Raport: Łożyska

-- środa, 08 kwiecień 2015

Oferta rynkowa łożysk jest bardzo bogata, przy czym wiele firm sprzedaje wyroby gorszej jakości, są też elementy podrabiane. Efektem zastosowania takiego produktu są przestoje w produkcji i straty ekonomiczne.

Rynek łożysk w Polsce jest ustabilizowany, a konkurencja liczna. Istotne jest przy tym jego znaczne rozdrobnienie, jeśli chodzi o podmioty zajmujące się dystrybucją łożysk.

Rynek łożysk tocznych

W Polsce jest wiele fabryk i produktów światowych koncernów. I tak np. firma NSK ma swoją fabrykę w Kielcach, Timken w Sosnowcu, a SKF w Poznaniu. Dużym uznaniem cieszą się na naszym rodzimym rynku również wyroby firmy INA/FAG. Niemały udział w nim mają także firmy należące kiedyś do państw bloku wschodniego – firmy ZKL Brno a.s. i SPZ (Samarskie Fabryki Łożysk).

Pomimo odnotowanego w ostatnich latach spadku poziomu sprzedaży łożysk nie zmieniła się struktura rynku w Polsce. Lata 90. przyniosły restrukturyzacje firm, również tych, które zajmowały się produkcją łożysk. Efektem była prywatyzacja, a firmy światowe, jak Timken czy SKF, przez zakup polskich przedsiębiorstw i tworzenie nowych zakładów rozpoczęły produkcję. Jako polskich producentów wymienia się przede wszystkim Fabrykę Łożysk Tocznych Kraśnik oraz powiązany z nią Zakład Łożysk Wielkogabarytowych.

Mówi się o globalnym rynku łożysk (przy braku różnic w procesach produkcyjnych odbywających się w różnych krajach), na który składa się ponad 300 firm. Znaczny udział w tej globalizacji mają takie firmy, jak SNR, Nippon Thompson, Minebea, Timken, Koyo, INA/FAG, a także SKF, NSK oraz NTN.

Za główny rynek zbytu łożysk tocznych uznaje się Azję. Według specjalistów na ten kontynent przypada niemal połowa światowej sprzedaży. Znaczny udział mają również Chiny – wynosi on ok. 25% rynku o zasięgu światowym.

Przeszło połowa światowego handlu w omawianej branży opiera się na łożyskach kulkowych. Zazwyczaj znajdują one zastosowanie w maszynach przemysłowych, a także taborze kolejowym i sprzęcie budowlanym. Udział łożysk tocznych w całości sprzedaży wynosi ok. 40%.

Na przykład firma Gearbox Co., Ltd. – chiński producent skrzyń przekładniowych do turbin wiatrowych – złożyła w SKF zamówienie na zespoły łożyskowe o łącznej wartości ponad 150 mln SEK. Zamówione łożyska znajdą zastosowanie w produkowanych przez Chongqing przekładniach turbin wiatrowych o mocy 1,5 i 2,0 MW. – Zlecenie to znacznie wzmocni naszą pozycję na chińskim rynku przekładni dla branży energetycznej – szczególnie ważnym ze względu na 40-procentowy udział Chin w globalnym rynku energetyki wiatrowej. Przyczyni się także do rozszerzenia zasięgu ogólnoświatowej sieci klientów SKF z sektora energetyki odnawialnej, a w rezultacie do zwiększenia liczby użytkowników końcowych i operatorów czerpiących korzyści ze stosowania oferowanych przez nas technologii i rozwiązań – mówi Sunny Chan, dyrektor chińskiego działu energetyki odnawialnej SKF.

Bez wątpienia o wielkości sprzedaży łożysk decyduje rozwój przemysłu. Jak podaje raport Frost & Sullivan, już w 2018 r. wartość rynku łożysk wyniesie 26,7 mld dolarów.

Łożyska a oszczędzanie energii

Coraz większą uwagę przywiązuje się do łożysk energooszczędnych oraz doboru środków smarnych. W szczególności chodzi o takie parametry, jak lepkość kinetyczna i lepkość dynamiczna. Na oszczędność energii wpływa również smarność, starzenie oraz odporność.

Nieco ponad 25% fabryk i zakładów przemysłowych stosuje łożyska energooszczędne. Szacuje się, że gdyby łożyska energooszczędne (model SKF E2) zastosować w każdym silniku elektrycznym pracującym w USA i Unii Europejskiej, oszczędności energii osiągnęłyby wartość 2,46 mld kWh/rok. W konstrukcji łożysk energooszczędnych najczęściej przewiduje się specjalny koszyk polimerowy, a także zarys wałeczków. Nieco odmienny w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami jest również zarys bieżni i obrzeża prowadzącego. Zastosowanie znajduje ponadto zmodyfikowany profil bieżni, a także jej długość i zminimalizowane podcięcia. Zoptymalizowana jest też liczba wałeczków.

Pod względem smarowania

Najczęściej używane są łożyska smarowane cieczami lub smarami plastycznymi. Nieco mniejszym uznaniem cieszą się łożyska bezsmarowe (samosmarowne) oraz łożyska bazujące na smarowaniu hydrostatycznym lub hydrodynamicznym.

Jak podają czytelnicy czasopisma Inżynieria i Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych, łożyska smarowane cieczami lub smarami plastycznymi najczęściej są produkowane lub dostarczane przez firmy: SKF, Wika, FAG, Nachi, INA oraz Timken. W zakresie łożysk samosmarownych korzysta się również z produktów i dostaw firm FŁT – Kraśnik, SKF, FAG, Timken oraz INA. Łożyska bazujące na smarowaniu hydrostatycznym lub hydrodynamicznym są produkowane lub dostarczane przez firmy In Bear, SKF oraz Nachi.

Biorąc pod uwagę rodzaj panwi, zastosowanie znajdują łożyska bazujące na panwi metalowej. Drugie miejsce zajmuje panew polimerowa. Nieco rzadziej stosuje się łożyska z panwią ceramiczną.

Warunki pracy łożysk

Redakcja czasopisma Inżynieria i Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych przeprowadziła badanie ankietowe, gdzie zapytano czytelników o trudne warunki pracy łożysk. Na pierwszym miejscu wskazano wysoką temperaturę (55% ankietowanych) – temperatura pracy łożysk niejednokrotnie wynosi od 170°C do 300°C. W szczególności chodzi o aplikacje obejmujące piece do obróbki cieplnej. Jako trudne warunki pracy ankietowani na drugim miejscu (ponad 44%) wymieniają ex aequo podwyższone prędkości (od 1400 do 12 000 rpm) oraz duże obciążenia. Na miejscu trzecim (ok. 39%) czytelnicy podali substancje agresywne, takie jak soda kaustyczna, fosforany, zasady oraz środowisko kwaśne maszyn galwanicznych. Czwarte miejsce (ok. 22%) w rankingu trudnych warunków pracy łożysk zajęła niska temperatura. W opinii czytelników wynosi ona niejednokrotnie poniżej -40°C. W kategorii sklasyfikowanej jako „inne trudne warunki” ankietowani wymienili występowanie pyłów, szlamu poszlifierskiego oraz wody.

Czynniki przy wyborze

Wiele fabryk korzysta z łożysk, które są projektowane z uwzględnieniem indywidualnych wymagań aplikacji. Tak więc proces projektowania łożysk obejmuje całkowicie nowy produkt oraz dostosowanie standardowego wyrobu do konkretnych wymagań. Niektóre fabryki są w stanie wyprodukować nawet niewielką serię indywidualnie zaprojektowanych łożysk, łącznie z fazą sprawdzenia wykonalności przez opracowanie odpowiednich rysunków projektowych, kończąc na przebiegach testujących.

Pomimo licznych kłopotów z jakością podrabianych łożysk, dla klientów nadal ważna jest cena. W konsekwencji bardzo często zdarza się, że łożyska nie są w stanie spełnić określonych kryteriów jakościowych, a co za tym idzie, niejednokrotnie występują przestoje maszyn i konieczność ponownej wymiany łożyska.

Klienci oczekują zatem łożysk o wysokiej jakości wykonania, z odpowiednim doradztwem technicznym, od sprawdzonego dostawcy, najlepiej od autoryzowanego dystrybutora.

Co na rynku?

W ofercie firmy NSK znajdują się m.in. łożyska kulkowe NSK serii SPACEA™. Są one przeznaczone do stosowania w aplikacjach, gdzie środowiska pracy są zbyt surowe dla łożysk standardowych. Elementy tego typu pracują zatem w takich miejscach jak próżnia oraz są narażone na działanie korozji, wysokich temperatur, zanieczyszczeń kurzem lub wodą.

Interesujące rozwiązanie stanowią łożyska ceramiczne z oferty firmy Ceramit. Na etapie ich wytwarzania uwzględnia się materiał bazujący na dwutlenku cyrkonu, azotku krzemu, a także węgliku krzemu. Jako zalety łożysk ceramicznych wymienia się przede wszystkim wysoki poziom odporności chemicznej, również przy wysokiej temperaturze. Zastosowanie łożysk tego typu obejmuje aplikacje pracujące w obecności kwasów i ich oparów.

Warto zwrócić uwagę na baryłkowe łożyska dzielone oferowane przez firmę FAG. Ich konstrukcja pozwala na szybką wymianę łożysk w aplikacjach o ograniczonej przestrzeni, jak chociażby wały wielopodporowe. Jako przykłady zastosowań tego typu elementów można wymienić napędy taśmociągów, maszyny papiernicze, statki, urządzenia transportowe, konwertery czy walcownie.

Łożyska tego typu bazują na pierścieniu wewnętrznym, zewnętrznym oraz koszyku ze złożeniem baryłek, które są dzielone i łączone za pomocą skręcanych śrub. Zastosowanie wariantu z dzieleniem eliminuje wiele etapów prac przy zabudowie i demontażu. Dzięki dopasowaniu wymiarów dzielone łożyska baryłkowe mogą być zabudowane w takiej samej przestrzeni montażowej, jak niedzielone łożyska baryłkowe z tuleją wciąganą.

Konstrukcja łożysk baryłkowych firmy ZVL Slovakia pozwala na pracę przy pewnym wychyleniu wzajemnym pierścieni. Dzięki tej właściwości łożyska baryłkowe wzdłużne pozostają niewrażliwe na ugięcia przyległych elementów. Łożyska baryłkowe wzdłużne mają dużą liczbę niesymetrycznych baryłek i charakteryzują się optymalnym przyleganiem baryłek do bieżni, dzięki czemu mogą przenosić bardzo duże obciążenia osiowe.

Firma igus® oferuje m.in. polimerowe łożyska ślizgowe iglidur®. Są to produkty bezsmarowe, niejednokrotnie stosowane pod wodą oraz w aplikacjach, gdzie występują skrajne temperatury i chemikalia. Łożyska tego typu stosuje się wszędzie tam, gdzie wymagane jest proste łożyskowanie wykrawanych otworów.

Firma SKF posiada w swej ofercie łożyska wyposażone w czujnik z ulepszonym układem zabezpieczenia przed przepięciami w linii zasilającej. Łożyska tego typu bardzo często implementowane są w silnikach elektrycznych. Istotną rolę odgrywa wbudowany filtr kompatybilności elektromagnetycznej (EMC), który zabezpiecza wrażliwe układy elektroniczne czujnika przed przepięciami.

Firma NSK oferuje zespoły łożyskowe RHP Self-Lube®, Silver-Lube®, Life-Lube® oraz Molded-Oil. Każdy zespół bazuje na uszczelnionym jednorzędowym łożysku kulkowym z kulistą powierzchnią pierścienia zewnętrznego z wydłużonym pierścieniem wewnętrznym, osadzonym w oprawie stojącej albo kołnierzowej. Specjalne pasowanie kuliste kompensuje wstępną niewspółosiowość. Koszyk stalowy wykonany jest ze stali nierdzewnej lub może bazować na konstrukcji dwuelementowej nitowanej. Uzupełnianie smaru odbywa się poprzez smarowniczkę, przy czym seria Molded-Oil nie wymaga dosmarowywania. Specjalna osłona zwiększa ochronę łożyska. Może być wykonana ze stali dla zespołów Self-Lube® lub z tworzywa dla zespołów Silver-Lube®. Mocowanie na wale odbywa się za pomocą śruby dociskowej, pierścienia mimośrodowego i tulei stożkowej wciąganej.

 

Autor: Damian Żabicki – dziennikarz, redaktor, autor tekstów, specjalizujący się w tematyce technicznej i przemysłowej. Specjalista public relations firm z branży technicznej.