Badanie ultradźwiękowe zapewnia bardzo dokładne prognozy żywotności łożysk

NSK jest pierwszą firmą od 60 lat, która dokonała znaczącego przełomu w technikach obliczania trwałości łożysk, pomagając użytkownikom w zwiększeniu produktywności i ograniczeniu negatywnego wpływu na środowisko. Po latach prowadzenia prac badawczych i rozwojowych firma zmienia wartość podstawowej obciążalności wielu firmowych łożysk (bez wprowadzania zmian konstrukcyjnych i materiałowych), odpowiadającą nawet dwukrotnemu wzrostowi równoważnej powierzchniowej trwałości zmęczeniowej.

Niektórzy inżynierowie mogą być zaskoczeni faktem, że podstawowe wzory stosowane do obliczania trwałości łożysk niewiele się zmieniły od ich zdefiniowania w 1962 r. w raporcie Międzynarodowej Federacji Krajowych Stowarzyszeń Normalizacyjnych (ISA), która była prekursorem Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO). W roku 2023 – ponad sześćdziesiąt lat później – ogrom wiedzy na temat obliczania i przewidywania trwałości łożysk zebrany przez NSK sprawia, że nadszedł czas, aby ponownie rozważyć techniki oceny tego krytycznego parametru.

Projekt rozpoczął się około 20 lat temu, kiedy firma NSK zauważyła rosnącą różnicę pomiędzy trwałością łożysk obliczaną zgodnie z normą ISO, a rzeczywistą trwałością łożysk zweryfikowaną w testach wytrzymałościowych. Rozpoczęto bardziej szczegółowe badania.

W tym czasie firma potwierdziła, że żywotność łożysk tocznych była około 20 razy dłuższa niż trwałość oczekiwana zgodnie z normami ISO – a obecnie w 2024 r. żywotność łożysk NSK może być ponad 50 razy dłuższa.

Zachowywanie ostrożności jest oczywiście słuszne, ale większa żywotność łożysk poprawia wydajność produkcji i chroni środowisko naturalne poprzez zmniejszenie częstotliwości wymian części i ograniczenie ilości odpadów.

Badania NSK wykazały, że w warunkach optymalnego smarowania skład i jakość (ilość zanieczyszczeń) stali łożyskowej są dokładniejszym wskaźnikiem pozwalającym przewidzieć trwałość łożyska. Jednak w miarę kontynuacji badań inżynierowie zaczęli zdawać sobie sprawę, że metoda oceny oparta na analizie mechaniki powstawania pęknięć może zapewnić bardziej istotne informacje.

Rozwój technologii badań rozpoczął się w ramach otwartego projektu innowacyjnego pomiędzy NSK i Uniwersytetem Kiusiu. W ramach współpracy opracowano metodę oceny ilościowej, która pozwalała określić, jakie czynniki i w jakim stopniu wpływają na proces propagacji pęknięć w materiale łożysk. Łącząc nową metodę z techniką inspekcji ultradźwiękowej, która skanuje wtrącenia niemetaliczne w dużej objętości stali, firma odkryła możliwość przewidywania trwałości łożysk ze znacznie większą dokładnością.

Dzięki opracowaniu metody badania ultradźwiękowego Micro-UT możliwe jest obecnie skanowanie ponad 3000 razy większej objętości stali w porównaniu ze standardowymi metodami mikroskopowymi – i to pięciokrotnie szybciej. NSK posiada już te innowacyjne systemy testujące w swoich Centrach Technologicznych na całym świecie.

Wtrącenia niemetaliczne w materiale bieżni wewnętrznych stanowią istotny czynnik powodujący łuszczenie powierzchni

Schemat metody Micro-UT (badania ultradźwiękowego wykrywającego wtrącenia niemetaliczne)

Rozmiar i ilość wtrąceń niemetalicznych pomagają przewidzieć trwałość łożysk tocznych