Ремонт (ретрофит) на лагери

Kогато ключов за дадена система механизъм като лагер претърпи повреда, обикновено той веднага се извежда от експлоатация и се подменя с нов, преди да е достигнал края на прогнозния си сервизен живот.

Технологичните подобрения в дизайна, производствените материали и възможностите за поддръжка на лагерите през последните години значително са удължили експлоатационния им цикъл.

Все повече производители, както и специализирани доставчици на услуги по ремонт или ретрофит, предлагат и възможности за рециклиране на повредени, износени лагери или такива с влошени работни характеристики вследствие на различни работни фактори. Редица специалисти виждат в това ефективен метод за удължаване на полезния живот на лагерите, който предлага надеждна алтернатива на подмяната за известен период от време в много практически приложения. Целенасочените и задълбочени програми по рециклиране на такива механизми имат за цел да преценят дали даден лагер подлежи на поправка, както и да изчислят какъв ще бъде прогнозният му експлоатационен период след ремонта.

Тези програми включват широк набор от дейности и операции за отстраняване на неизправности в устройствата и подобряване на работните им спецификации, подходящи за всички видове лагери. В немалка част от случаите един рециклиран лагер може да бъде въведен обратно в експлоатация в състояние “като нов” за около една трета от времето и около 60% от разходите за закупуването и монтажа на нов. В допълнение, един успешно ремонтиран лагер може да работи безпроблемно толкова дълго, колкото би бил прогнозният му живот и преди настъпване на съответната неизправност. Нарастващата популярност на практиките по ремонт, ретрофит и рециклиране на лагери във все повече приложения и индустрии, включително в тежката промишленост, предполага по-задълбочено проучване на потенциала на такива мероприятия в сравнение с непосредствената подмяна.

Същност на рециклирането
Ремонтирането на лагери далеч не е нова концепция, но популярността й в тежката индустрия напоследък нараства, отчитат експертите. Потенциалните ползи от осъществяването на ремонт вместо директна замяна на механизма постепенно се увеличават с технологичните подобрения в проектирането и поддръжката на лагерите, чистотата на стоманите и възможностите за отстраняване на неизправности.

При повреда в даден лагер се възпрепятства надеждната работа на цялата система, което води до допълнителни разходи, свързани с нежелани престои, удължаване на работните смени, ненавременни доставки и др.

Основна причина за подмяната на един лагер в повечето тежки промишлени приложения е достигането на края на сервизния му живот. Неговото допълнително удължаване е възможно чрез рециклиране и отстраняване на причината за влошените му работни характеристики. Първоначалната конструкция на лагера отчита експлоатационните особености и приложението на лагера и върви със съответната прогноза за очакван сервизен живот и срок на износване.

Независимо от базовите показания на производителите обаче на практика експлоатационният живот на лагерите често е доста по-кратък поради неправилен монтаж, замърсяване, неадекватно смазване или несъосно разположение. По данни на специалисти, по-малко от 10% от лагерните механизми, използвани в тежки индустриални приложения, реално достигат края на очаквания си полезен живот.

Приложимостта на програми по рециклиране се повишава и благодарение на все по-масово използваните и все по-надеждни средства за мониторинг на състоянието на машини и механични системи, както и на съответните платформи за оптимизиране на ефективността и надеждността им. Големият икономически натиск върху производителите в тежката промишленост, свързан с изисквания за непрекъснато повишаване на производителността и намаляване на разходите, прави ремонтът и рециклирането на лагери икономично решение при повреда и износване. Голяма част от доставчиците на услугата я предлагат за продукти от различни производители, както и със съответния гаранционен срок.

С оглед на екологичните съображения във връзка с производството, закупуването и монтажа на нов лагер, рециклирането се доказва и като по-екологосъобразен вариант, редуцирайки необходимата енергия, въглероден отпечатък, консумация на изходни ресурси и количество отпадъци сред края на жизнения цикъл на системата.

Голяма част от енергията, необходима за производството на нов лагер – за топенето и рафинирането на стоманата, изковаването и струговането на детайла, както и за неговото закаляване и шлифоване, при рециклирането се пести. В допълнение към икономията на енергия и разходи, ремонтът и рециклирането на лагери увеличава шанса механизмът да достигне прогнозния си сервизен живот.

Възможно ли е това и до каква степен е гарантирано – именно това е въпросът, който се задава най-често при обмислянето на ретрофит вместо подмяна на устройството. Редица проучвания в областта, проведени от производители на лагери, както и от независими научноизследователски екипи показват, че оставащият експлоатационен живот на един успешно рециклиран лагер не се различава значително от този в първоначалното му състояние.

При ремонта на лагерите обикновено се използват материали, които са доказано надеждни в конкретното приложение, редуцирайки риска от възникване на нова неизправност. Важно е при подмяната на съответните елементи на лагерния механизъм да се използват материалите, спецификациите и допуските, указани от производителя на оригинално оборудване.

Приложимост
Въпреки многото ползи, които предлага, ремонтът на лагери невинаги е най-добрата възможност при повреда и износване. Основното предизвикателство е да се определи дали и кога лагерите трябва да бъдат ремонтирани и кой вариант е най-доброто решение в дългосрочен и икономически план. В зависимост от наличното оборудване, с което разполага доставчикът на услугата, са налице и ограничения по отношение на това какви видове лагери и с какви размери могат да бъдат рециклирани.

Сегментът обхваща както малки фирми, ограничени до предлагането на тази услуга, така и големи производители на лагери, които разполагат с почти неограничен опит, ноу-хау и технологични възможности.

Ремонтът и рециклирането на лагери са подходящи за всички видове лагерни механизми, включително: сферични лагери, прецизни лагери от клас 3 (всички видове) конусно-ролкови лагери, цилиндрично-ролкови лагери, сферични ролкови лагери, опорни лагери (всички видове) и тръбни лагери.
Критичен етап от всяка програма по ремонт и рециклиране е идентифицирането на потенциални проблеми в работата на лагера посредством регулярен мониторинг и инспекция.

Сред популярните проблемни сценарии са: лагерът се доближава или е надвишил очакваната продължителност на сервизния си живот; работните температури са превишили 90-100°C; лагерите са изложени на прекомерни вибрации; налице са внезапни промени в смазването и/ли работните температури; налице е прекомерен шум; идентифицирано е компрометиране на целостта на лагерния корпус и др. Добре обученият персонал с помощта на съответните средства за мониторинг на състоянието и вибрационен анализ може сравнително рано да определи дали предстои проблем при даден лагер и да осъществи прогнозна поддръжка, предотвратявайки нежелани престои и разходи.

Етапи на рециклирането
При връщането им в звено за ремонт и рециклиране всички лагери първо преминават щателно почистване. Следва етап на разглобяване, при който се: снема информация за състоянието на лагера; записват се размерите на действителните вътрешни хлабини; отделните елементи се етикетират с уникални идентификатори.

После се провежда детайлна инспекция на всички компоненти, като се документират откритите проблеми. Първоначалната инспекция включва проверка за наличието на по-сериозни повреди или проблеми, включително фрактури, големи изпъкналости или промяна в цвета на метала поради топлинни щети. Всичко това би могло да бъде индикатор, че лагерът не подлежи на рециклиране.

Отделните компоненти също преминават инспекция, която да определи какви и колко мерки са необходими за привеждането им в състояние “като нови”, както и дали това би било рентабилно. В допълнение, техниците измерват параметрите на отвора, външния диаметър и широчината на лагера, и измерват кръглостта на основните подвижни компоненти.

Видът и степента на повредите и износването определя дали механизмът може да бъде ремонтиран и какъв би бил най-подходящият метод. Колко детайлно се провежда такава инспекция зависи от опита и практиките на доставчика на услугата.
Налични са широк набор от методи за ремонт на лагери.

В зависимост от възможностите на доставчика и степента на повреда някои мероприятия по рециклиране могат да бъдат проведени директно на място с помощта на наличния персонал или с помощта на специализирани техници от страна на оригиналния производител.

Лагерите могат да преминат т. нар. ресертифициране (рециклиране тип 1), което включва почистване, инспекция, измерване и верифициране на вътрешните хлабини, оценка на състоянието, запазване на моментното състояние, опаковане. Този процес е предназначен основно за неизползвани продукти, които са произведени отдавна и така биват повторно сертифицирани за бъдещо използване.

Вторият тип рециклиране включва лек ремонт, а именно: почистване, инспекция, полиране, хонинговане или обработване на дребните детайли във въртящ се барабан за премахване на повърхностни дефекти като ръжда или корозия, оценка на състоянието и опаковане.

Третият тип ремонт на лагери се състои в т. нар. преработка, а именно: почистване, инспекция, повторно шлифоване на каналите в пръстена, монтаж на нови ролки и подмяна на основни компоненти, връщане на вътрешните хлабини към заводските стойности, оценка на състоянието и опаковане.

Повторното шлифоване на каналите изисква производството на ролки с по-големи размери, които да компенсират отнетия материал, за да се запазят първоначалната геометрия на лагера и размерите на хлабините, когато радиалнта вътрешна хлабина е критична.

В случаи, когато от критично значение е страничната хлабина, се осигуряват по-големи ролки, нови разделители или допълнителни подложки.
Четвъртият тип рециклиране е известен като рекламация и е подходящ за по-големи лагери с вътрешен диаметър 7-20 см. Компонентите на лагера се почистват и се полират посредством патентовани от производителя вибрационни методи.

След провеждането на съответните мерки по ремонт и рециклиране на лагерите устройствата се сглобяват наново и се опаковат за съхранение и транспортиране. Обикновено се осъществява и финална инспекция, за да се гарантира, че са спазени всички спецификации при асемблирането, указани от производителя съгласно дизайна.

Фактори за влошаване на състоянието
Видовете повреди по лагерите, които биват откривани по време на инспекция с цел рециклиране, варират в широки граници. Могат да са налице щети под формата на видима корозия, надрасквания, петна и вдлъбнатини. Често са налице и едва забележими с просто око проблеми като миниатюрни пукнатини или фрактури, които могат да причинят сериозни щети впоследствие.

Основните фактори, които водят до сериозно влошаване на експлоатационното състояние на един лагер, обикновено попадат в някоя от следните категории: химическо въздействие (оцветяване, петна, корозия или ръжда и др.); термично въздействие (най-често е налице обезцветяване); електрически ток (изгаряния, навълняване или хлътване); механично въздействие (износване, отлюспване, пукнатини и фрактури, изкривяване, отчупване, нащърбване, назъбване, вдлъбване, образуване на резки, абразивни промени, повреди при монтажа, несъосност или проблем с мазането и др.). С изключение на екстремни изгаряния, фрактури и тежко офортване, повече щети по лагерите подлежат на ремонт.

Щетите по лагерите вследствие на различни работни и експлоатационни фактори могат да бъдат от следните групи: перманентна деформация на повърхностите в контактните зони между ролките и пръстена вследствие на огромно натоварване или удар; корозия и разяждане; пропукване и разцепване; отчупване на отломки; изтриване (познато още като окисляване вследствие на триене); топлинни резки; протриване или пренос на материал при контакта между отделните повърхности; поява на петна или обезцветяване; отлюспване и лющене, както и механично износване.