenia udarowe oraz duże prędkości. Główną przeszkodą w osiągnięciu dużych przebiegów bez konserwacji jest erozja elektryczna. Pojawia się ona wówczas, gdy prąd elektryczny 'błądzący' przepływa przez łożyska silnika do ziemi. Wynikiem jest uszkodzenie łożyska, którego zakres zależy od wielkości prądu oraz czasu trwania zjawiska. Uszkodzenie ma zazwyczaj postać kraterów na powierzchni bieżni łożyska i elementów tocznych, których skutkiem jest przedwczesne uszkodzenie łożyska. Dla zapobiegania korozji elektrycznej, firma NSK opracowała dwa procesy, jeden z wykorzystaniem ceramiki, drugi z wykorzystaniem żywicy PPS (polisiarczku fenylenu). Obydwa materiały stosowane są do powlekania zewnętrznych i czołowych powierzchni pierścienia zewnętrznego łożyska.

Łożyska z powłoką ceramiczną do superszybkich pociągów

Powłoka ceramiczna w łożyskach NSK jest nanoszona plazmowo na pierścień zewnętrzny łożyska i składa się głównie z tlenku glinu nałożonego na warstwę wiążącą, która poprawia przyleganie do stali łożyskowej. Po zakończeniu tego procesu, łożyska są pokrywane specjalną żywicą akrylową. Impregnuje ona pory powłoki ceramicznej i uszczelnia powierzchnię eliminując szkodliwe efekty działania wilgoci. Jej specjalne właściwości zapobiegają również znacząco spadkowi oporności elektrycznej po narażeniu łożyska na działanie silnie zasadowych (ph powyżej 12,7) środków myjących w wysokich temperaturach (80oC). Ma to miejsce w przypadku demontażu i mycia taboru kolejowego w niektórych serwisach.

Skuteczność procesu ceramicznego firmy NSK udowadniana jest codziennie w najnowszej generacji japońskich pociągów Shinkansen Bullet. Dzięki tym sukcesom, łożyska z powłoką ceramiczną są dostarczane na cały świat i stosowane w silnikach trakcyjnych wykorzystywanych w najnowszej generacji szybkich elektrowozów.

Łożyska ze wzmocnioną powłoką z żywicy PPS do konwencjonalnych pociągów

Drugim z materiałów izolacyjnych opracowanych przez NSK jest żywica PPS wzmacniana włóknem szklanym, nakładana w procesie formowania wtryskowego. Właściwości fizyczne żywicy PPS są nieznacznie niższe niż właściwości tlenku glinu, ale materiał ten jest tańszy i stosuje się go coraz powszechniej w nowych generacjach konwencjonalnych pociągów wyposażonych w silniki trakcyjne.

Nowe procesy powlekania zabezpieczają łożyska przed korozją elektryczną, a we wszystkich łożyskach przeznaczonych do silników trakcyjnych (łożyskach walcowych i kulkowych) stosowane są najnowsze stale o wysokiej czystości, zapewniające większą trwałość zmęczeniową. Specjalne operacje odpuszczania zapewniają stabilność wymiarową w stosunkowo wysokich temperaturach pracy, które spotyka się w niektórych zastosowaniach, silników trakcyjnych.

Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie produkcji koszyków umożliwiły zastosowanie w łożyskach walcowych jednoczęściowego koszyka prowadzonego na elementach tocznych. Analiza przeprowadzona metodą elementów skończonych pozwoliła na opracowanie optymalnego kształtu gniazda koszyka, zapewniającego większą wytrzymałość i poprawiającego przepływ środka smarnego.

Smar do łożysk w silnikach prądu przemiennego

Od wielu lat w łożyskach silników prądu stałego stosowano standardowy smar litowy. Gdy pojawiła się tendencja do przechodzenia od silników trakcyjnych prądu stałego do silników prądu przemiennego Inżynierowie firmy NSK stworzyli zapewniający większą żywotność smar oparty na mydle litowym-kompleksowym. Ten nowy smar - Unimax R No 2 - jest używany powszechnie w łożyskach silników trakcyjnych pociągów Bullet serii 300, jak również w nowo produkowanych pociągach konwencjonalnych. Smar Unimax R No 2 cechuje trzykrotnie dłuższa żywotność w porównaniu do smaru używanego wcześniej.

(gz)