Nie każde łożysko można i warto naprawiać czy regenerować. Ale w przypadku nietypowych dużych konstrukcji jest to zazwyczaj rozwiązanie optymalne, które znacząco skraca czas przywrócenia sprawności urządzenia. Regeneracja przeprowadzona z uwzględnieniem właściwej dla danego typu łożysk procedury w wielu przypadkach umożliwia przywrócenie ich do stanu technicznego jak w nowym łożysku.
Wiele firm, w tym uznani producenci łożysk, oferuje usługi regeneracji łożysk nie tylko własnych produktów. Na pewno pierwszym krokiem przed podjęciem decyzji o zakupie lub naprawie powinno być przeprowadzenie inspekcji łożyska i ocena jego stanu. Na tej podstawie można podjąć decyzję o zakresie prac związanych z regeneracją i jej opłacalności. Przy szacowaniu opłacalności regeneracji trzeba brać pod uwagę nie tylko bezpośrednie koszty, ale też takie, jak utracone korzyści (straty) wynikające przestoju maszyny w przypadku regeneracji lub wymiany. Nie ma prostych metod obliczenia oszczędności, jakie można uzyskać, regenerując łożyska. Według niektórych szacunków koszt regeneracji to 20–70% ceny nowego produktu. SKF Polska podaje, że profesjonalnie przeprowadzona regeneracja może przywrócić łożysko do jego oryginalnego stanu i wydłużyć czas eksploatacji o co najmniej 50%.
Nie chciałbym zagłębiać się w rozważania, w jakim stopniu regeneracja jest bardziej przyjazna dla środowiska naturalnego. Oczywiście można policzyć, ile energii trzeba zużyć do wytworzenia i do regeneracji łożyska. Wykracza to jednak poza kalkulacje, które wykonujemy, podejmując decyzję, czy regenerować, czy wymienić łożysko. Z regeneracją łożysk związana jest norma ISO 15243:2004, która określa, opisuje i klasyfikuje zmiany występujące w łożyskach w trakcie eksploatacji. Podane są w niej przykłady uszkodzeń łożysk tocznych wraz z opisem przyczyn awarii oraz proponowane działania naprawcze. To z praktycznego punktu widzenia cenny i przydatny dokument.
Kiedy można i warto regenerować
Lucjan Kubikowski, dyrektor operacyjny SKF Solution Factory, zwraca uwagę, że zasadność regeneracji łożyska zależy przede wszystkim od jego wielkości, rodzaju oraz rozległości i typu uszkodzeń, które w nim obserwujemy (należy tu przypomnieć, że analiza uszkodzeń łożyska jest prowadzona przez służby SKF zgodnie ze wskazaniami normy ISO 15243). Według niego do regeneracji nadają się łożyska typów „rozbieralnych” (nie nadają się np. łożyska zwykłe kulkowe). Z doświadczeń SKF Industrial Service Centre Steyr wynika, że jeśli chodzi o wielkość to opłacalna jest regeneracja łożysk o średnicy zewnętrznej 200 mm i więcej. Uszkodzenia bieżni skutkujące koniecznością wymiany jednego (lub obu) pierścienia łożyska zazwyczaj oznaczają nieopłacalność całego przedsięwzięcia. Lucjan Kubikowski dodaje jednak, że jak zwykle od każdej reguły są wyjątki, przykładem regeneracja łożysk maszyn ciągłego odlewania stali – mimo faktu, że ich wielkości są często poniżej wymienionego minimum średnicy zewnętrznej. Trzeba się też zgodzić z wyrażoną przez dyrektora Kubikowskiego opinią, że warto podejmować regenerację również w sytuacji długich terminów dostawy nowych łożysk, bo sprawnie przeprowadzona naprawa zazwyczaj zapewnia bezpieczne „dotrwanie” maszyny do momentu otrzymania nowego komponentu. SKF zaleca też przeprowadzanie regeneracji „odświeżającej” w przypadku łożysk, które leżą na półkach w magazynie zakładu produkcyjnego przez kilka lub więcej lat.
Specjaliści z firmy Timken wskazują znaczenie analizy kosztu zakupu nowego łożyska do danego zastosowania oraz czasu naprawy/zakupu. Przywrócenie łożyska do stanu pierwotnego dzięki regeneracji odbywa się zwykle w krótszym czasie i przy znacznie mniejszych kosztach niż zakup nowych łożysk. Podkreślają, że w zależności od zakresu prac regeneracja pomoże zaoszczędzić od 50 do 90% kosztu zakupu nowych łożysk, ale nie zawsze jest to najlepsze rozwiązanie dla uszkodzonego łożyska. Można uniknąć kosztownych nieplanowanych przestojów wywołanych uszkodzeniem łożysk, jeśli regularnie przeprowadzane są przeglądy. Jak radzą przedstawiciele firmy, poza oględzinami należy przeanalizować dodatkowe kryteria:
- łożysko jest blisko lub przekracza sugerowany okres trwałości,
- temperatura pracy przekroczyła 93°C,
- narażenie na nadmierne wibracje,
- nagłe zmiany warunków smarowania i temperatury.
Wtedy wczesne wykrycie potencjalnych uszkodzeń zapewnia podjęcie właściwej decyzji o regeneracji bądź o zakupie.
Ostrożność w podejmowaniu się regeneracji łożysk tocznych zaleca Ryszard Łuszczak z działu badań i rozwoju w firmie FŁT-Kraśnik. Choć regeneracja uszkodzonych części maszyn może znacząco obniżać koszty eksploatacji i przynosić korzyści ekologiczne, to w przypadku łożysk tocznych daje pozytywne efekty tylko w ograniczonej liczbie przypadków. Łożyska toczne są wyrobami precyzyjnymi, a jednocześnie muszą być zdolne do przenoszenia dużych obciążeń i często pracują w ogólnie trudnych warunkach. Po regeneracji musi być przywrócona dokładność wymagana dla nowego łożyska, aby zapewnić dalsze poprawne i długotrwałe funkcjonowanie, tzn. skuteczność naprawy porównywalną do użycia nowego łożyska. Tolerancje wykonawcze elementów łożyska są bardzo wąskie. Dlatego, jak mówi Ryszard Łuszczak, usunięcie nawet niewielkich uszkodzeń poprzez zdjęcie warstwy materiału jest często niemożliwe, bo spowoduje przekroczenie dopuszczalnej tolerancji. Z kolei niewłaściwie wykonana regeneracja, pozostawienie nawet niewielkich uszkodzeń, np. mikropęknięć zmęczeniowych, które mogą być ukryte w głębi materiału, pod powierzchnią bieżni, na pewno spowoduje rychłą awarię. Zamiast oczekiwanej oszczędności, do kosztów regeneracji trzeba dodać koszty ponownego demontażu i montażu oraz dodatkowego przestoju maszyny.
Problemy regeneracji
Jeśli zleca się regenerację wyspecjalizowanej firmie to – jak twierdzi Lucjan Kubikowski – nie powinniśmy mieć żadnych problemów. Jeśli SKF zaaprobuje regenerację łożyska, to zostanie ona wykonana zgodnie z założonym poziomem regeneracji (jest on ustalany na podstawie analizy rozebranego na elementy składowe łożyska) i w założonym terminie. Jeśli jest tu jakieś zagrożenie to tylko hipotetyczne – terminu wykonania regeneracji w przypadku chwilowego braku dostępności elementów tocznych określonej wielkości. Dotyczyć to może regeneracji wymagającej przeszlifowania jednego lub obu pierścieni łożyska i związanej z tym konieczności wymiany elementów tocznych na większy rozmiar niż zastosowane w łożysku oryginalnym. Również w przypadku wyspecjalizowanej firmy trudno mówić o błędach przy wykonywaniu regeneracji. W SKF jest to proces wykonywany ręcznie i bardzo dokładnie kontrolowany. Łożyska regenerowane są przywracane do standardów jakościowych (fabrycznych) wykonania łożysk SKF, a niektóre typy (jak łożyska stosowane w maszynach do ciągłego odlewania stali) zostają nawet ulepszone w warstwie funkcjonalności. Ponadto SKF daje klientom gwarancję na łożyska regenerowane, nie ma zatem przeciwwskazań do ich stosowania.
Przedstawiciele firmy Timken podkreślają, że regeneracja powinna być przeprowadzana przez odpowiednio przeszkolonych i doświadczonych specjalistów, którzy przed podjęciem działań poddadzą łożysko szczegółowej analizie i wycenie naprawy. W przeciwnym razie ryzykujemy, że niepotrzebna naprawa może być przyczyną dodatkowych zniszczeń i zmniejszyć trwałość łożyska. Ważny jest również odpowiedni park maszynowy i urządzenia pomiarowe niezbędne do wykonania gruntownych oględzin i regeneracji. Jako typowe błędy przy regeneracji wymieniają:
- niewłaściwe polerowanie elementów tocznych,
- zbyt głębokie szlifowanie miejscowe,
- mieszanie gotowych elementów.
Zgadza się z tym Ryszard Łuszczak, ale dodaje, że dla każdego łożyska należy indywidualnie ocenić możliwość regeneracji. Następnie określić jej zakres, aby nie ponosić kosztów niepotrzebnych operacji. Regeneracja musi być wykonana w sposób profesjonalny, z zachowaniem wszelkich reżimów obowiązujących przy produkcji łożysk. Zagwarantowanie jakości zregenerowanego łożyska wymaga też szeregu końcowych operacji kontrolnych. Ryszard Łuszczak zwraca uwagę, że jednostkowy koszt regeneracji jest stosunkowo wysoki, ponieważ z reguły regeneruje się pojedyncze łożyska lub ich niewielkie partie. Nawet jeśli regeneracji podlega większa liczba łożysk, to zwykle zakres wymaganych operacji jest zróżnicowany. Biorąc pod uwagę, że większość łożysk wytwarzanych jest w warunkach produkcji masowej lub co najmniej seryjnej, cena nowego łożyska jest względnie niska. W przypadku niewielkich łożysk koszty samej tylko weryfikacji stanu łożyska przed regeneracją mogą przekraczać cenę nowego łożyska.
Łożyska wieńcowe
Łukasz Grobner z firmy Balnex, która na polskim rynku reprezentuje PSL – producenta łożysk wieńcowych do średnicy 4000 mm, podkreśla specyfikę tego rodzaju łożysk stosowanych wszędzie tam, gdzie trzeba przenieść ciężar o znacznej wadze powodujący powstanie momentu wywrotowego. Do urządzeń, w których zabudowane są łożyska wieńcowe można zaliczyć m.in. żurawie, dźwigi, koparki, suwnice, podnośniki koszowe. Łożyska wieńcowe są częściami składowymi maszyn o dużym koszcie w stosunku do kosztu całej maszyny, dlatego wymiana na nowy egzemplarz często związana jest ze znacznym nakładem finansowym. Tym bardziej że ich okres eksploatacji w zależności od aplikacji wynosi od kilku do kilkunastu lat, podczas którego wartość całej maszyny znacząco spada. Jest to główny powód, że użytkownicy decydują się na wykonanie regeneracji łożyska wieńcowego, ponieważ jej koszt waha się od 30 do 70% ceny nowego łożyska.
Jak mówi Łukasz Grobner, innym czynnikiem przemawiającym za wykonaniem regeneracji jest często brak natychmiastowej dostępności nowego łożyska, a okres oczekiwania zawiązany z wyprodukowaniem nowego egzemplarza wynosi od 2 do nawet 5 miesięcy. Podczas eksploatacji łożysk wieńcowych najczęściej dochodzi do uszkodzeń bieżni oraz elementów tocznych wraz z separatorami i w zależności od stanu zużycia łożyska regeneracji (wymianie) mogą podlegać właśnie te elementy lub w przypadku bardziej zniszczonych łożysk wymianie podlega jeden z pierścieni.
Zaawansowana regeneracja nie jest operacją łatwą, którą można wykonać w „przydomowym” zakładzie. W Polsce jest tylko jeden, a w Europie kilka zakładów, które dysponują odpowiednim zapleczem technicznym oraz personelem zdolnym do jej wykonania. Pozostałe przedsiębiorstwa próbują na własną rękę wykonywać regenerację przez ponowne szlifowanie bieżni i w miejsce starych elementów tocznych stosowanie nowych o zwiększonej średnicy. Każdy luz inny niż fabryczny powoduje, że łożysko będzie miało inną charakterystykę przenoszonych obciążeń (wytrzymałość). Kolejnymi błędami popełnianymi przy regeneracji i montażu takich łożysk są:
- intensywne szlifowanie bieżni powodujące znaczne zmniejszenie grubości warstwy zahartowanej,
- stosowanie starych śrub mocujących,
- wypełnienie niewłaściwym smarem,
- niestosowanie separatorów na rzecz całkowitego wypełnienia elementami tocznymi,
- brak oceny podłoża, szczególnie płaskości, na którym ma być zabudowane łożysko.
Jak dodaje Łukasz Grobner, decyzja o możliwości zastosowania łożyska zregenerowanego musi być przemyślana i oparta na takich czynnikach, jak:
- rodzaj aplikacji, a przez to wpływ zmiany parametrów łożyska na bezpieczeństwo ludzi,
- elementy łożyska, które podlegały regeneracji,
- zakład, w którym wykonano regenerację (doświadczenie zakładu).
Tylko odpowiedzi na wymienione pytania umożliwią ocenę przydatności łożyska wieńcowego po regeneracji do ponownego zastosowania.
Podsumowanie
Kiedy warto zdecydować się na łożyska regenerowane? W zasadzie po prawidłowo przeprowadzonej regeneracji łożysko może pracować tak jak łożysko nowe. Firmy wykonujące regenerację z zasady dają na nie gwarancję. Tak jak w przypadku projektowania i produkcji łożysk również przy regeneracji liczy się doświadczenie firmy, wykorzystywana technologia i materiały. To ekonomiczna alternatywa w stosunku do zakupu nowego łożyska. Jeśli tylko analiza uszkodzeń pozwala przeprowadzić regenerację, warto to zrobić. Trzeba jednak pamiętać, co podkreśla Ryszard Łuszczak, że jeżeli regeneracja łożyska poprzez mniej lub bardziej „inwazyjną” obróbkę niektórych jego powierzchni oraz wymianę lub dorobienie „nadwymiarowych” elementów jest możliwa, to wykonanie regeneracji jest opłacalne jedynie w przypadku dużych łożysk, które produkowane są jednostkowo lub w krótkich seriach, wymagają zużycia dużej masy materiału, a przez to mają wysoką cenę.
Oczywiście zawsze należy dbać o właściwą eksploatację łożyska nowego i po regeneracji. Za jego przyspieszone zużycie obwinia się głównie takie czynniki, jak niewłaściwy lub stary smar oraz zanieczyszczenia stałe, a także niedostateczne smarowanie. Dbałość o zachowanie czystości przy montażu oraz smarowanie zgodne z zaleceniami producenta na pewno ograniczy zarówno wymiany, jak i regeneracje łożysk. To najbardziej ekonomiczne rozwiązanie.
UR
Autor: Bohdan Szafrański
