Yüksek hızlı demiryolu rulmanlarında 50 yıllık inovasyon

Yüksek hızlı demiryolu seyahatinde güvenliği en üst düzeye çıkarma hedefinden şaşmayan NSK, Japonya'daki birinci nesil Shinkansen hızlı trenlerine uzanan yarım yüzyıllık inovasyon deneyimine sahiptir. Gerçekten de, ileri gelişim programları günümüze kadar süratle uygulanmaya devam etmiştir. Bunun nedeni, son nesil trenler çok daha yüksek hızlara ulaştığından, rulman teknolojilerinden beklenen performansın çok daha fazla olmasıdır. NSK burada; güvenlik, performans, konfor, ağırlık ve maliyet verimliliği gibi faktörleri iyileştiren ürünler yaratmak amacıyla hem OEM hem de satış sonrası hizmet sektörlerinde demiryolu endüstrisi ortaklarıyla çalışmaya devam ediyor. Örneğin, elde edilen yenilikler arasında işletim sırasında rulman anormalliklerini algılayan bir sistem yer almaktadır; böylece, zaman bazlı bakım rutininden durum bazlı bakım rutinine geçiş ihtiyacına yanıt verilmektedir.

Shinkansel hızlı trenleri 1960'lardan beri dünyanın en büyük ve en önemli ekonomilerinden birini desteklemek amacıyla Japonya'ya yüksek hızlı altyapıyı sunmuştur.  Geçtiğimiz yıllardaki gelişmelerle beraber ağ genişletilmiştir; 2015 ve 2016 yıllarında sırasıyla Hokuriku ve Hokkaido Shinkansen hatlarının açılmasıyla buradaki bölgesel topluluklar canlandırılmıştır. Bunun yanı sıra, Japonya'nın ortaya koyduğu bu gelişim, bu tür düşük karbonlu ulaşım yönteminden faydalanmak isteyen diğer birçok ülkenin bunu takip etmesini sağladı.

Elde edilen hızlı gelişime uygun olarak NSK, demiryolu endüstrisi uygulamaları için rulman teknolojileri üzerinde sürekli olarak ilerlemeler kaydederek bu unsurları destekledi. Bu, Shinkansen trenleri üzerinde çok daha belirgin bir şekilde görülmektedir. Örneğin, 0 Serisi trenlerin ilk çıktığı yıl olan 1964'te, NSK'nın sağladığı 81 kg'lık aks rulmanları, saatte 210 km hıza ulaşan bu trenlerde dayanıklılık sağlamak amacıyla silindirik makaralı ve bilyalı rulman kombinasyonunu içermiştir. Demiryolu vagonunun ağırlığı da dahil olmak üzere radyal yükler iki silindirik makaralı rulmanla desteklenirken kavislerin ortaya çıkardığı eksenel kuvvetler de dahil olmak üzere yanal yükler bir bilyalı rulmanla desteklenmiştir. Bu, o tarihteki en uygun çözümdü.

1992 yılındaki 300 Serisine geldiğimizde ise NSK, saatte 270 km hıza ulaşan trenleri destekleyen omuzlu silindirik rulmanlar sağladı ve 2007'deki N700 Serisine gelindiğinde kat edilen yol çok açıktı. Daha yüksek hızlara (300km/s) odaklanılsa da, N700 trenleri için NSK'nın sunduğu konik makaralı aks rulmanlarının ağırlığı yalnızca 23 kg'dı; bu, 0 Serisi trenlerde kullanılan aks rulmanlarından dört kat daha hafifti. Yüksek hızlarda aşırı rulman ağırlığı, gürültü ve titreşim üzerinde güçlü bir etkiye neden olabilir; bu yüzden tasarımın hafif olması amaçlanmıştır.

 Shinkansen 300 Serisi trenler ilk olarak 1992'de çalışmaya başladı ve ticari hizmette 270 km/saat'lik hız rekorunu kırdı (Sakuragirin | Dreamstime)

Rulmanlar ne kadar hafif veya küçük olursa olsun, güvenlik halen en büyük öncelik olmaya devam etmektedir. Burada NSK, en zorlu çalışma koşullarına dayanıklı olabilecek rulman üretme hedefine ulaşmak amacıyla güvenlik performansını arttırmak için malzeme tasarımındaki deneyimini kullanmaktadır.

Bunun yanı sıra, güvenlik ve dayanıklılık açısından zorlu ortamlar daima etkin bakım programlarını zorunlu kılar ve burada, NSK yakın zamanda büyük gelişmeler kaydetti. Şirket Japonya'da ilk defa, hasar ve performans azalması yaşanmadan veya arızalar gerçekleşmeden önce rulmanlardaki anormallikleri algılayabilecek bir sistem geliştirdi. Sistem, müşterinin güvenliğini ve sistemin bakım verimliliğini arttırmak amacıyla geleneksel demiryolu hatlarında hâlihazırda kullanılmaya başlandı.

NSK'nın sisteminde; dönüş hızı, titreşim ve sıcaklık gibi parametrelerin yakın bir şekilde gözlemlenebilmesi için rulmanlar üzerine çeşitli sensörler yerleştiriliyor. Şirketin kapsamlı deneyimi sayesinde, alınan bilgileri hâlihazırda NSK tarafından toplanmış olan büyük miktardaki referans verisiyle karşılaştırmak mümkündür.

Sistem, rulmanlarda anormallik olsun veya olmasın, önceden belirlenmiş zaman aralıklarına göre rulmanların değiştirildiği geleneksel zaman bazlı bakım rutinlerinin yerine parçaların yalnızca gerekli olduğu zaman değiştirildiği durum bazlı bakıma geçişi kolaylaştıracaktır. Daha yüksek güvenlik sonuçları ve bakımda daha uzun aralıklar sonucu ortaya çıkan maliyet tasarrufları sayesinde NSK, sistemin daha fazla tren üzerinde kullanılacağını öngörmektedir.

Yüksek inovasyon seviyelerine dayanarak, NSK'nın Japonya'daki demiryolu rulmanlarında neden en yüksek oranda pazar payına sahip olduğunu görmek mümkündür. Ayrıca, şirketin rulmanları dünya çapında yüksek hızlı tren operatörleri tarafından tercih edilmektedir; NSK demiryolu rulmanı satışlarının %50'sinden fazlası Japonya dışında gerçekleşmektedir.

NSK, Shinkansen 0 Serisiyle başlayan teknik kapasite ve dayanıklılığı ortaya koymuş ve 50 seneden uzun süredir de bunu sürekli olarak geliştirmiştir. Bu teknolojileri ve deneyimini avantaj kazanmak için kullanan NSK, bir bütün olarak toplumun refahını ve güvenliğini desteklemeye devam edecektir.

 Shinkansen N700 trenleri 2007 yılında hizmete girdi ve ticari hizmette 300 km/saat'e kadar hızlar sundu (Fotoğraf: iStock.com/winhorse)