産業用ファンのアップグレードのための標準化されたソリューション
産業用ファンとブロワーは、多くの産業プロセスの重要な部分です。したがって、それらがより高いパフォーマンスとより低い総運用コストの要求を満たすことが不可欠です。ベアリングと関連コンポーネントは、ファンの生産性を向上させるための重要な要素です。ベアリングとハウジング、潤滑、シール、サービスなどの主要分野の知識を組み合わせることで、SKFはファンをアップグレードするための標準化されたソリューションを提供しています。
この装置は製造プロセスにとって重要であることが多いため、産業用ファンのベアリングの故障はコストがかかります。故障により生産が完全に停止し、数千ドルの損失が発生する可能性があります。したがって、産業用ファンとブロワーのベアリングの耐用年数の延長は優先度の高い問題です。
以前は、すべてのファンのアップグレードは個々のアプリケーションごとにカスタマイズされていました。しかし現在、SKFのエンジニアは、産業用ファンをアップグレードするための完全なソリューションを考案し、手順の標準化を可能にしています。アップグレードは、動作温度を下げるように特別に設計されており、最適化されたベアリングとハウジング、および新しい循環オイル潤滑システムが含まれています。動作温度の低下による影響は、信頼性の向上、メンテナンスコストの削減、および耐用年数の延長です。
厳しい条件 <強い>
業界での生産性の要求は、多くの場合、ファンとブロワーが限界まで機能することを要求します。より高い回転速度はより高い作動温度を意味します。さらに、多くのファンは、摂氏100〜600度（華氏212〜1,112度）の範囲の高温ガスを排出するために使用されます。この熱の一部は、ファンシャフトの輻射と伝導を介してベアリングに伝達されます。高温での動作はベアリングの故障につながる可能性があり、その結果、計画外の停止、不必要なダウンタイム、生産損失が発生します。
作動温度が高いと、基油の耐用年数が短くなるため、ベアリングの潤滑にも悪影響を及ぼします。潤滑の劣化は、ベアリングの摩擦の増加、不十分な潤滑、およびベアリングの故障の可能性を意味し、計画外の停止のリスクが高まります。すべての早期ベアリング故障の3分の1以上は、潤滑の問題が原因です。
温度低下コンポーネント <強い>
産業用ファンアプリケーションでベアリング温度を下げるための完全なソリューションは、ベアリングとハウジング、潤滑、シール、およびサービスに関するSKFの総合的な知識を通じて開発されました。
ファンのアップグレードは、評価（現在の問題が評価される機器の機能分析）から始まり、アップグレードの実行方法を提案します。 SKFは、評価から新しい機器の設置までの全プロセスを担当し、お客様が必要とする場合は機能に全責任を負います。
SKFファンのアップグレードは多くのコンポーネントで構成されており、それぞれがベアリングの動作温度を下げるのに独自の貢献をしています。新しい循環油潤滑システムは、動作温度とメンテナンスの必要性を低減します。SKF自動調心ベアリングシステムは摩擦を低減し、特別に設計されたハウジングは循環油潤滑での使用に最適化されています。状態監視システムもトータルオファリングの一部であり、ベアリングの故障の可能性を早期に警告します。ソリューションの完全な価値は、すべてのコンポーネントを含む完全なファンのアップグレードがインストールされたときに達成されます。
自動潤滑システム <強い>
潤滑は予防保守の重要な部分であり、用途に応じてさまざまな方法で処理できます。一般的に使用される方法には、手動グリース潤滑、集中グリース潤滑、油浴、循環オイル潤滑があります。高温ガスファンに存在する高いベアリング温度は、グリース潤滑も油浴潤滑もこれらの条件下では適切に効率的ではないため、循環オイル潤滑システムが必要となることがよくあります。このアプリケーションでは、潤滑システムは熱エネルギーを除去するための重要な手段です。長年の経験により、産業用ファン用の循環オイルユニット用の新しい標準ソリューションが開発されました（図1）。
図1.循環オイルユニット
SKF循環オイル潤滑ユニットは、各ベアリングにクールでクリーンなオイルを供給し、温度低下ソリューションの最も重要なコンポーネントです。循環オイル潤滑システムは複雑な装置であり、すべてのコンポーネント（図2）は良好な結果を提供するために重要です。
図2.循環オイルユニットの動作原理
大きなタンクは、オイルが休息して脱気するのに十分な時間を提供します。運転中は、オイルを再び使用する前に冷却できるという利点もあります。タンクには、常に適切な粘度を維持するために、始動時にオイルを温めるヒーターも含まれています。大容量のフィルターカートリッジは、オイルから汚染粒子を取り除きます。オイル潤滑ユニットには、圧力が高すぎてフィルターを交換する必要がある場合に警告を発する圧力センサーも含まれています。圧力が特定のレベルを超えると、バイパスオプションが自動的に開きます。手動バイパスバルブにより、操作中にフィルターを交換できます。
オイル潤滑ユニットの一般的な問題は、過剰なオイルがタンクに逆流することです。通常、システムはこの問題を処理するためにオーバーフローバルブを使用しますが、これはエネルギー損失、油温の上昇、コンポーネントの摩耗、および油の劣化につながります。 SKFシステムの解決策は、システム内のオイルの量を最適化することにより、タンクに戻る過剰なオイルの量を最小限に抑えることです。したがって、エネルギーと石油が節約され、環境への影響が減少します。標準化されたオイル潤滑ユニットごとに、いくつかのバリエーションが用意されています。たとえば、アラーム機能と監視用のクーラーとコントロールユニットはオプションであり、スタンバイポンプは重要なアプリケーションで使用できます。オイルは適切に管理された閉鎖システムで処理されるため、潤滑油の漏れが最小限に抑えられ、環境への影響が軽減されます。さらに大型のファン向けに、SKFにはさまざまな要件を満たすように設計された完全なオイル循環システムファミリーであるFlowlineソリューションがあります。
オイル粘度 <強い>
潤滑の基本的な機能は、転動体、軌道面、およびケージの間に非常に薄いが適切な油膜を作成して、金属同士の接触を常に防ぐことです。この油膜が適切な厚さであることが重要です。厚さは、ベアリングの動作温度と選択したオイルの粘度によって決まります。オイルの粘度は温度によって異なります。温度が高いほど、動作粘度が低くなります。したがって、潤滑剤を選択する際の最も重要なパラメータは、ベアリングの動作温度での粘度です。
潤滑剤の効果は、主に転がり接触面間の表面分離の程度によって決まります。適切な潤滑膜を形成する場合、アプリケーションが通常の動作温度に達したときに、潤滑剤は所定の最小粘度を持っている必要があります。油膜の状態は、粘度比kで表されます。
k =v / v 1
ここで、k =粘度比
v =動作温度での潤滑剤の粘度[mm 2 / s]
v1 =ベアリングの平均直径と回転速度[mm2 / s]に応じた、動作温度での定格粘度。
（計算ガイドラインについては、SKF総合カタログをご利用ください。）
ベアリングの動作温度でk値が1〜4のオイルの種類と粘度をお勧めします。これにより、通常、オイルの粘度は68〜220 mm 2 の範囲になります。 / s（ISO VG 68〜220）、基準温度40 C（104 F）。 k値が1未満の場合、表面が完全に分離されておらず、金属同士が接触する危険性があります。 k値が5を超えると、ベアリングの摩擦が増加し、その結果、動作温度が上昇します。
自動調心ベアリングシステム <強い>
産業用ファンのベアリングシステムは、ミスアライメント、シャフトのたわみ、シャフトの熱膨張に対応する必要があります。従来のアプリケーションでは、2つの自動調心玉軸受または2つの球面ころ軸受で構成される自動調心軸受システム（図3）が使用されます。このシステムは、シャフトの熱膨張に対応するように特別に設計する必要があります。ベアリングの1つは位置決めされており、もう1つは位置決めされていません。非位置決めベアリングは、ハウジングのシート上で軸方向に移動します。移動するとかなりの摩擦が発生し、振動、ベアリングシステムの軸力、熱が発生します。これらはすべて、ベアリングの耐用年数を大幅に短縮する可能性があります。
図3.これは、2つの球面ころ軸受で構成される従来の自動調心軸受システムです。右側のベアリングは、ハウジング内で「軸方向に自由」です。
SKF自動調心ベアリングシステム（図4）は、この問題を克服します。位置決め位置に自動調心ベアリング、非位置決め位置にCARBトロイダルローラーベアリングが組み込まれています。 CARBベアリングは、円筒ころ軸受と同様に、外輪とは独立して動く内輪を備えた自動調心ラジアル軸受です。トータルベアリングシステムはミスアライメントとシャフトのたわみに対応し、CARBベアリングはベアリング内のシャフトの伸びに対応し、実質的に摩擦や内部軸方向荷重を発生させません。
図4.これは、球面ローラーベアリングとCARBトロイダルローラーベアリングで構成されるSKF自動調心ベアリングシステムです。 CARBベアリングは、実質的に摩擦なしで、ベアリング内のシャフトの伸びに対応します。
誘導された内部軸方向荷重がないため、ソリューションはより低い摩擦で動作し、動作温度を低く保ちます。 SKF自動調心ベアリングシステムは、振動と騒音レベルを低減して動作し、より安全で最適化された設計を可能にします。これにより、再給油間隔が長くなり、ベアリングの耐用年数が長くなります。
球面ローラーベアリングとCARBベアリングで構成されるSKF自動調心ベアリングシステムでは、両方のベアリングがSKFExplorerパフォーマンスクラスに属しています。 SKF Explorerベアリングは、主要な動作パラメータを大幅に改善し、ベアリングの耐用年数を延ばします。
図5.これは、大型の産業用ファンの自動調心ベアリングシステムの比較です。左：2つの22244 CC / C3W33球面ころ軸受を備えた従来の設計。高い振動レベル、断続的なピーク、および動作温度の上昇に注意してください。右：非位置決め位置にC2244 / C3CARBベアリングを備えたSKF自動調心ベアリングシステム。振動レベルが低く、断続的なピークがなく、動作温度が低いことに注意してください
ベアリングハウジング <強い>
標準ハウジングのSKFの品揃えには、特に温度の問題に対処する設計が組み込まれています。産業用ファンに最適なのは、標準のSKF SONLプランマブロックハウジング（図6）と標準のSKFSAFピローブロックハウジングです。高速および高温のアプリケーションに適しています。
図6.これは、CARBベアリングを組み込んだ循環オイル潤滑用に装備されたSONLベアリングハウジングの主要なスケッチです。
SONLハウジングには、大量のオイルを保持する深いリザーバーがあり、熱エネルギーを効率的に除去する方法を提供します。 SONLハウジングは、油浴と循環オイル潤滑の両方に適しており、漏れを防ぐために十分に証明された特別に設計されたオイルシールを備えています。
SAFピローブロックは、循環オイル潤滑用の標準的なバリエーションで利用できます。これらは、オイルフロー能力の向上と最適化された冷却効果を提供するために、大きな排水穴を備えて設計されています。オイル潤滑システムで使用する場合、SAFピローブロックには漏れを防ぐためにLERコンタクトオイルシールを装備する必要があります。
オイル潤滑用に改造されたSNLプランマブロックハウジングは、高性能オイルシールと熱伝達機能を備えたもう1つの優れた代替品です。
これらのSKFベアリングハウジングの1つをSKF自動調心ベアリングシステムとともに使用すると、ベアリングの動作温度が大幅に低下します。
結論 <強い>
高温環境にあるファンのベアリングは、多くの場合、限界で動作します。 SKFは、多くの主要分野における専門知識のおかげで、産業用ファンをアップグレードするための完全なソリューションを提供できます。その結果、信頼性の向上、ベアリングの耐用年数の延長、潤滑油の寿命の延長、メンテナンスの削減は、ビジネスの観点からは明らかに有益ですが、持続可能性にとっても重要です。
概要 <強い>
ファンは多くのシステムやアプリケーションで重要なコンポーネントであり、多くの業界で主力製品です。生産性の要件が高まるにつれ、そのパフォーマンスと信頼性に対する要求が高まっています。 SKFは、ベアリングシステムを完全に理解しており、ファンのアップグレードのための標準化されたソリューションを開発しました。このソリューションは、ベアリングとハウジング、潤滑、シール、およびサービスに関するグループの専門知識をもたらし、ファンのアップグレードにより、動作の改善、ベアリングの耐用年数の延長、潤滑剤の寿命の延長、およびメンテナンスコストの削減を実現できます。
作者について：
ハンス・リンドはスウェーデンのSKFの産業ファン、産業部門のビジネスリーダーであり、エマ・デ・ラバルはスウェーデンのSKFグループのテクニカルコミュニケーションスペシャリストです。詳細については、www.skf.comをご覧ください。また、http：//evolution.skf.comでSKFのビジネスおよびテクノロジー誌であるEvolutionをチェックしてください。
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