Sektöründe lider bir gaz türbin kanadı üreticisi, altı haftada bir rulman arızası yaşamaya başladıktan sonra, döküm hattındaki döner bant rulman tipini değiştirmiş ve önerilen küçük bir tasarım değişikliğiyle yıllık toplam 100.095 € tasarruf sağlamıştır.

Mevcut rulmanlarının kısa servis ömrü nedeniyle üretici NSK’daki uygulama mühendislerinden oluşan uzman ekibi aramaya karar vermiştir. NSK, AIP Katma Değer Programı’nı kullanarak, arızalı rulmanları inceleyerek mevcut tasarımın tam bir değerlendirmesini gerçekleştirmiştir.

Analiz sonuçlarına göre döküm işleminde aşırı yakıcı bir çözeltinin (180°C’de %50 sodyum hidroksit) kullanıldığı belirlenmiş; ağır yük ve montajda yanlış hizalama ile birleşince rulman yağlama ve kilitlenme sorunlarına neden olduğunu ortaya çıkmıştır. Bu sorun

, rulmanlardaki yetersiz sızdırmazlıkla daha da artmıştır.

NSK bu nedenle, hem agresif yakıcı çözelti girişini önleyecek hem de sızdırmazlık performansını artıracak olan keçeli silindirik makaralı rulmanlar serisine geçmeyi önermiştir. Ayrıca, kirli ortamlara karşı korumayı daha da geliştirecek ve montajı kolaylaştıracak alternatif bir döner kasnak tasarımı da önerilmiştir.
Denemeler, bu değişikliklerin rulman ömrünü iki katına çıkardığını ve böylece arıza ve bakım sürelerinde önemli bir azalmaya neden olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, üreticinin kalan döküm hatları da modifiye edilmiştir.

NSK’nın keçeli silindirik makaralı rulmanları, yüksek yük kapasiteleri ve gelişmiş sızdırmazlık özellikleriyle döküm atölyeleri ve diğer çelik üretim ortamlarının zorlu koşulları için ideal ürünlerdir. Rulmanların iç ve dış bileziklerinde açılan delikler, lityum gresinin yerinde doldurulmasına izin verirken, korozyon direncini artırmak için uygulanan fosfat yüzey kaplaması da artı bir avantajdır.

Döküm atölyesinde elde edilen tasarruf; rulmanlar için önceki yıllarda harcanan maliyetler, rulmanların değiştirilmesi için gereken iş gücü ve ortaya çıkan arıza sürelerinin NSK çözümü için harcanan yıllık maliyetle karşılaştırılması yoluyla bulunmuştur.

İngiltere’nin önde gelen meşrubat üreticilerinden biri, otomatik şişe kaplama makinesinde beklenmeyen rulman arızaları yaşıyordu. Şirket bu sorununu NSK’nin temassız, kapaklı ve yağlama gerektirmeyen sabit bilyalı rulmanlarını kullanarak çözdü. Şirket bu sayede, rulmanların kullanım ömrünü 52 katına çıkararak yıllık 10.874€ tasarruf elde etti.

Her hafta bilinmeyen sebeplerle yaşanan rulman arızalarından mustarip olan meşrubat şirketi, uygulama değerlendirmesi yapması için NSK’nin uzman mühendis ekibini fabrikaya davet etti. Söz konusu arıza, yüksek hızla çalışan ve yüksek hacimde üretim yapan bir makinede olduğundan sorunun temeline inmek şirket için hayati önem taşıyordu. Daha uzun süreli kullanım ömrü garanti etmeyen mevcut sabit bilyalı rulmanlar haftalık olarak değiştirilmekteydi.

Meşrubat üreticisi, şişelerin üzerine yerleştirilen plastik film manşonlarının iç tarafındaki elektrostatik toz boyamadan kaynaklanan kirlenmenin rulman arızalarına neden olduğunu düşünüyordu. Ancak NSK’nin değerlendirmesi sonucunda sorunun kirlenme olmadığı anlaşıldı. Sorun bambaşka bir sebepten kaynaklanmaktaydı.

AIP Değer Katma Programı kapsamındaki uygulama değerlendirmenin bir parçası olarak arızalı altı rulmanı inceleyen NSK’nin uzman mühendisleri, gerçek arıza sebebinin endüksiyon akımının kesilmesine yol açan kalıntı manyetizma olduğunu belirlemiştir. Manyetizma kaynağı, kaplama sürecinin doğal bir parçasıdır ve bu süreç aşağıdaki düzenek üzerine konumlanmadan önce film manşonunun açılmasıyla başlar. Rulmanlar, konumunu koruması için mıknatıslarla desteklenen bir mandrel üzerinde bulunur. Mandrel, makaraların manşonu doğru şekilde yönlendirmesini sağlar.

İç yapıların hatasız bir şekilde değerlendirilmesini sağlamak üzere arızalı rulmanların sökülmesiyle başlayan kapsamlı analiz sürecinin sonunda temel sorunun kalıntı manyetizma olduğu tespit edildi. Hepsi son derece parlak dış bilezik yuvarlanma yüzeyine sahip olan rulmanlar benzer özelliklere sahipti; bu da yanlış dönüşün ve makaranın/manşonun dışa doğru kaydığının göstergesiydi.

Arızalı rulmanların bir diğer özelliği

, bazı alanlarda görülen çiziklerle birlikte yuvarlanma yolunun hafif buzlanma görünümüydü. Her ne kadar görülen buzlanma beklenenden daha yoğun olsa da buzlanma etkisi, metal kafesli rulmanların tipik bir özelliğidir.
Bu ufak kusurlara rağmen NSK ekibi, rulmanların genel olarak iyi durumda olduğu sonucuna vardı. Ekibin fabrikadaki gözlemlerinde; rulmanlardaki yuvarlanma yüzeylerinde, ‘kertikli’ ve pürüzlü rulman dönüşüne yol açabilecek kirlenmeye veya başlıca hasar kaynaklarına işaret eden pek fazla bulguya rastlanılmadı.

Rulman bileziklerinin, bilyaların ve kafesin içindeki yüksek manyetizma seviyesi, sorunu tespit etmeye yönelik en önemli ipucunu ortaya koydu. Mandrel üzerindeki mıknatısların rulmanlara yakın bir konumda olması, sorunun muhtemelen bu mıknatıslardan kaynaklandığını düşündürmüştür. Manyetizma polaritesinin bileşenleri nasıl etkilediğine bağlı olarak, bilyalar/kafes bileziklere manyetize olmuş ve böylelikle kertikli/pürüzlü yuvarlanma yolunun oluşmasına neden olmuştur. NSK mühendisleri, yüksek seviyede manyetizmanın yuvarlanma yolunda normalden fazla buzlanmaya neden olduğu sonucuna vardı. Ancak rulmanlar içinde gresin eksik olması, metaller arası temasla oluşan aşınma nedeniyle sorunun diğer bir kaynağı olarak görülüyordu.

Yüksek manyetizma seviyesini önleyebilmek için meşrubat fabrikası, mandrel mıknatıslarını rulmandan uzak bir noktaya konumlandırma ihtimalini araştırdı. Ancak bu değişiklik yapılamadığı için alternatif bir rulman tasarımı gerekiyordu.

NSK fabrikaya, yağlama gerektirmeyen temassız ve sızdırmaz/kapaklı rulmanların iyi bir alternatif olabileceği önerisinde bulundu. Ayrıca plastik bir kafes, rulman içindeki metal miktarını düşürebilir ve dolayısıyla manyetizma oluşumunu da azaltabilir. Bu düşüncelerle hareket eden NSK; T1X polyamid reçine kafesli, MC5 boşluk ve kapaklara sahip 627 serisi sabit bilyalı rulmanlarını önerdi.

Bu çözüm, bir hafta olan rulman kullanım ömrünü bir yıla kadar çıkardı ve bu sayede, rulman değişimleri ve iş gücü giderleri azalarak yıllık 10.874€ tutarında tasarruf sağlandı.

NSK, otonom veya yardımcı robotlarına hareketlilik katma arayışındaki OEM’lere (Orijinal Ekipman Üreticisi) yönelik olarak yenilikçi ve doğrudan tahrikli tekerlek ünitesi geliştirdi. Özellikle hastane, otel, ofis ve kütüphane gibi sessiz ortamlarda kullanılmak üzere tasarlanan yeni tekerlekli robotlar 100 kg’a kadar olan yükleri kimseyi rahatsız etmeden başarıyla taşıyıp hareket ettiriyor. AI (yapay zekâ) ve ML (makine öğrenimi) gibi dijital eğilimler günlük uygulamalarda umut vaat etmeye başlayınca mobil robotları ve insansı robot donanımını geliştirme çalışmaları da hız kazandı.

Fabrikalarda ve depolarda kullanılmakta olan alışıldık AGV (otomatik yönlendirmeli araç) türü sistemlerde görülen en büyük sorun gürültülü çalışmaları. NSK’nın doğrudan tahrikli tekerlek ünitesi ise çok daha sessiz olup halka açık alanlarda ve imalat harici ortamlarda daha kolay kullanılır. Hizmet sektöründeki işletmelerde ve kamu tesislerinde sessiz çalışarak iletişime engel olmayan ve görevi başındaki insanları rahatsız etmeyen robotlara ihtiyaç var.

NSK´nın tekerlekli ünitesinin sessizlik özelliği, aynı firmaya ait Megatork Motor’un temelindeki teknolojiyi kullanarak tipik dişli kutuların çalışırken çıkardığı gürültüyü ortadan kaldıran dişsiz yapıya (doğrudan tahrikli motor) atfedilebilir. Megatork Motor’un bir tekerlek olarak kullanılması yeni bir gelişmeydi. NSK bu sistemin parçalarından yararlanarak en uygun teknik özellikleri makul bir maliyetle elde etmenin yollarını bulmak zorundaydı.

Tekerlek ünitesi hem gürültü çıkarmayacak hem de insanların yanında emniyetli çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Aynı zamanda, servis robotları, elektrikli el arabaları ve diğer yardımcı robot (cobot) uygulamaları için ideal niteliktedir. Önemli tasarım özelliklerinden biri de bir sorun olduğunda manuel it/çek işlemleriyle kolayca geri dönmeyi sağlayan ´geri gidebilme´ işlevi.

Yeni geliştirilmiş özel tahrik yardımıyla iki tekerlek ünitesi de basit sinyaller yardımıyla eş zamanlı olarak kontrol edilebiliyor. Tahrikte; tekerleğin dönüşünü

, ivmelenmesini, yan yatmayı ve diğer yararlı parametreleri ölçen sensörler bulunur. Sensörlerden gelen sinyaller, otonom robot uygulamalarında kullanılmak üzere yerleşik bir bilgisayara gönderilebilir.

Kaliteli, teknik açıdan yetkin ve işlevsel olarak sağlam bir çözüm sunmak amacıyla yoğun bir geliştirme sürecinden geçildi. NSK’nın uzman ekibine yeni robotik pazarının ihtiyacını karşılayabilecek bir sistem kurma görevi verildi. Ekip mekatronik, kumanda ve yazılım dahil geniş bir yelpazede yer alan mevcut teknolojilerden yararlanarak bu görevi yerine getirdi. Bu işin önemli bir kısmı hastane ve kütüphane gibi yerlerde çalışan insanların fikirlerini alarak bu tür ortamlar için en uygun çözümü sunacak robot türünü bulabilmekti. Sonuçta, NSK robot biliminde sınırları genişletme arzusu güderken, robotları gündelik yaşama katmayı da hedeflemiştir.