Rulmenții oscilanți cu role butoi din gama TL de la NSK sunt utilizați în întreaga lume în diferite aplicații pentru utilajele de fabricare a hârtiei. În comparație cu rulmenții oscilanți cu role butoi obișnuiți cu tratament termic standard, acest produs avansat devine din ce în ce mai popular datorită diverselor beneficii specifice printre care se numără: rezistența sporită a inelului interior, durata de viață mai lungă și stabilitatea dimensională la temperaturi de funcționare ridicate.
Crearea rulmenţilor TL (tough and long life - «durată de viaţă prelungită și în condiţii grele») a avut ca scop iniţial rezolvarea unei probleme specifice: rupturi ale inelului interior cu alezaj conic al rulmenţilor cu role butoi, în special atunci când sunt utilizaţi cu un ajustaj cu strângere relativ mare. Această problemă poate apărea la rolele uscătorului (inclusiv la role de uscare Yankee) și la rolele de calandrare, acolo unde aburul supraîncălzit trece prin lagărele de alunecare ale rolelor uscătorului și prin centrul rulmenţilor. Diferenţa de temperatură ulterioară mărește strângerea, producând o creștere enormă a deformării circulare (forţă circumferenţială) pe inelul interior, ceea ce sporește potenţialul de apariţie a fisurilor.
NSK a știut că elementul principal pentru a oferi o soluţie de succes se află în dezvoltarea unui rulment care să reziste mai bine la deformarea circulară. Prin urmare, compania a început să creeze specificaţia TL, care are la bază un oţel cu o formulă pentru carburizare, dar folosește o metodă specială de tratament termic. Din punct de vedere metalurgic, căile de rulare sunt mai dure decât oţelul obișnuit pentru rulmenţi, însă interiorul rămâne maleabil. Această diferenţă asigură rezistenţa la șocuri necesară pentru a preveni ruperea, precum și duritatea necesară a suprafeţei pentru o durată de viaţă prelungită a rulmenţilor.
Testări de referinţă
Rezistenţa inelelor interioare care respectă specificaţia TL este mai mare decât rezistenţa inelelor interioare fabricate din oţel cu bainită sau din oţel standard pentru rulmenţi, după cum s-a demonstrat într-o serie de testări de referinţă la rupere. Testele au presupus supunerea inelelor interioare la o sarcină radială de 2000 kg la o turaţie de 1800 rpm, în timp ce se aplica o valoare măsurată a deformării circulare.
În special, inelele fabricate din oţel pentru rulmenţi, unele cu tratament termic standard și altele cu tratament de bainită, s-au fisurat la o deformare circulară de 400 MPa după 1 x 107 rotaţii și, respectiv, 7 x 107 rotaţii (în medie). În schimb, oţelul cu specificaţia TL nu s-a rupt la deformarea circulară de 430 MPa, nici măcar după 3 x 108 rotaţii (imaginea 2). De asemenea, inelele TL au fost ușor mai performante decât cele fabricate din oţel supus carburizării, cu tratament de stabilizare a dimensiunilor.
Această performanţă ridicată se explică, în parte, prin tensiunea reziduală (după tratamentul termic) prezentă în inelele interioare, testate pentru rezistenţa la fisuri, fabricate din oţel cu specificaţia TL. Tensiunea reziduală a fost semnificativ mai mare în epruvetele din oţel TL în comparaţie cu cele realizate din oţel pentru rulmenţi cu tratament termic standard sau tratament de bainită. Tensiunea reziduală acţionează în direcţia opusă deformării circulare, ducând la suprimarea acestei forţe nedorite.
În testările privind rezistenţa la oboseală, toţi rulmenţii din seria TL au demonstrat performanţe net superioare faţă de celelalte tipuri de materiale pentru rulmenţi atunci când se compară graficele Weibull ale rezultatelor testărilor.
O altă caracteristică semnificativă a specificaţiei TL este duritatea mai mare a suprafeţei căii de rulare în comparaţie cu rulmenţii din oţel cu tratament din bainită sau oţel călit. Măsurătorile efectuate asupra oţelului cu specificaţii TL au arătat o duritate de 710 - 720 HV (60,5 - 61,0 HRc). Această valoare indică rezultate mai bune comparativ cu oţelul pentru rulmenţi cu tratament stabilizat dimensional (690-700 HV, 59,5 - 60,0 HRc), oţelul pentru rulmenţi cu tratament cu bainită (670 - 680 HV, 58,5 - 59,3 HRc) și oţelul supus carburizării, cu tratament dimensional stabilizat (680 - 700 HV, 59 - 60 HRc).
Tehnologia de tratament termic a materialului utilizat de NSK are, de asemenea, rolul de a contribui la stabilitatea dimensională la temperaturi ridicate, așa cum s-a demonstrat în testările ulterioare. Rulmenţii fabricaţi din oţel cu specificaţia TL (la o temperatură de 150°C a rulmenţilor) au prezentat o rată neglijabilă de modificări ale dimensiunilor (aproximativ 0,002%) după 10 000 de ore - mai puţin decât oţelul pentru rulmenţi cu tratament de stabilizare a dimensiunilor (la 130°C) și mult mai puţin decât oţelul pentru rulmenţi cu tratament termic standard.
Avantaje dovedite
În cele din urmă, oţelul pentru rulmenţi cu specificaţia TL utilizat de NSK oferă o rezistenţă la deformarea circulară cu 60% mai mare și o rezistenţă la oboseală de cinci ori mai mare decât oţelul pentru rulmenţi cu tratament cu bainită și o rezistenţă la deformarea circulară cu 180% mai mare și o durată de rezistenţă la oboseală dublă faţă de oţelul pentru rulmenţi cu tratament termic standard. Aceste avantaje de performanţă se transpun într-o productivitate mai mare și într-un avantaj competitiv real pentru utilizatori.
Popularitatea rulmenţilor din seria TL este în creștere în întreaga Europă. De exemplu, o cunoscută companie rusă din industria hârtiei, care a dorit să își modernizeze mașina de fabricare a cartonului, a primit recent rulmenţi oscilanţi cu role butoi din seria TL pentru 108 cilindri de uscare (partea de acţionare și cea fără acţionare). Performanţa excelentă și caracteristicile produsului au fost principalele motive care au stat la baza deciziei de cumpărare. Mulţi rulmenţi din seria TL sunt, de asemenea, utilizaţi în secţiile de uscare ale mașinilor de fabricat hârtie și carton din alte uzine din Rusia, inclusiv pentru zona de role de pâslă.
Având în vedere numărul tot mai mare de producători de utilaje și fabrici de hârtie care caută să-și prelungească la maximum durata de viaţă și timpul de funcţionare, NSK produce astăzi peste 100 de dimensiuni/tipuri diferite de rulmenţi TL, ajutând o gamă largă de clienţi să obţină performanţe mai bune și mai eficiente din punct de vedere al costurilor.
