Łożyska toczne w maszynach siewnych dostosowane do specyfiki aplikacji rolniczych

Ze względu na ciężkie warunki pracy, którym muszą sprostać maszyny stosowane w aplikacjach rolniczych, stosowane w nich standardowe łożyska mają bardzo ograniczone możliwości osiągnięcia długiego okresu eksploatacji. Mając pełną świadomość tego faktu, wiodący producenci wysokiej jakości maszyn rolniczych, tacy jak Grupa Kverneland, zaufali łożyskom NSK dedykowanym dla sektora rolniczego.

W celu zapewnienia ochrony przed pyłem pochodzącym z przesuszonej gleby wymagane są efektywne uszczelnienia łożysk.

Równina Soester, położona na wschód od Dortmundu, to jeden z najbardziej żyznych regionów w Europie, co sprawia, że jest to idealna lokalizacja dla centrum kompetencyjnego technologii siewnych oraz siedziby Kverneland´s Soil Processing Division. W tamtejszym centrum opracowuje się i produkuje na wielką skalę maszyny siewne i uprawowe, aby zaspokoić duży popyt na obszarze Europy, jak również wzrastające zapotrzebowanie zgłaszane przez klientów z USA i Azji.

W trakcie siewu komponenty maszyn siewnych są narażone na ekstremalnie wysokie naprężenia - w szczególności segment brony talerzowej tzw. agregatu uprawowo-siewnego. Brony talerzowe są używane do spulchniania i rozbijania gleby zanim redlice wysiewające wyżłobią bruzdy gotowe do przyjęcia nasion.

Talerze bron powinny łatwo toczyć się po wszystkich rodzajach gruntu i na różnych głębokościach gleby.  Z tego powodu bardzo istotne jest zapewnienie charakterystyki niskiego tarcia węzła łożyskowego. Narzędzia brony poruszają się do przodu na nierównym gruncie z prędkością roboczą do 18 km/h i muszą wytrzymywać uderzenia kamieni. Ze względu na ustawienie talerzy pod kątem do kierunku ruchu łożyska są narażone na występowanie dużych sił osiowych, nie wspominając o zagrożeniach ze strony otoczenia, takich jak pył, wilgoć, zanieczyszczenia i żrące nawozy.

«Nie można precyzyjnie określić charakteru i wielkości naprężeń oddziałujących na łożyska, dlatego w przypadku łożysk do maszyn rolniczych zawsze projektuje się je tak, aby były znacznie bardziej wytrzymałe niż jest to potrzebne», mówi Volker Schanzenbach, menedżer działu R&D Kverneland Group Soest GmbH. «Główne wyzwanie związane jest więc z uszczelnieniem, które zabezpiecza łożyska przed pyłem i wilgocią, a nie z określeniem wielkości łożyska».

Wyzwanie to jest jeszcze spotęgowane przez ostatnie zmiany klimatu, które prowadzą do wysuszania gleby i, w konsekwencji, do powstawania większej ilości pyłu. Co więcej, poziom wydajności oczekiwany przez nowoczesne rolnictwo oznacza, że zużycie paliwa, prędkość robocza, koszty konserwacji i dyspozycyjność maszyn uzyskują coraz wyższy priorytet. Wyraźnie widać, że wydajność łożysk jeszcze nigdy nie odgrywała tak ważnej roli.

Maszyny Kverneland posiadają osiem narzędzi na każdy metr szerokości roboczej. Oznacza to, że mogą być wyposażone w maksymalnie 48 wysoko obciążonych łożysk tocznych. Aby mieć pewność, że łożyska będą się sprawdzać w ciężkich warunkach pracy spółka wykorzystuje obecnie solidne i trwałe rozwiązanie firmy NSK znane jako piasta Agro.

Piasty Agro firmy NSK, opracowane specjalnie dla maszyn siewnych i uprawowych, składają się z dwurzędowych łożysk kulkowych skośnych (o kącie działania 40°) z oddzielnym pierścieniem wewnętrznym, który został zaprojektowany tak, aby wytrzymywać ciężkie obciążenia osiowe i momenty zginające. NSK montuje łożyska w odlewanych obudowach, tworząc tym samym piastę rolniczą Agro gotową do instalacji, co upraszcza montaż dla Grupy Kverneland, stanowiąc istotną wartość dodaną.

Aby sprostać wyzwaniom związanym z uszczelnianiem łożysk, firma NSK opracowała własne uszczelnienie kasetowe, które dzięki optymalnej konstrukcji pięciowargowej uszczelki skutecznie chroni łożysko przed zanieczyszczeniem. Płyta dociskowa spełnia dodatkową ochronę łożyska i służy do generowania pożądanego napięcia wstępnego w łożysku.

Według Grupy Kverneland, ten innowacyjny system uszczelnień udowodnił swoją wysoką skuteczność nawet w przypadku wysokiego zapylenia, wilgoci czy w obecności znajdujących się w glebie substancji ściernych lub żrących, takich jak piasek lub nawozy sztuczne. Testy obejmujące wystawienie produktów na działanie wody dowiodły, że nawet w przypadku czyszczenia pod dużym ciśnieniem nie następuje żadne ograniczenie wytrzymałości i żywotności łożysk.

Łożyska są wypełnione specjalnym, wysokiej jakości środkiem smarnym charakteryzującym się odpornością na wysokie naciski, zaprojektowanym do pracy przez cały okres eksploatacji produktu. Własność ta sprawia, że pomimo ciężkich warunków użytkowania, nie ma potrzeby późniejszego uzupełniania środka smarnego, co oszczędza czas i sam środek smarny, a jednocześnie ogranicza negatywny wpływ na środowisko naturalne.

Po pozytywnym doświadczeniu z wykorzystaniem rozwiązania piasty Agro, inżynierowie z firmy NSK oraz Grupy Kverneland (która została przejęta przez koncern Kubota w 2012 r.) zbadali inne maszyny pod kątem optymalizacji umiejscowienia łożysk oraz zwiększenia ich żywotności. Analiza ta doprowadziła do poprawy pracy węzłów łożyskowych w bronach talerzowych firmy Kverneland, gdzie obecnie używane są dwurzędowe łożyska kulkowe skośne bez kołnierza (z promieniowym uszczelnieniem wału po jednej stronie). W innych węzłach łożyskowych maszyny siewne wykorzystują jednorzędowe łożyska kulkowe (czteropunktowe łożyska z poszerzonym wewnętrznym pierścieniem oraz uszczelką z odrzutnikiem po jednej stronie). W zależności od zastosowania wykorzystywane są różne kształty uszczelek oraz rodzaje materiałów z jakich się je wykonuje.

Firma NSK opracowała na zamówienie Grupy Kverneland także łożyska toczne dla redlic wysiewających stosowanych w pojedynczych agregatach siewno-uprawowych z możliwością nawożenia powierzchniowego (ekstremalnie ścierna aplikacja), jak również dla maszyn do kultywacji gleby, takich jak krótkie brony talerzowe.

  Zapytaj o więcej informacji…