Visoke temperature, visoka radijalna opterećenja i toplinska širenja predstavljaju veliki izazov za ležajeve u strojevima za papir. FAG TORB kompenzira nagib i aksijalni pomak ležaja te predstavlja kompaktno rješenje.
Strojevi za papir dizajnirani su za gotovo neprekidni rad, često rade 360 dana u godini. Mogu proizvesti papirnu mrežu dugu nekoliko kilometara i široku do deset metara za samo nekoliko minuta. Takav proizvodni proces zahtijeva savršeno koordiniran rad valjaka, cilindara za sušenje i njihovih ležajeva.
Dijelovi strojeva za papir gdje je prisutno sušenje, posebno su zahtjevni, jer se papirna traka vodi preko cilindara zagrijanih parom. Visoka temperatura uzrokuje aksijalno širenje cilindara, dok ležajevi moraju istovremeno izdržati velika radijalna opterećenja, vlagu, savijanje osovine i moguća kutna odstupanja.

Cilindri za sušenje kod velikih papirnih strojeva mogu biti široki do 11 metara, temperatura pare može doseći približno 190 °C. Tijekom zagrijavanja, cilindar se može aksijalno produžiti do 12 milimetara, a kutni pomak u ležaju je do 0,3°.
Ako slobodni ležaj ne može adekvatno kompenzirati ovo kretanje, u ležajnom sklopu će se pojaviti dodatne sile. Posljedice mogu biti povećane vibracije, neravan rad, povećano trenje, brže trošenje i kraći vijek trajanja komponenti.
Stoga, slobodni ili aksijalno pomični ležaj mora omogućiti:

• pouzdano aksijalno kretanje osovine,
• kompenzaciju kutne neusklađenosti,
• visoku radijalnu nosivost,
• miran rad pri različitim brzinama,
• rad bez dodatnih prisilnih sila u ležaju.

Schaeffler je razvio toroidne valjkaste ležajeve FAG TORB.

FAG TORB je jednoredni cilindrični valjkasti ležaj s dugim, blago konveksnim ili zaobljenim valjcima. Njegov poseban unutarnji dizajn kombinira svojstva dvaju različitih tipova ležajeva:

• sposobnost kompenziranja kutnog odstupanja, tipičnog za bačvaste valjkaste ležajeve,
• mogućnost unutarnjeg aksijalnog pomicanja, tipično za cilindrične valjkaste ležajeve.

Ležaj istovremeno obavlja dva važna zadatka. Omogućuje nagib između unutarnjeg i vanjskog prstena i aksijalni pomak koji nastaje zbog toplinskog širenja osovine ili cilindra.
Aksijalni pomak događa se unutar ležaja. To smanjuje mogućnost dodatnih sila koje bi mogle nastati ako prsten nepravilno klizi po osovini ili u kućištu.

U cilindrima za sušenje papirnih strojeva obično se koristi pogonska strana bačvasto valjkastog ležaj kao fiksnog ležaj. Na suprotnu stranu se montira FAG TORB ležaj, koji djeluje kao plutajući, slobodan ležaj.
Sferični valjkasti ležaj određuje aksijalni položaj cilindra, dok TORB apsorbira radijalno opterećenje i kompenzira toplinsko širenje i eventualno naginjanje.
Ova kombinacija omogućuje precizno vođenje cilindra bez neželjenih aksijalnih sila. Osim za cilindre za sušenje, TORB ležajevi su prikladni i za:

• Yankee cilindre,
• valjke za stiskanje,
• termičke valjke,
• druge velike i temperaturno opterećene valjke u papirnoj industriji.

Schaeffler navodi da kombinacija TORB plutajućeg ležaja i sferičnog valjkastog ležaja u pravilno dizajniranom sustavu može postići i do dvostruko veći nazivni vijek trajanja.

Praktičan primjer upotrebe ležaja na vrlo brzom i velikom stroju za novinski ispis sa sljedećim podacima:

• širina papirne trake približno 8.000 mm,
• promjer cilindra za sušenje 1.800 mm,
• brzina stroja približno 1.900 m/min,
• brzina rotacije ležaja 336 vrt/min.

Korišten je kao slobodni ležaj FAG TORB C3152-XL-K-W209B-C4. Čak i kod aksijalnog pomaka do 8 mm ležaj je i dalje omogućavao kompenzaciju kutnog neusklađenosti od 0,3°.

U ovoj primjeni koristi se cementirani unutarnji prsten koji bolje prenosi naprezanja tijekom zagrijavanja i smanjuje rizik od pukotina. Zbog temperaturne razlike između unutarnjeg i vanjskog prstena odabran je povećani unutarnji zazor, C4.

Ležaj se podmazuje sustavom cirkulacije ulja koji osim podmazivanja odvodi i dio topline iz cilindra zagrijanog parom. Radna temperatura ležaja stoga je približno 90 °C.

Pravilno odabran toroidni valjkasti ležaj može imati značajan utjecaj na pouzdanost cijelog stroja. Njegove ključne prednosti su:

• dulji vijek trajanja ležaja,
• veća pouzdanost rada,
• manje aksijalne vibracije,
• glatkiji rad u cijelom rasponu brzina,
• vrlo dobra radijalna nosivost,
• manje potrebnog održavanja,
• manje neplaniranih isključenja,
• zamjenjivost sa standardnim ležajevima iste ISO dimenzijske serije.

Izvedbe u X-life kvaliteti postižu niže trenje zahvaljujući optimiziranoj unutarnjoj geometriji, što također može doprinijeti nižoj potrošnji energije i maziva te većoj raspoloživosti stroja.

Optimalni sustav fiksnih i plivajućih ležajeva za papirnu industriju: Sferni valjkasti ležaj kao fiksni ležaj (lijevo) i TORB kao plivajući ležaj (desno).

Program FAG TORB obuhvaća osam dimenzijskih serija za promjere osovina od 25 do 1.200 mm. Na raspolaganju su verzije:

• s cilindričnim ili konusnim provrtom,
• sa standardnim ili cementiranim unutarnjim prstenom,
• s unutarnjim zazorom CN, C3 ili C4,
• za radne temperature do približno 200 °C.

Budući da se proizvode u standardnim ISO dimenzijskim serijama, mnogi se dizajni mogu koristiti i u nadogradnjama postojećih sklopova ležajeva bez opsežnih promjena dizajna.

FAG TORB u jednoj komponenti kombinira visoku radijalnu nosivost, automatsku kompenzaciju nagiba i aksijalni pomak. Stoga predstavlja učinkovito rješenje za strojeve za papir i druge industrijske uređaje gdje su visoke temperature, duga vratila i neprekinuti svakidašnji rad.

Prilikom odabira moraju se uzeti u obzir radijalno opterećenje, potreban aksijalni pomak, kutna neusklađenost, temperatura, način podmazivanja, unutarnji zazor i dizajn sjedišta. Tehnički tim M&M Intercoma pomoći će vam da odredite odgovarajući dizajn za vaš ležajni sklop.

Povezani sadržaji

Izvor teksta i slika: https://medias.schaeffler.de/