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Heavy lifting – Smaller but stronger gearboxes

Jack-up gearboxes keep drilling platforms well above stormy seas.

SKF heavy lifting

Jack-up rigs operate for up to 20 years, during which time gearboxes spend up to 2000 hours lifting and lowering vessel platforms.

The hundreds of offshore drilling platforms operating along the world’s continental shelves are some of the most expensive structures on the planet – in addition to being some of the most remote and vulnerable. The main danger to drilling operations out at sea is large waves created by hurricanes and other storms.

That’s why the jack-up oil rig is the most popular type of movable drilling platform, used in relatively shallow waters up to 120 metres deep. The threat of waves can be neutralized by jacking up the platform above the sea surface on three or four legs that rest on the ocean floor. Typically, each leg is equipped with three rack-and-pinion systems, and each rack-and-pinion system has six powerful gearboxes.

Seoul-based Hyosung Corporation is a key player in the jack-up oil rig industry. Started as a family business in the 1960s, it is now an industrial conglomerate employing more than 2,400 engineers involved in such diverse fields as textiles, industrial materials, chemicals, power and industrial systems, construction, trading, and information and communication. The world’s No. 1 manufacturer of tyre cords, Hyosung also produces nylon, polyester, carpet, motors, pumps, PET bottles and ATM products. Nevertheless, the corporation’s family roots are still apparent at Hyosung’s plant in the small industrial city of Changwon, South Korea, where gearboxes are manufactured. During lunchtime co-workers laugh and chat or play basketball or badminton.

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Gear setting for key machining at the Hyosung plant.

Hyosung entered the jack-up gearbox market in 2006. Its first oil rig gearbox had a normal jacking capacity of nearly 2,000 kN (sometimes described as 440 “kips”), capable of raising oil rig platforms at 0.46 metres per minute. The company has since consistently increased the load capacity of its gearbox models while reducing their size. In November 2011 the company rolled out a next-generation gearbox that cemented its position as a global leader in the field. The new 750-kip gearbox is 20 percent smaller than the earlier 440-kip model, offering a powerful 3,300 kN of normal jacking and 5,100 kN of preload jacking. It also delivers 5,300 kN of normal holding power, which can be extended to 6,300 kN when stormy weather threatens the rig.

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Sang-Kyu Kim during gear shaft machining.

Given that massive investments and human lives are at stake, performance and reliability are crucial factors for designers and end users of the gearboxes that raise the oil rig platforms. Many rigs will operate for up to 20 years, during which time the gearboxes are expected to spend up to 2,000 hours lifting and lowering the vessel platforms.

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Associate Su-Suk Jung.

Su-Suk Jung, an associate at Hyosung’s Changwon plant, was one of six engineers on the gear solution technology development team that produced the smaller, more powerful jack-up gearbox for a platform designed by Friede & Goldman, Ltd. Each platform requires 54 gearboxes, as well as spares. “The biggest challenge was reducing the gap between the load-sharing of planetary gears in the new gearbox,” he says, adding that tapered roller bearings, spherical roller bearings and CARB toroidal roller bearings from SKF were the natural choice.

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Chang-Jun Choi checking gear tooth faces.

Jung adds that in addition to bearings, SKF provided Hyosung with quick response times and unrivalled customer service. Throughout the redesign process, Jung and company were in regular contact with Hee-Sung Yun, OEM sales engineer at SKF’s Seoul office. Yun made frequent trips to Changwon to assist the Hyosung team, and he coordinated an international team of SKF experts to offer Hyosung technical advice. “What separates SKF from its competitors is that we don’t simply deliver our product to the customer,” Yun says. “We also offer whatever assistance is required.”

Meanwhile, Hyosung isn’t resting on its laurels: A 1,000-kip model is currently under development.

CARB is a registered trademark of the SKF Group.

31 bearings per gearbox
It took the gear solution technology development team at Hyosung’s Changwon plant more than 10 months to design the revolutionary 750-kip jack-up gearbox, which was unveiled in late 2011. By mid-2012 Hyosung had delivered eight sets of 54 gearboxes to market.

Each of Hyosung’s 750-kip jack-up gearboxes relies on a total of 31 SKF bearings, whose reliability enabled engineers to redesign the gearbox planetary gears in order to optimize load distribution. In addition to tapered roller bearings and spherical roller bearings, Hyosung’s gearboxes also incorporate CARB toroidal roller bearings.

CARB toroidal roller bearings are an obvious choice in applications where misalignment and axial displacement have to be accommodated – virtually without friction – within the bearing. More­over, due to its unique design CARB bearings also can accommodate very heavy loads. This enabled Hyosung engineers to maximize torque capacity in a smaller-sized gearbox without sacrificing gear meshing or efficiency.

Text Chris Horton
Photos Woohae Cho

source: SKF evolution magazine

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日前,捷豹路虎(中国)投资有限公司根据《缺陷汽车产品召回管理条例》和《缺陷汽车产品召回管理条例实施办法》的要求,向国家市场监督管理总局备案了召回计划,决定自2019年4月5日起,召回部分进口路虎新揽胜、路虎揽胜运动、路虎新揽胜运动和路虎第四代发现系列汽车,共计68828辆。具体如下: (一)2012年5月9日至2016年4月12日生产的部分2013-2016年款路虎新揽胜系列汽车,共计2772辆; (二)2009年9月3日至2013年5月3日生产的部分2010-2013年款路虎揽胜运动系列汽车,共计20154辆; (三)2013年10月24日至2016年4月26日生产的部分2014-2016年款路虎新揽胜运动系列汽车,共计3593辆; (四)2009年9月3日至2016年5月8日生产的部分2010-2016年款路虎第四代发现系列汽车,共计42309辆。 本次召回范围内部分车辆由于供应商制造原因,发动机曲轴轴承可能因润滑不足过早磨损,极端情况下曲轴可能断裂,造成发动机动力输出中断,存在安全隐患。捷豹路虎(中国)投资有限公司将为召回范围内的车辆进行诊断,并根据诊断结果为存在潜在风险的车辆免费更换改进后的发动机,以消除安全隐患。 本次召回活动是在国家市场监督管理总局启动缺陷调查情况下开展的。一段时间以来,国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心收到消费者反映此问题的投诉。收到投诉后,国家市场监督管理总局立即部署缺陷产品管理中心对上述问题开展缺陷调查和评估。受调查影响,捷豹路虎(中国)投资有限公司决定采取召回措施,消除安全隐患。 捷豹路虎(中国)投资有限公司将通过挂号信、电话、短信等方式通知有关用户此次召回事宜。相关用户可通过座机或手机拨打路虎品牌客户服务热线400-820-0187(服务时间为周一至周日,全天24小时)进行咨询。用户也可登录国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心网站(以及关注微信公众号(SAMRDPAC)了解更多信息。此外,也可拨打国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心热线电话:010-59799616,反映召回活动实施过程中的问题或提交缺陷线索。 (来源:国家发改委)



降低工业机械用电机的电力消耗 日本精工株式会社成功开发出可有效减少工业电机电力消耗的轴承(世界电力消耗中,工业电机的电力消耗占40%)。目前该产品已开始上市销售,预计2025年可以达到45亿日元的销售额。 开发背景 随着世界范围内环保意识的提高,所有产业均在推进二氧化碳的减排和电力的节能。尤其是给泵、送风机及压缩机等机械提供驱动力的工业电机,其电力消耗占世界消耗总电量的40%以上。针对这些需求,世界各国均制定了旨在提高工业电机效能的相关法规。 虽然轴承的摩擦损耗大约只占电机总能耗的1%,但由于工业电机的总耗电量较高,仍然希望可进一步降低能耗。为满足社会的需求,NSK不断推进新产品开发。 产品特点 1.降低能耗 由于采用NSK开发的专用润滑脂和优化润滑脂封入量,在轴承运转时可降低润滑脂的搅拌阻力,进而降低60%的摩擦损耗。此外,使用树脂保持架可以进一步降低摩擦损耗(最高可降低80%)。 2.延长寿命 通过采用NSK开发的专用润滑脂,对比过去的产品,由于轴承运转时可以有效抑制轴承内部的磨损,从而提高轴承的寿命(2.7倍以上)。 产品效果 本产品的应用将对工业机械用电机的节能和地球环保做出贡献。NSK今后仍将通过自己的努力为社会的共同课题提供解决方案。



This article, press release or announcement is translated from BearingNEWS ( publications or from China Bearing Commercial Community (CBCC) sources 量子力学是现代物理学的理论基础之一,是研究微观粒子运动规律的科学,使人们对物质世界的认识从宏观层次跨进了微观层次,对物质的结构以及其相互作用的见解被革命化地改变,为包括原子物理、核物理、分子生物学、非线性光学等现代基础理论研究奠定了基础。 全球领先的轴承制造商铁姆肯公司将量子力学的研究方法应用到轴承的研发之中。 Timken的研究人员Vikram Bedekar(左)和Rohit Voothaluru致力于通过在HFIR的HB-2B上使用中子来改进轴承制造工艺。 在美国能源部(DOE’s)橡树岭国家实验室(ORNL),铁姆肯公司的研究人员希望通过使用中子散射技术更好地了解制造过程中产生的内部残余应力如何影响轴承寿命,从而找到延长轴承寿命的方法。 轴承的制造精度高,公差小,配合完美,在极端负荷和长期使用和操作下,具有较长的设计寿命。在安全至关重要的航空航天和采矿领域,轴承性能尤为重要。残余应力虽是材料结构中较小的内部弹性变形,对轴承的寿命和可靠性却可能带来很大影响。 铁姆肯公司的材料专家Vikram Bedekar说:“残余应力主要由制造过程产生。包括成型和高温加工在内的所有生产工艺都会产生残余应力。如果应力过大,零件会变形,甚至可能使部件扭曲到无法使用或恢复。” 一般来说,轴承的制造从把钢材制成一个环开始。接下来,使用车床获得所需的尺寸。贝德卡说,到这里为止,这部分仍然是“绿色”的,这意味着它仍然是软的,还不能使用。之后的热处理才使材料硬化。最后,使用车床或磨床去除多余的材料完成零件。 工业应用中常使用的大尺寸的Timken®轴承。因为中子具有很强的穿透性,它们能比类似的方法,如X射线,更深入地渗透至金属内部。每个轴承的残留应力来自制造过程中的不同步。(图片来源:ORNL/Genevieve Martin) 由于中子具有很强的穿透性,可为研究人员提供材料原子结构的独特信息。此前,研究人员利用实验室X光检查轴承,但研究人员只能探测轴承内部200微米的厚度。中子使他们能够更深入地观察轴承的全部。 “标准的X光强度不足以从一个部分完全穿透。中子是唯一可以看到完整内部的途径。”Bedekar说。 利用ORNL的高通量同位素反应堆(HFIR)的中子残余应力绘图设备(NRSF2)HB-2B,研究人员能够绘制出制造过程中每个步骤产生的不同内部应力。中子数据使他们能够观察轴承的应力状态如何随着每次迭代而变化。研究人员说他们选择使用NRSF2是因为它适合这类实验的独特能力。 Timken的产品开发专家Rohit Voothaluru说:“我们在寻求利用残余应力图的方法。我们之所以来到NRSF2,是因为我们觉得可以找到同类样品的整体情况并看到残余应力。” 该小组表示,他们打算利用残余应力映射数据改进计算模型,以改进内部应力预测和优化制造工艺。 Bedekar表示:“最终,我们可以根据不同轴承的性能来调整加工工艺或残余应力。” “我们今天有一个计算模型可以定性地提供方向。但是,要建立一个更为基本的、基于实际物理工艺的定量模型,同时还要捕捉实时的次表层残余应变,需要大量的经验验证。我们希望验证我们的模型并将其提升到一个新的级别。”Voothaluru说。 HFIR是美国能源部科学用户设施办公室。UT-Battelle为能源部科学办公室管理ORNL。科学办公室是美国物理科学基础研究的最大单一支持者,正在努力解决我们这个时代最紧迫的一些挑战。 文章来源:美国能源局橡树岭国家实验室



This article, press release or announcement is translated from BearingNEWS ( publications or from China Bearing Commercial Community (CBCC) sources 日前,由德国弗戈汽车媒体集团、德国亚琛工业大学汽车工程学院等机构主办的2018(第十一届)国际汽车技术年会暨“汽车创新技术大奖”在上海举行。舍弗勒一举荣获“创新领袖企业大奖”及“汽车技术创新大奖”两项殊荣。 “汽车创新技术大奖”旨在对近年来汽车零部件创新技术、产品、项目、案例及人物等进行梳理与盘点,表彰先进技术的创造者和推动者,共同展望未来美好出行。 经过两个多月的网络投票、编辑推荐及专家评审,舍弗勒最终获得市场及专家的认可,凭借卓越的创新能力获得“创新领袖企业大奖”,同时凭借P2混合动力模块荣获“汽车技术创新大奖”! 创新不止,发展不息 作为一家全球领先的技术型公司,舍弗勒始终视创新为维持其发展的核心要素。创新也是舍弗勒四大核心价值观之一。通过创新,舍弗勒致力于塑造未来驱动技术,让世界更清洁、更安全、更智能。 每年,舍弗勒都在创新和研发方面进行大量的投资。目前,舍弗勒在全球拥有18个研发中心。仅在2017年,舍弗勒集团就向德国专利商标局提交了2383项专利申请。 P2混合动力模块 P2混合动力模块正是舍弗勒致力于创新的体现,也是舍弗勒在电驱动领域的一款代表性产品。目前,舍弗勒P2混合动力模块已经在舍弗勒太仓生产基地投产,并成功应用于本土品牌车型上。 该模块安装在传统内燃机和变速箱之间,可实现多种驱动模式,包括纯电驱动车辆起步和行驶、纯发动机驱动行驶、电机助力、在纯电驱动行驶中通过电机启动发动机,以及制动能量回收。



通过使用日本精工的模压油轴承可以增加效益,英国零食食品制造工厂在更换7轨输送机系统中的现有轴承后,每年可节省超过52,000欧元。食品加工行业的输送系统必须彻底清洁,这对轴承提出了严格的要求。 众所周知,食品加工行业中机器的频繁清洁循环会缩短标准轴承的使用寿命。在这些恶劣的条件下,日本精工的模压油轴承是更合适的选择,因为它们可以防止水和污染物的渗透。 能够证明所提供的优势是一家英国小吃食品厂,其输送机轴承的使用寿命增加了两倍。由于在每日冲洗过程中渗入轴承的水,七轨输送系统中的标准深沟球轴承仅持续了四个月。这些轴承故障导致昂贵的维护工作和包括传送带在内的辅助设备的损坏。 对于每个轴承更换,必须安排14小时的停机时间,两名技术人员每人占用12小时,以执行必要的拆卸和安装。一年三次,共需要更换84个轴承,这会产生相当大的维护成本,并引起机器长时间停机和频繁停机。小吃食品厂正式要求日本精工检查轴承和环境运行条件。作为日本精工轴承的增值计划的一部分,公司工程师进行了彻底的应用检查和失败的轴承分析,确认进水是导致轴承过早失效的原因。 随后建议用不锈钢制造的模压油润滑轴承,两侧采用贫轴密封。这些轴承非常适合频繁和重接触水的应用。 重要的是,模压油轴承内的润滑剂持久地结合在稳定的载体介质中,即油浸聚烯烃树脂。这种类型的润滑剂不会被蒸汽或液体冲走,并防止污染物进入轴承。 此外,由于载体仅缓慢释放润滑剂,因此会在长时间运行期间保持足够的润滑。另一个好处是操作环境保持清洁,因为没有油脂泄漏并且不需要加油。每侧的高效贫轴密封件也在延长轴承在恶劣条件下的使用寿命方面发挥作用。 由于这一变化,输送机轴承的使用寿命增加了三倍,从3个月增加到12个月。反过来,与轴承相关的维护成本,包括系统停机时间,每年减少了52,203欧元。 这再一次证实了日本精工的“经验法则”之一:在环境受到潮湿和灰尘污染的应用中,不锈钢模压油轴承的使用寿命是传统脂润滑轴承的两倍以上。 B082018-N采用不锈钢制造的模压油轴承,油脂牢固地嵌入载体介质中,以防止被蒸汽或液体冲走。

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