Wereldprimeur: ultrasoon testen biedt zeer nauwkeurige voorspelling van levensduur lagers
Na jaren onderzoek en ontwikkeling herziet NSK het dynamisch draaggetal van veel lagers tot het dubbele van de vergelijkbare vermoeiingslevensduur van rollende contacten (RCF), zonder daarbij het ontwerp of de materialen aan te passen.
Niet-metallische insluitsels in de binnenste loopvlakken zijn een belangrijke factor bij het afschilferen.
NSK is het eerste bedrijf in 60 jaar dat een belangrijke doorbraak realiseert bij de berekeningsmethoden voor de levensduur van lagers en daarmee eindgebruikers kan helpen bij zowel het verhogen van de productiviteit, als bij het verbeteren van de milieubescherming.
Sommige technici zijn wellicht verbaasd dat de huidige basisformules voor het berekenen van de levensduur van lagers praktisch identiek zijn aan de formules die zijn vastgelegd in een rapport uit 1962 van de International Federation of the National Standardizing Associations (ISA), de voorloper van de International Organization for Standardization (ISO). In 2023, meer dan zes decennia later, heeft NSK flink vooruitgang geboekt bij het berekenen en voorspellen van de levensduur van lagers. Het werd daarom tijd om de evaluatietechnieken voor deze kritische parameter te heroverwegen.
Circa 20 jaar geleden werd met het project gestart. NSK had geconstateerd dat het gat tussen de levensduur van lagers, berekend volgens de ISO-norm, en de werkelijke levensduur ervan, geverifieerd door duurtesten, steeds groter werd. Dit leidde tot een meer gedetailleerde studie, waarbij door NSK kon worden bevestigd dat de levensduur van de lagers inmiddels ongeveer 20 keer langer was dan de verwachte levensduur volgens de ISO-normen. Momenteel, in 2024, kan de levensduur van NSK lagers zelfs meer dan 50 keer langer zijn. Voorzichtigheid is een goede zaak, maar daarentegen kunnen de voordelen van een langere lagerslevensduur leiden tot meer productie-efficiëntie en betere bescherming van het milieu door reductie van de vervangingsfrequentie van lagers en van de hoeveelheid afval.
Onderzoek van NSK toonde aan dat, onder goed gesmeerde omstandigheden, de samenstelling en kwaliteit (hoeveelheid insluitsels) van het lagerstaal een nauwkeuriger indicator zijn om te kunnen voorspellen hoe lang een lager meegaat. Hoe verder het bedrijf vorderde met het onderzoek, hoe meer de technici zich echter realiseerden dat een op breukmechanica gebaseerde evaluatiemethode een waardevoller inzicht zou kunnen bieden.
Via een open innovatieproject van NSK met de Kyushu Universiteit werd deze technologie verder ontwikkeld. Het resultaat was een kwantitatieve evaluatiemethode, waarmee kon bepaald door welke factoren het proces van scheurgroei in een materiaal wordt beïnvloed en in welke mate. Met name door het combineren van de nieuwe methode met een ultrasone inspectietechniek die de niet-metallische insluitsels in een groot staalvolume scant, ontdekte NSK dat het de levensduur van zijn lagers veel nauwkeuriger kon voorspellen.
De grootte en hoeveelheid van niet-metallische insluitsels helpt de levensduur van rollagers te voorspellen.
Met de introductie van de Micro-UT ultrasone inspectiemethode is het momenteel mogelijk om meer dan 3.000 keer zoveel aan staalvolume te inspecteren vergeleken met conventionele microscopiemethoden, en dat in slechts 20% van de tijd. NSK heeft deze innovatieve testsystemen al wereldwijd in gebruik in haar technologiecentra.
De huidige catalogus van het bedrijf bevat een brede range lagertypes. Ook de toepassingen en gebruiksomstandigheden van klanten lopen uiteen. Om ervoor te zorgen dat klanten de lagers van NSK kunnen blijven vertrouwen, herziet het bedrijf nu de basale dynamische draaggetallen met het oog op een adquate veiligheidsmarge. Klanten kunnen er verzekerd van zijn dat het herzieningsproces is gebaseerd op een goed onderbouwde methodologie, ondersteund door uitgebreide empirische data. Eventuele opgewaardeerde waarden zullen daarbij ruim binnen het veilige bereik liggen.
www.nsk.com
