Wiadomości o produktach precyzyjnych
2007-07-02
Łożyska precyzyjne wysokiej klasy dokładności dla DMG – Łożyska NSK do wrzecion głównych
Trwałe i bezgłośne działanie przy najwyższych prędkościach – to podstawowe wymagania wobec łożysk wrzecion. Deckel Maho Gildemeister (DMG) wyposaża produkowane przez siebie wrzeciona główne w łożyska NSK z serii ROBUST, które charakteryzują się dłuższym okresem użytkowania i wyższą wydajnością, co daje firmie wyraźną przewagę nad konkurencją. Jako lider światowego rynku łożysk tocznych i techniki liniowej, NSK od dziesięcioleci rozwija łożyska wrzecion dla różnego typu obrabiarek. Wrzeciona centrów obróbczych, tokarek i frezarek produkowanych przez firmę DMG to kluczowe elementy determinujące wydajność całego urządzenia. Wszechstronne testy i doświadczenie zdobyte przez DMG udowodniły, że technologia ROBUST zastosowana w łożyskach wrzecion produkowanych przez NSK zapewnia zauważalną przewagę nad rozwiązaniami konkurencyjnymi.
Mimo, iż długotrwała tendencja ciągłego zwiększania prędkości wrzecion głównych ustabilizowała się na dość wysokim poziomie, producenci i użytkownicy końcowi obrabiarek skupiają się teraz na osiągnięciu dłuższego okresu użytkowania i niezawodności operacyjnej, a co za tym idzie na łożyskach wrzeciona.
Obecnie rynek zdobywają łożyska z serii ROBUST, które opracowano z uwzględnieniem maksymalnej innowacyjności, najnowocześniejszych tendencji w zakresie rozwoju oraz pomocy narzędzi symulacyjnych.
Głównym czynnikiem stała się optymalizacja w kierunku wytwarzania najmniejszego możliwego ciepła podczas pracy, by zapewnić osiągnięcie maksymalnych zakresów prędkości. Awaria łożysk wrzeciona zwykle spowodowana jest przegrzaniem w trakcie pracy, zwłaszcza przy dużych prędkościach. Ponadto smarowanie w niższych temperaturach wydłuża trwałość smaru, co oznacza również znaczne wydłużenie okresu trwałości samych wrzecion. W związku z tym geometria i materiały łożysk dostosowywane są do spełnienia owych optymalnych założeń. W tym celu NSK używa jako materiału standardowego tak zwanej stali łożyskowej typu Z. Charakteryzuje się ona mniejszą zawartością wtrąceń niemetalowych, tlenków i zanieczyszczeń w porównaniu z tradycyjną stalą odgazowaną próżniowo i dlatego zapewnia 1,8 razy wyższą trwałość zmęczeniową. Dzięki swej wyjątkowej pozycji w zakresie sprzedaży NSK oferuje również niezmiernie czystą stal SHX jako materiał na pierścienie łożysk. Materiał ten jest wysoce termoodporny ze względu na specjalną obróbkę cieplną stosowaną przez NSK. W związku z tą cechą prawie nie różni się od stali M50, z której wytwarza się łożyska do silników odrzutowych, pracujące w temperaturach do 300°C. Owa odporność termiczna, niskie tarcie oraz dopuszczalne wyższe naciski na powierzchnię sprawiają, że stal SHX jest idealnym materiałem na łożyska wrzecion stosowane przy dużych prędkościach, plasuje także ten materiał wyżej niż inne stale pod względem odporności na zużycie.
Wszystko zależy od koszyka
Niezmiernie istotnym elementem funkcjonalnym łożyska jest koszyk. NSK oferuje szeroki wybór materiałów, z których wykonywane są koszyki, takich jak tworzywo fenolowe, PEEK lub poliamid. Ich zalety można dostosować do konkretnych zastosowań. Klasycznym modelem jest koszyk prowadzony na zewnętrznym pierścieniu wykonany z tworzywa fenolowego. To sprawdzone rozwiązanie zapewnia stabilne warunki działania nawet przy bardzo dużych prędkościach. W przypadku prędkości sięgających 1,4 mln (dm * n), lepszy jest koszyk poliamidowy prowadzony na kulkach. Dzięki temu redukowane są hałasy i tarcie eksploatacyjne oraz zwiększa się przestrzeń wolna wewnątrz łożyska, co zapewnia więcej miejsca dla smaru. Cechy te przyczyniają się również do skrócenia okresu docierania się łożyska.
W przypadku zastosowań wymagających wyjątkowo wysokiej jakości oferujemy koszyk prowadzony na pierścieniu zewnętrznym wykonany z PEEK (PEEK= Polieteroeteroketon). Materiał ten jest niezmiernie odporny na temperaturę, zapewniając przy okazji wysoką odporność na zużycie, wytrzymałość mięknięcia i wytrzymałość zmęczeniową. Jego wymiary są stabilne, deformują się nieznacznie, nawet przy dużych prędkościach. Dzięki temu, stosując te koszyki, można osiągnąć dużo wyższe prędkości niż w przypadku koszyka z tworzywa fenolowego.
Seria ROBUST oferuje wiele możliwości
Najczęściej stosowanym we wrzecionach głównych typem łożyska jest łożysko kulkowe skośne. Seria ROBUST oferuje kąt pracy łożyska 18° i 25°. Kąt pracy 15°, który był tradycyjnie stosowany w przeszłości w standardowych łożyskach wrzeciona, w praktyce okazał się być niewłaściwy do pracy przy dużych prędkościach. W wyniku zakrojonych na szeroką skalę badań NSK, otrzymano kąt pracy 18°, jako optymalny kompromis pomiędzy doskonałą prędkością i solidnym działaniem. Łożyska kulkowe skośne dostępne są również w opcji uszczelnionej napełnionej smarem.
Stosowane jest uszczelnienie bezstykowe, które nie ma wpływu na wzrost tarcia łożyska. Główną zaletą tego rozwiązania jest fakt, iż łożyska nie trzeba myć ani napełniać smarem. Radykalnie zmniejsza to niebezpieczeństwo przedostawania się zanieczyszczeń oraz niewłaściwego napełniania smarem, jednocześnie poprawiając niezawodność w trakcie eksploatacji. Dzięki metalowemu nośnikowi w połączeniu syntetyczną gumą, zredukowano także straty smaru i zwiększono żywotność smaru o około 50%. Łożyska z serii ROBUST stosowane przy dużych prędkościach oprócz kulkowych łożysk skośnych obejmują też jednorzędowe łożyska cylindryczne wałeczkowe.
Nawet w tym przypadku budowa łożyska została optymalnie dostosowana do wymogów eksploatacji w warunkach prędkości maksymalnych. Oprócz standardowej konstrukcji w której wałeczki są wykonane ze stali, NSK jest jedynym producentem oferującym produkty z pierścieniami i wałeczkami wykonanymi ze stali SHX. To dlatego możliwe jest uzyskanie zakresów prędkości zwykle zarezerwowanych dla łożysk z niezwykle drogimi wałeczkami ceramicznymi. Rozwiązanie to pozwala na uzyskanie znacznych oszczędności dla aplikacji zaawansowanych. W łożyskach cylindrycznych wałeczkowych z serii ROBUST w standardzie zastosowano koszyk wykonany z materiału PEEK zbrojony włóknem węglowym. Dzięki temu zabiegowi można nie tylko wykorzystać zalety zaoferowanego materiału, lecz również zapobiec zużyciu spowodowanemu pojawieniem się metalowych cząstek powstałych w wyniku tarcia, jak to ma miejsce w przypadku tradycyjnych koszyków mosiężnych.
Wiele zalet wynikających ze stosowania technologii ROBUST oraz dokładne badania już kilka lat temu przekonały firmę DMG do wyboru tej technologii. Ze względu na możliwe prędkości, trwałość i bezpieczeństwo eksploatacji korzystanie z łożysk ROBUST przynosi wiele korzyści nie tylko DMG, ale również jej klientom.