NSK'nın geliştirdiği inovasyon sayesinde madencilik sektöründeki eski bir rulman sorunu aşıldı

Maden ve taş ocağı konveyörlerindeki kafa, kuyruk, sürücü ve gergi kasnaklarında önemli bir husus olan erişilebilirliği sağlamak için genellikle açık rulmanlar kullanır. Ancak bu rulmanların kısa hizmet ömrü operasyonların çalışma süresi bakımından sıklıkla sorunlara neden oluyor. 

Yaygın bir sorun

Avustralya'da madencilik ülke ekonomisinin temel direklerinden biridir. Bu nedenle, arıza süreleri ve maliyetli onarımlar net karlılık üzerinde tehlike oluşturmaktadır. Dünyanın diğer birçok bölgesinde olduğu gibi Avustralya'daki madencilik şirketleri de gergi kasnağı rulmanlarındaki arızalar nedeniyle pahalı bakımlar ve uzun süreli konveyör arızaları gibi sorunlarla karşılaşmaktadır. Bu rulmanlarda genelde yatak keçelerine ve açık rulmanlara sert parçacık (kir, toz) ve su girişi gibi sorunlar meydana gelmektedir.

Yeni çözümler sayesinde yalıtım seviyesi artarken önemli kullanıcı gereklilikleri de unutulmamalıdır. Bunlardan biri de hızlı montajdır. Sektördeki standart bir prosedür olarak, her oynak makaralı rulman bir konik manşona hızla ve kolayca kayar. Bunun aksine, normal silindirik yüzeylerde düzgün bir sıkı geçme oluşturulabilmesi için monte edilen rulmanların ısıtılıp soğutulması gerekir. Bu işlem de daha fazla zaman ve özel ekipmanlar gerektirir.

Konik delikli rulmanlar ve bunlara uygun adaptör manşonları ise daha hızlı ve yerinde çözümler sunar. Adaptör manşonu, konveyör bandı makara şaftının ucundan geçen silindirik bir deliğe sahiptir ve manşonun dış çapı da rulman deliğine uygun konik özelliktedir. Adaptör manşonunun ucunda dişler bulunmaktadır ve buraya bir somun uygulanarak rulman koniğe doğru itilir.

Oynak makaralı rulmanın konik yüzeye ne kadar itilmesi gerektiğini anlamak için bakım uzmanları rulmanın iç aralığını kontrol etmek için bir kalınlık mastarı kullanır. Bu strateji sayesinde rulmanı konik manşonda gereğinden fazla yukarı iterek iç boşluğun çokça azalmasına neden olabilecek aşırı kuvvet de uygulanmamış olur.

Değişimin başlangıcı

Maden ve taş ocağı konveyörü gibi uygulamalarda kullanılan açık oynak makaralı rulmanlar için biçilen tahmini ömür göreli olarak kısadır ve genelde sadece birkaç aydır. Ancak daha iyi bir çözüm bulunamadığı için bu kabul edilemez durum uzun yıllar boyunca devam etti.

NSK Avustralya ve distribütörü ülke çapındaki büyük madencilik şirketleriyle yakın bir çalışma yürütüp arızalar arasındaki ortalama sürenin (MTBF) 6 aya kadar düştüğü arızalı konveyör kasnağı konumlarında birçok test yapmaya başlayarak bu konuyla ilgili değişimin ilk adımlarını 2012-13'te attı.

NSK, son derece etkili keçe tasarımının yanı sıra eşsiz ve uzun ömürlü rulman malzemesi sayesinde oldukça uzun hizmet ömrü sunabilecek keçeli oynak makaralı rulmanlar geliştirmeye başladı. Ancak karşılaşılan önemli zorluklardan biri nihai radyal boşluk ölçümü ihtiyacının karşılanmasıydı. Geçmişte kalınlık mastarları yalnızca açık rulmanlar sayesinde erişim sahibi olabiliyordu. Geleneksel keçeli rulmanların kullanılması bu kritik işlemin yapılmasını önlüyordu.

Bazı rulman üreticileri bu sorunu çözmek için standart keçeli oynak makaralı rulmanlar (konik delikli) ve bir dizi dönüşüm tablosu sundu. Bu tablolar, eksenel itme mesafesi miktarı ve hidrolik somun yağ pompası basıncı ile iç boşluğun ne kadar küçüldüğü arasında korelasyon sağlıyor. Ancak bu teorik bir hesaplamadır ve %100 kesinlik sunmamakla birlikte montaj sırasında hatalara da yol açabilmektedir.

Bambaşka bir konsept

NSK bu yaklaşımı geliştirmek için sökülebilir keçeler üreterek dünyada çapında bir ilke imza attı. Bu konseptin merkezinde bir halkaya/tutucuya monte edilen ve tamamen sökülebilir olan (cıvatalarla) bir keçe bulunuyor. Bu sayede kalınlık mastarları kullanarak yapılan boşluk ölçümleri (son kullanıcının devreye alma sırasında gres seçimi, paketleme ve gerekirse yeniden gresleme yeteneği) için erişim sağlanır. NSK tasarımı ısıyla daraltma ekipmanları gerektirmez ve ISO standardı olan konik adaptör manşonları ve kilit somunlar kullanmaya devam ederek mevcut çözümler arasında değişim yapılabilmesini sağlar.

Daha da önemlisi, sökülebilir keçeler eklenmesine rağmen ISO'nun belirlediği sınır genişliği boyutunda hiçbir uzama olmaz ve dolayısıyla standart rulman yataklarının kullanımına devam edilebilir. NSK bu sonucu kendi özel ve bağımsız bir şekilde sertifikalandırılmış olan Hi-TF/Super-TF rulman malzemesini kullanıp keçenin tasarım kısıtlarını azaltarak elde etti. Bu malzeme, standart açık rulmanlara kıyasla yük değerini %10'a kadar artırarak (büyüklüğe bağlı olarak) çözüme aynı boyutlar içinde erişebilmeyi sağlıyor. Madencilik şirketleri böylece mevcut açık rulmanlarını NSK'nın çözümüyle hızla ve kolayca değiştirebilecektir. Yeni yatak da gerekmemektedir.

Hi-TF ve Super-TF rulman malzemesinin geleneksel rulman malzemesine göre temiz yağla çalıştığında iki kat ve kirli yağla çalıştığında ise 10 kat daha fazla hizmet ömrü sağladığını da hatırlatmakta fayda var.

NSK’nın çözümü ayrıca, 100°C’ye kadar çalışabilen kanıtlanmış ağır hizmet tipi nitril (HNBR) keçe teknolojisinin yanı sıra yaylı dudak teknolojisiyle standart sektör konseptlerine göre %30 daha fazla etkili sızdırmazlık özelliği sunar. Bu tasarım sayesinde kirleticilere karşı koruma ve uzun hizmet ömrü sağlanıyor.

10 yıla kadar hizmet ömrü

NSK Avustralya tarafından 2012-13 yıllarında maden konveyörlerine takılan deneme niteliğindeki oynak makaralı rulmanların bazıları bugün hala sorunsuz bir şekilde çalışmaya devam ediyor. Ancak NSK bir takımı (mükemmel bir şekilde çalışmasına rağmen) iki yıl sonra çıkararak X ışını yorgunluk analizi için şirketin Japonya'daki Ar-Ge Merkezine gönderdi. Elde edilen sonuçlara göre sekiz yıllık ömrü kalmıştı. Dolayısıyla, geçen hizmet ömrü de göz ününde bulundurulduğunda NSK 10 yıllık hizmet ömrünün mümkün olduğunu gösterdi. Bu süre madencilik ve taş ocağı sektöründeki konveyör uygulamalarında geçmişte tanık olunan süreleri fazlasıyla aşıyor.

NSK Avustralya o tarihten beri ülkenin madencilik sektörüne 1600 adet sökülebilir keçe teknolojisine sahip uzun ömürlü oynak makaralı rulman tedarik etti. Delik çapı 120 - 440 mm arasında değişen standart boylardaki tüm bir seri Avrupa da dahil olmak üzere tüm dünya çapında sunulmaktadır. Örneğin İskandinav ülkelerinde bazı montajlar şimdiden yapılmış durumda.

Resim 1)NSK’nın sökülebilir keçe teknolojisine sahip uzun ömürlü oynak makaralı rulmanları, konveyör sistemi operatörleri için daha uzun çalışma süreleri ve daha yüksek güvenilirlik sağlar 

Resim 4) NSK’nın Hi-TF/Super-TF rulman malzemesinin sahip olduğu yüksek dinamik yük değerleri sayesinde keçenin tasarım kısıtları azaltılmış ve rulmanlar ISO'nun belirlediği sınır genişliği boyutları içinde tutulmuştur