Automatisk smörjning ger ökad tillförlitlighet

Tunga maskiner inom gruvdrift samt bygg- och anläggningsindustri har mycket att vinna på automatiska centralsmörjsystem. De minskar risken för maskinhaveri och lägger grunden för högre produktivitet.

Teknologi

Moderna bygg- och anläggnings­projekt pressas av allt snävare deadlines. Entreprenadmaskiner måste ständigt hållas i toppskick för att tillförlitligt och kontinuerligt leverera högsta produktivitet. Annars kan det uppstå förseningar i projektet, vilket ofta leder till oförutsedda följdkostnader. Detta är frustrerande, särskilt när en entreprenadmaskin blir stående på grund av otillräcklig smörjning eller defekta tätningar.

Friktion, slitage, korrosion och smuts orsakar stora skador på mekaniska komponenter. Men det finns beprövade sätt att lösa sådana problem: skräddarsydda centralsmörjsystem som automatiskt smörjer och skyddar de rätta ställena med rätt fett i rätt tid. Vilket system som ger bäst resultat sett till ekonomiska och ekologiska aspekter beror till stor del på typen av maskin, liksom på omgivningstemperatur och driftförhållanden. Nyckel­ordet i detta sammanhang är anpassning.

SKF har utvecklat centralsmörjsystem för entreprenad­maskiner som tack vare robust konstruktion ger hög drifttillförlitlighet. De använder kolvpump­enheter ur serie KFG(S), med en integrerad styrenhet (fig 1). Smörjmedlet distribueras av progressiva matare som så länge pumpen går kontinuerligt levererar fett till de enskilda smörjställena. Därmed får varje smörjställe optimal smörjning och rätt fettmängd.

Enkel övervakningsteknik
SKF har utvecklat en kvasi-analog nivåvakt som gör att operatören när som helst kan få information om aktuell smörjmedelsnivå i smörjmedelsbehållaren. Nivåvakten detekterar smörjmedelsnivån digitalt och visar den i steg om exempelvis 0,5 liter. På så sätt kan operatören fylla på behållaren i god tid och när det passar, till exempel i samband med pauser mellan arbetsskift. Om signalen utvärderas systematiskt kan den även användas för att fastställa smörjmedelsförbrukningen. Vid förbrukning som kraftigt avviker från det normala kan systemet generera en servicebegäran.

SKFs basenhet IG502 är ett universellt, men samtidigt enkelt, styrsystem för progressiv centralsmörjning. Vid Bauma-mässan 2010 presenterade SKF sin nya styrenhet LC502, som erbjuder en mängd nya och förbättrade funktioner (fig 2). Fortfarande erbjuds styrenheten IG502 som standard­alternativ, men nya LC502 har många funktioner som banar väg för ett brett utbud av applikationer. Intressant att notera är de nya styr­alternativen med olika parametrar. Förutom tidsstyrd smörjning med minutinställning går det också att styra via pumpens varvtal. Därigenom kan ta man hänsyn till variationer i pumpvarvtal – vilket inte är möjligt vid ren tidsstyrning. Varvtalsvariationer kan bero på skillnader i smörjmedlets temperatur och viskositet, liksom spänningsfluktuationer med mera. Exakt smörjmedelsdosering är särskilt viktig för smörjställen med litet fettbehov och motsvarande lågt ställd tillförsel.

Eftersom den kan övervaka upp till tre zoner utmärks den nya enheten också av mycket tillförlitlig smörjning. Dessutom har den kabelbrottsövervakning och inbyggt överbelastningsskydd.

För stora entreprenadmaskiner, där smörjsystemet måste delas upp i flera oberoende zoner, har SKFs ingenjörer har också tagit fram en ny riktningsreglerventil av typ 5/4 (fig 3). Ventilen har en ingång som kan kopplas till en av de fyra utgångarna i taget. Därmed kan fyra oberoende zoner förses med smörjmedel och övervakas av en separat styrenhet. Bussteknik av typ CAN (Controller Area Network) kan användas för att optimera smörjningen av entreprenadmaskiner på ett annat sätt – genom att integrera centralsmörjsystemet i maskinens eget kommunikationsnätverk. Detta kräver givetvis motsvarande anpassningar från maskintillverkarens sida, så det räcker inte med en enkel eftermontering.

SKF har tagit fram pump­enheten FK för att leva upp till de höga krav som tunga maskiner ställer när det gäller smörjmedelsleverans, smörjmedelsförbrukning och långa slangar – något som förekommer inom exempelvis gruvsektorn. Enheten är modul­uppbyggd och ytterst robust. Den är mycket tillförlitlig även för smörjmedel med hög viskositet, och konstruerad för drifttryck upp till 400 bar (40 MPa). Speciellt för pumpenheten FK är att kunden i samband med beställningen kan konfigurera den för att passa optimalt till aktuell applikation. Smörjmedelsbehållare finns för 15, 30 eller 60 kg. Smörjmedelstillförseln ställs in stegvis mellan 12 och 74 cm³/ min. Pumpen matas med antingen växel- eller likström, vilket gör att den kan integreras med alla vanliga mobila eller stationära system.

Eftermontering är enkel
Förutsatt att det önskade systemet passar aktuell maskintyp kan entreprenadmaskiner utan centralsmörjsystem uppgraderas på ett förhållandevis enkelt sätt. SKFs eftermonteringssatser är framtagna enligt specifikationer från större OEM-kunder, och uppfyller dessa kunders krav och smörjmedelsnormer. Satserna finns i många utföranden. Det­samma gäller reparationssatser. För att säkerställa att eftermontering eller reparation kan genomföras utan komplikationer erbjuder SKF kompletta satser med alla nödvändiga komponenter, plus ritningar och instruktioner för att montera ett centralsmörjsystem för den specifika typen av entreprenadmaskin. Om så önskas tar SKFs servicetekniker hand om monteringen.

Autonoma smörjenheter för hydraulhammare och andra redskap
Hydraulhammare kräver en annan typ av smörjmedel än övriga smörjställen på en grävmaskin. Erfarenheten visar att kunder använder denna typ av redskap på en mängd olika typer av bärare. Utmaningen för SKFs ingenjörer var att ta fram en autonom och utrymmesbesparande pumpenhet med lågt underhållsbehov. Resultatet är den hydrauldrivna smörj­enheten HS04. Den är utformad för att tillförlitligt kunna tillföra de specialfetter med hög andel fasta ämnen som krävs av hydraulhammare. Smörjenheter­na monteras direkt på redskapet och kopplas till maskinens befintliga hydraulsystem. Så snart redskapet sätts i drift, det vill säga när hydraul­systemet aktiveras, börjar pumpen smörja de anslutna smörjställena. Det går att reglera mängden smörjmedel som tillförs. I stället för att använda konventionell fettbehållare är HS04 utrustad med en standardgängad patron, som är enkel och praktisk för operatören att byta. SKF erbjuder dessutom adaptrar av olika typer.

Smörjenheten har ett tekniskt avancerat drivsystem som är patenterat. Det ställs mycket höga krav på en smörjenhet som ska sitta monterad på en hydraulhammare. Förutom smuts och damm som uppstår under drift måste enheten klara hårda stötar och vibrationer. För HS04 valdes en rent hydraulisk lösning i stället för mekanisk kraftöverföring – ett koncept som är verifierat i många fälttest.

Eftersom det är en hydraul­driven, autonom och utrymmessnål pumpenhet med lågt underhållsbehov kan den användas även för andra ändamål än hydraulhammare. Många redskap och arbetsverktyg för entreprenadmaskiner saknar egen drivutrustning, är hydrauldrivna och har ställen där smörjning är ett absolut krav. Bland sådana kan nämnas grip, sikt­skopor, saxar, malningsanordningar och liknande. HS04 är en utmärkt lösning för att säkra och förbättra produktiviteten även för denna typ av utrustning. Förutom specialfetter för hydraulhammare kan den givetvis användas för att mata fram standardfetter av NLGI-klass 2.

Erfarenhet från kund
Centralsmörjsystem bidrar till minskad miljöpåverkan

Vad betyder det egentligen för miljön att en maskin utrustas med ett centralsmörjsystem? För att besvara denna fråga med tillförlitliga empiriska data vände sig Thilo Standhardt på SKF till Andreas Englisch, teknisk chef vid Albert Weil AG i tyska Elz, ungefär halvägs mellan Frankfurt am Main och Bonn. Weil har en maskinpark på över 50 entreprenadmaskiner, i storlekar från tre till 87 ton. Företaget har länge varit kund till SKF (fig 4).

SKF kunde mycket noggrant fastställa vilka vinster som fanns att hämta med en ny smörjningslösning – detta tack vare Weils praktiska erfarenhet och de parametrar som fanns tillgängliga för ett centralsmörj­system. Som försöksobjekt valdes en liten hjullastare av typ Atlas 82E (fig 5) och en 45-tons bandgående grävmaskin, modell Hitachi ZX 470 (fig 6). Weil har 20 likadana små hjullastare och 28 bandgående grävmaskiner mellan 15 och 87 ton.

Förutsatt att maskinerna dagligen underhålls enligt instruktionerna ger ett automatiskt centralsmörj­system en beräknad årlig minskning av smörjmedelsförbrukningen på cirka 28 procent, eller 668 kg räknat på hela maskinparken.

Denna beräkning bygger på följande antaganden:

• 8 drifttimmar per dag
• 5 dagar per vecka
• 1 pumpslag med en manuell fettpress levererar cirka 2 cm³
• 1 cm³ = 1 gram
• Manuell fettsmörjning enligt instruktionerna – pressa in fett tills man tydligt ser att rent fett börjar komma ut från smörjställena

Beräkningen utfördes enligt följande:
Fettförbrukning med manuell smörjning

• 20 hjullastare 1 132 800 cm³
• 28 grävmaskiner 1 236 500 cm³
• Per år: 2 369 300 cm³ (cirka 2 369 kg)

Fettförbrukning med centralsmörj­system:

• 20 hjullastare 752 600 cm³
• 28 grävmaskiner 948 900 cm³
• Per år: 1 701 500 cm³ (cirka 1 701 kg)

Skillnad mellan manuell och central smörjning: 667 800 cm³ (ca 668 kg)

Centralsmörjsystem ger cirka 28 procent lägre förbrukning jämfört med manuell smörjning (668/2 369).

De faktiska smörjmedelsbesparingarna i Albert Weils maskiner är ännu större, till följd av att operatörer i praktiken tenderar att ta ett extra tag med fettsprutan (ytterligare 20 procent) för att inte riskera att smörja för lite.