NSK introduceert een nieuwe methode om de levensduur van rollagers nauwkeurig te voorspellen. Indicators hiervoor zijn de lagermaat en de hoeveelheid niet-metallische insluitsels in het lagerstaal. Als gevolg van de optimalisatie van de dynamische draaggetallen verdubbelt de geschatte levensduur van lagers soms zelfs.
Draaggetallen worden bepaald door de ISO 281:2007 norm, die stelt dat als een partij identieke lagers wordt getest, negen van de tien lagers de miljoen toeren probleemloos moet kunnen doorstaan. ISO 281 staat onder bepaalde omstandigheden een verlenging van de levensduur toe, maar in het verleden moest bij elke wijziging aan het lager een nieuwe serie tests worden uitgevoerd. NSK heeft nu echter een niet-destructieve testmethode ontwikkeld voor juist dit soort situaties, waardoor verdere tests achterwege kunnen blijven en de eindgebruiker kan profiteren van een fundamentele verlenging van de levensduur van zijn lagers.
TIP, deze artikelen vind je vast ook interessant om te lezen:
- Lagers gecontroleerd verhitten met inductie
- Xiros lagermaterialen: bestand tegen chemicaliën en hoge temperaturen
Levensduur veel langer dan ISO 281 zegt
Sinds de ontwikkeling en introductie van de methode om de levensduur van lagers te bepalen (in 1962), is er zowel wat betreft de zuiverheid van het toegepaste materiaal als de productiemogelijkheden veel verbeterd. Het gevolg is dat de werkelijke levensduur van een lager vaak veel langer is dan de levensduur die wordt gesuggereerd door de tests volgens ISO 281.
De oplossing van NSK lag in het vereenvoudigen van zaken, door het gebruik maken van computergestuurde modellen naast empirische tests. Het basisidee is dat deze modellen worden gebruikt als een digital twin, met als uiteindelijk doel levensduurtesten met echte, fysieke lagers overbodig te maken en veranderingen in dynamische draaggetalwaarden te bepalen door louter digitale evaluaties.
Kwaliteit lagerstaal allesbepalend
NSK’s onderzoek toonde aan dat de samenstelling en kwaliteit van het lagerstaal, met name het deel dat bestaat uit niet-metallische onzuiverheden, een enorme invloed heeft op de levensduur van een lager. Het is zelfs een nauwkeuriger indicator van de levensduur dan de eerder genoemde berekeningsmethode. NSK ingenieurs realiseerden zich dat een evaluatiemethode op basis van breukmechanica (een tak van de mechanica die zich bezighoudt met het onderzoek naar de voortplanting van scheuren in materialen) een zinvoller inzicht zou kunnen verschaffen. Met name door de nieuwe methode te combineren met een ultrasone inspectietechniek die de niet-metallische insluitingen in een groot volume staal scant, ontdekte NSK dat het hiermee de levensduur van zijn lagers veel nauwkeuriger kon voorspellen.
Draaggetallen lagers aangepast
Als direct gevolg hiervan heeft NSK de basis dynamische draaggetallen van vele lagers herzien zonder aanpassing van het ontwerp of de materialen, terwijl nog steeds de juiste veiligheidsmarge wordt toegepast op de verhoogde waarden. Met deze herziening is de geschatte levensduur van bijvoorbeeld radiale rollagers twee keer zo lang als voorheen. Beter nog, lagers worden geschikt voor gebruik onder hogere belastingcondities. Dit betekent dat bedrijven nu kunnen kiezen voor kleinere lagers die nog steeds op dezelfde wijze functioneren als hun grotere tegenhangers.
