Jak wyeliminowaliśmy problem nadmiernego zużycia łożysk w maszynie papierniczej: Praktyczna analiza i rozwiązanie

Foto: Isis França / Unsplash

W przemyśle papierniczym łożyska należą do najbardziej obciążonych komponentów maszyn. Ich przedwczesne zużycie nie tylko zwiększa koszty utrzymania, ale może również prowadzić do nieplanowanych przestojów produkcji. W jednym z naszych przypadków klient borykał się z powtarzającymi się awariami łożysk w części suszącej maszyny papierniczej, gdzie temperatury sięgały nawet 120 °C, a wysoka wilgotność pogarszała skuteczność smaru. Po szczegółowej analizie warunków eksploatacyjnych i testowaniu próbek smaru zidentyfikowaliśmy kluczowe przyczyny problemu – i zaproponowaliśmy rozwiązanie, które doprowadziło do znacznego wydłużenia żywotności łożysk.

Problem: Nadmierne zużycie łożysk i jego przyczyny

W przemyśle papierniczym łożyska należą do najbardziej obciążonych komponentów maszyn. W naszym przypadku klient borykał się z powtarzającymi się przedwczesnymi awariami łożysk w sekcji suszącej maszyny papierniczej, co prowadziło do nieplanowanych przestojów i wysokich kosztów napraw. Pierwsza analiza wykazała, że przyczyną nie było uszkodzenie mechaniczne, lecz nadmierne zużycie spowodowane kombinacją wysokich temperatur, zanieczyszczeń oraz niewystarczających właściwości smarujących użytego oleju.

Łożyska w sekcji suszącej pracują w temperaturach często przekraczających 120 °C, gdzie zwykłe oleje mineralne tracą swoje właściwości smarujące. Ponadto obecność pary wodnej i pyłu papierowego pogarszała sytuację – zanieczyszczenia przenikały do filmu smarującego i przyspieszały zużycie abrazyjne. Standardowa analiza oleju wykazała zwiększoną zawartość cząstek metalicznych oraz spadek lepkości, co potwierdziło, że środek smarny nie był w stanie utrzymać stabilnej warstwy ochronnej między powierzchniami trącymi.

Diagnostyka: Jak zidentyfikowaliśmy kluczowe czynniki awarii

Aby dokładnie zidentyfikować problem, przeprowadziliśmy kompleksową diagnostykę, która obejmowała analizę użytego środka smarnego, inspekcję łożysk oraz ocenę warunków eksploatacyjnych. Próbki oleju poddano analizie spektrometrycznej, która wykazała wysoką zawartość żelaza, miedzi i krzemu – wskaźniki zużycia abrazyjnego i zanieczyszczenia. Ponadto stwierdziliśmy, że lepkość oleju spadła o ponad 20 % w porównaniu z wartością początkową, co świadczyło o degradacji oleju bazowego pod wpływem wysokich temperatur.

Inspekcja łożysk potwierdziła obecność mikroskopijnych rys i wgłębień na elementach tocznych, typowych dla zużycia ściernego. Jednocześnie stwierdziliśmy, że system smarowania nie był w stanie efektywnie odprowadzać ciepła z powierzchni styku, co prowadziło do lokalnego przegrzewania. Na podstawie tych ustaleń zdefiniowaliśmy trzy główne czynniki awarii: niewystarczająca stabilność termiczna smaru, niewystarczająca ochrona przed zanieczyszczeniami oraz niewłaściwa lepkość dla danych warunków eksploatacyjnych.

Fot.: Geraldine Lewa / Unsplash

Rozwiązanie: Dobór i aplikacja odpowiedniego smaru

Na podstawie diagnostyki zaproponowaliśmy przejście na syntetyczny olej polialkilenoglikolowy (PAG) o wysokiej stabilności termicznej i doskonałych właściwościach smarnych nawet w ekstremalnych temperaturach. Ten rodzaj oleju utrzymuje stabilną lepkość w szerokim zakresie temperatur i lepiej opiera się utlenianiu niż oleje mineralne. W celu zwiększenia ochrony przed zanieczyszczeniami zaleciliśmy dodanie dodatków na bazie estrów, które poprawiają zdolność oleju do tworzenia trwałego filmu smarnego nawet w obecności wody i cząstek stałych.

Ważnym krokiem było również zoptymalizowanie interwałów wymiany środka smarnego oraz wprowadzenie regularnego monitoringu stanu oleju za pomocą analiz. Klient zaczął stosować system filtracji o dokładności 5 mikronów, który skutecznie usuwał stałe zanieczyszczenia z obiegu smarowania. Lepkość nowego oleju została dobrana tak, aby przy temperaturze roboczej 120 °C zapewniała odpowiednią grubość filmu smarnego, nie powodując jednocześnie nadmiernego tarcia na zimno podczas rozruchu maszyny.

Wyniki: Wydłużenie żywotności łożysk i obniżenie kosztów

Po wdrożeniu nowego środka smarnego i dostosowaniu procedur konserwacyjnych nastąpiła znacząca poprawa. W ciągu pierwszych sześciu miesięcy eksploatacji odnotowaliśmy spadek zużycia łożysk o ponad 60 %, co potwierdziły zarówno analizy oleju, jak i inspekcje wizualne. Interwały między wymianami łożysk wydłużyły się z pierwotnych 3–4 miesięcy na ponad 12 miesięcy, co znacznie obniżyło koszty utrzymania i nieplanowane przestoje.

Długoterminowe monitorowanie wykazało, że nowy system smarowania nie tylko wydłużył żywotność łożysk, ale także poprawił efektywność energetyczną maszyny. Dzięki mniejszemu tarciu zmniejszyło się zużycie energii o około 5%, co przyniosło dodatkowe oszczędności. Ten przypadek wyraźnie pokazuje, jak ważny jest wybór odpowiedniego smaru oraz systematyczne podejście do konserwacji w wymagających aplikacjach przemysłowych, takich jak przemysł papierniczy.

Fot.: Mike Hindle / Unsplash

Optymalizacja trybu smarowania: Klucz do zapobiegania zużyciu

Po wymianie smaru skupiliśmy się na modyfikacji reżimu smarowania, który okazał się równie ważny jak sama jakość smaru. W przemyśle papierniczym łożyska są narażone na ekstremalne warunki – wysoką temperaturę, wilgotność i obciążenia mechaniczne. Standardowe interwały smarowania, które były pierwotnie ustawione według ogólnych zaleceń producenta maszyny, okazały się niewystarczające. Przeprowadziliśmy analizę warunków eksploatacyjnych i stwierdziliśmy, że łożyska w krytycznych węzłach wymagają częstszego uzupełniania smaru, w interwałach skróconych nawet o 40 % w porównaniu z pierwotnym planem.

Ważnym krokiem było wprowadzenie systemu monitorowania stanu smaru bezpośrednio w trakcie eksploatacji. Dzięki regularnemu pobieraniu próbek i analizie zawartości cząstek metalicznych, lepkości oraz obecności wody mogliśmy precyzyjnie określić optymalny moment na uzupełnienie lub wymianę smaru. Takie podejście nie tylko wydłużyło żywotność łożysk, ale także zmniejszyło zużycie smaru, ponieważ zapobiegliśmy jego przedwczesnej degradacji. W praktyce oznaczało to obniżenie kosztów smarów o 15–20 % przy jednoczesnym zwiększeniu niezawodności maszyny.

Wpływ zanieczyszczeń i jak im zapobiegać

Jednym z zaskakujących odkryć podczas diagnozy było stwierdzenie, że istotną przyczyną zużycia łożysk było zanieczyszczenie smaru obcymi cząstkami i wodą. W zakładach papierniczych ryzyko to jest szczególnie wysokie ze względu na obecność celulozy, pyłu i wysokiej wilgotności. Nawet niewielka ilość cząstek stałych w smarze może powodować ścieranie, podczas gdy woda przyspiesza utlenianie i obniża skuteczność smarowania. Wprowadziliśmy więc kilka środków mających na celu minimalizację zanieczyszczeń.

Pierwszym krokiem było poprawienie uszczelnienia węzłów łożyskowych przy użyciu specjalnych uszczelnień odpornych na wysokie temperatury i chemikalia. Następnie zainstalowaliśmy systemy filtracyjne o dokładności filtracji 5 mikronów, które wychwytują nawet mikroskopijne cząsteczki. Aby usunąć wodę ze środka smarnego, wprowadziliśmy regularne odwadnianie za pomocą separatorów. Te modyfikacje doprowadziły do znacznego zmniejszenia stężenia zanieczyszczeń w środku smarnym, co przełożyło się na zmniejszenie zużycia łożysk o ponad 30 % w ciągu pierwszych sześciu miesięcy po wdrożeniu.

Szkolenie personelu i długoterminowa konserwacja

Rozwiązania techniczne same w sobie nie wystarczą, jeśli personel nie jest odpowiednio przeszkolony do ich prawidłowego stosowania. Dlatego zorganizowaliśmy szkolenia dla konserwatorów i operatorów maszyny, skupiające się na prawidłowych procedurach smarowania, identyfikacji oznak zużycia oraz podstawowej diagnostyce stanu łożysk. Szkolenie obejmowało praktyczne demonstracje prawidłowego dozowania środka smarnego, kontroli uszczelnień oraz interpretacji wyników analiz środka smarnego. Nacisk położono na prewencję – na przykład na wczesne wykrywanie nieszczelności lub nadmiernego nagrzewania się łożysk.

Aby utrzymać osiągnięte wyniki w dłuższej perspektywie, wprowadziliśmy system regularnych kontroli i konserwacji, który obejmuje miesięczne przeglądy stanu łożysk, kwartalne analizy środka smarnego oraz roczne kompleksowe przeglądy maszyny. System ten umożliwia wczesne wykrycie potencjalnych problemów i ich rozwiązanie, zanim dojdzie do poważnego uszkodzenia. Dzięki połączeniu środków technicznych i systematycznej konserwacji udało się zmniejszyć nieplanowane przestoje maszyny o 50 % oraz wydłużyć interwały między remontami generalnymi o 25 %.

Masz podobny problem?

Każda aplikacja wymaga indywidualnego podejścia. GCG Group dostarcza nie tylko wysokiej jakości smary i oleje przemysłowe, ale także wsparcie techniczne, w tym analizę warunków eksploatacyjnych oraz rekomendacje dotyczące optymalnego doboru i aplikacji. Do każdego produktu zapewniamy szczegółowe karty techniczne oraz karty charakterystyki (SDS), które pomogą Państwu zapewnić bezpieczeństwo i efektywność w Państwa produkcji. Skontaktuj się z nami – lub od razu przejrzyj katalog ponad 1 300 produktów.