Čistý start pro vysoce výkonná ložiska

Čistota je rozhodujícím faktorem pro správnou funkci a spolehlivost ložiska. V boji proti znečištění je „prevence vždy lepší než léčba“. Firma SKF vyvíjí čisté výrobní systémy již po celá desetiletí. Inovace dnes pokračuje vytvořením nové technologie, která odstraňuje znečištění v nanoměřítku a zásadně prodlužuje životnost procesních olejů.

Related Articles

Špína je nepřítelem vysoce přesných komponentů

V průběhu času mohou částice prachu a nečistot zachycené v ložisku vést k poškození povrchu, únavě materiálu a předčasnému selhání. Ještě horší je, že znečištění může způsobit problémy dlouho předtím, než je ložisko odesláno konečnému uživateli.

Pokud komponenty nejsou během výroby naprosto čisté, mohou být ohroženy kritické procesy broušení a honování používané při výrobě, což vede k mikroskopickým nedokonalostem povrchu. Když jsme prováděli rozsáhlou studii o výrobních problémech, které mají vliv na spolehlivost a výkon ložisek, zjistili jsme, že nejdůležitějším faktorem je čistota.

Čisté procesy nám pomáhají vyrábět ložiska, která mají prokazatelně delší a předvídatelnější životnost spolu s nižší úrovní hluku a vibrací. Čistou výrobou dosahujeme vyšší a stabilnější úrovně kvality, snižujeme plýtvání a eliminujeme zbytečné výrobní náklady. V čistém prostředí vydrží déle také výrobní nástroje a procesní kapaliny.

Proto jsou monitorování, údržba a zlepšování čistoty ústředními prvky výrobního systému firmy SKF spolu se zvyšováním produktivity dle metodiky štíhlé výroby a přísnou kontrolou procesu.

Čistou výrobou dosahujeme vyšší a stabilnější úrovně kvality, snižujeme plýtvání a eliminujeme zbytečné výrobní náklady.

Petter Hägg
Knowledge Area Manager for Clean Manufacturing at SKF.

Čistší myšlení

Abychom zajistili, že součást splní tyto cíle, musíme věnovat pozornost všem aspektům výrobního prostředí.
Na díle umístěném na stole, který čeká na další proces, se bude například postupně usazovat prach a znečištění z okolního prostředí. Abychom tyto faktory udrželi pod kontrolou, musíme myslet na podmínky uvnitř budovy, výkon ventilačního systému a dokonce i kvalitu nátěru na stropě. Musíme vědět, jak dlouho díly v průběhu procesu čekají na další zpracování, jak jsou uskladněny a jak se s nimi zachází.

Budování čistého výrobního systému je o přístupu stejně jako cokoli jiného.
Odborníci na výrobu firmy SKF tráví spoustu času prověřováním nejmenších detailů našich výrobních procesů, zjišťováním potenciálních zdrojů znečištění a hledáním způsobů, jak je zmírnit.
Jde o úsilí, které má mnoho paralel se stále četnějšími technikami neustálého zdokonalování, díky nimž je štíhlá výroba tak efektivní.

Řešení, která najdeme, jsou často velmi jednoduchá. Například v jednom výrobním závodě byly komponenty po opuštění obráběcího stroje umísťovány na ocelový kluzný žlab. Během zkoumání dílů jsme zjistili, že při nárazu by se mohly odlomit mikroskopické fragmenty žlabu a díly znečistit. Tým výzkumníků nainstaloval na ocel plastový kryt s nízkým třením, čímž se problém odstranil.

V jiném případě jsme zjistili, že dopravníkové systémy „FlexLink“ používané k přemísťování dílů mezi pracovními stanicemi vykazovaly vysokou úroveň kontaminace. Nainstalovali jsme na každý dopravník jednoduchou čisticí stanici, abychom tyto částice neustále oplachovali. Jinde jsme přišli na to, že součásti opouštějící proces broušení měly na svém povrchu často vysokou úroveň znečištění. Vyvinuli jsme proplachovací stanici obsahující několik trysek, které slouží k mytí dílů při výstupu ze stroje. Tato jednoduchá úprava snížila kontaminaci částic o 80 procent. A vzhledem k tomu, že proplachování bylo prováděno pomocí stávajících procesních kapalin, nebyly s ním spojeny prakticky žádné další náklady ani zdroje.

Celosystémový přístup

Ring production

Snad nejčastější mylná představa, kterou slyšíme, když hovoříme o čisté výrobě, je, že „všechno závisí na omývání“. Každá součást, kterou vyrábíme, se několikrát omyje, když prochází výrobou: mezi kritickými výrobními kroky a znovu před konečnou montáží.

Přesto je mytí jen jednou částí mnohem širšího a systematičtějšího přístupu k čisté výrobě. Abyste pochopili, proč je to tak důležité, musíte se seznámit s tím, jak se měří a zajišťuje čistota ve výrobním prostředí.

Mezinárodní organizace pro normalizaci vyvinula systém kódů pro popis úrovně znečištění částicemi zjištěnými v kapalinách nebo na povrchu součástí. Kódy čistoty začínají na 0 u extrémně čistých součástí a u silně znečištěných dílů stoupají až na 24 nebo výše. Každý kód je spojen s minimálním a maximálním počtem částic, měřeno na jednotku objemu kapalin nebo na jednotku plochy povrchu dílů. Další písmenný kód definuje horní a dolní mezní hodnotu počtu částic.
Obecně každý krok nahoru nebo dolů na škále ISO znamená zdvojnásobení nebo snížení počtu nalezených částic na polovinu.

Proces čištění průmyslových komponentů není navržen tak, aby bylo dosaženo stálého stupně čistoty stanoveného ISO.
Místo toho je účinnost procesu určena jako rozdíl mezi čistotou vstupních a výstupních částí. Pokud proces funguje správně, u mycích systémů, které firma SKF používá nejčastěji, je tato hodnota „delta“ kolem 75 procent. To znamená, že díl vyjde ze stroje o dva stupně ISO čistší, než když vstoupil dovnitř. To také znamená, že k dosažení určitého stupně čistoty po vyčištění musíte přesně kontrolovat čistotu vstupního dílu.

Na lince na výrobu ložisek budeme v každém výrobním kroku určovat cílové kódy čistoty dílů a procesních kapalin. Obecně platí, že materiály vstupující do předřazeného výrobního procesu mají vyšší kódy (přijatelná je větší kontaminace) a proces je postupně, jak součást prochází, stále čistší.

Budoucnost v nanoměřítku

Zdokonalování čisté výroby ve firmě SKF trvalo několik let. Stejně jako jiné formy neustálého zlepšování věříme, že vždy existují příležitosti udělat více. Jednou z oblastí, kde jsme dnes obzvláště aktivní, je čistota v nanoměřítku.

Běžné systémy na zjišťování znečištění jsou navrženy tak, aby detekovaly částice o velikosti ne menší než 5 µm, přičemž některé speciální vybavení dokáže pracovat s částicemi o velikosti 1 µm. Konvenční čisticí a filtrační systémy jsou navrženy tak, aby zvládly částice podobných velikostí.

Z naší analýzy kontaminovaných částí však víme, že existuje značná nepřímá úměrnost mezi velikostí částic a výskytem. Čím menší částice hledáte, tím více jich najdete. To znamená, že díly mohou být kontaminovány velkým množstvím extrémně malých částic, které jsou příliš drobné na to, aby je bylo možné detekovat.

V minulosti odborníci na čistou výrobu tuto kontaminaci v nanoměřítku ignorovali jednoduše proto, že s ní mohli udělat jen velmi málo. Dnes však začínají být k dispozici nové technologie, které umožňují výrobu superčistých olejů a obráběcích kapalin, díky čemuž je odstraněno i to nejmenší znečištění částicemi.

V roce 2019 firma SKF koupila RecondOil, malou firmu zabývající se čistými technologiemi s patentovaným procesem čištění oleje v nanoměřítku. Tento proces se nazývá technologie dvoustupňového odlučování (Double Separation Technology, DST). Pomocí DST lze z oleje odstranit všechny částice znečišťujících látek bez ohledu na jejich velikost. Jsme na začátku, ale při testech s kapalinami ošetřenými systémem SKF DST RecondOil na našich výrobních linkách jsme zaznamenali výrazná zlepšení v parametrech povrchu komponentů a v hlukových i vibračních vlastnostech kompletních ložisek.

Další výhodou je, že RecondOil dává olejům prakticky neomezenou životnost. Odstraněním nahromaděných částic z oleje se zastaví oxidace a rozklad, čímž se zamezí stárnutí, které nakonec ovlivní výkon oleje. Můžeme také zachycovat tekutiny z výrobní linky a znovu a znovu je zpracovávat pomocí technologie DST, díky čemuž je skutečně zajištěno cyklické využití oleje. Inženýrství v nanoměřítku může tak být klíčem, který v každém smyslu otevře dveře k další úrovni čisté výroby.

SKF Recondoil

Firma RecondOil byla do portfolia firma SKF přidána v červenci 2019. Tento podnik, start-up v oblasti čistých technologií, vyvinul technologii chemicko-mechanické obnovy oleje s názvem technologie dvoustupňového odlučování (Double Separation Technology, DST).

Pomocí DST lze oddělit znečišťující nanočástice od průmyslového oleje. Tím se odstraní příčina jeho znehodnocování a olej může mít prakticky neomezenou životnost.

Více informací o technologii dvoustupňového odlučování (DST) a „Olej jako služba“ najdete na SKF.com.