Aufrufe
vor 10 Monaten

antriebstechnik 1-2/2015

antriebstechnik 1-2/2015

WÄLZ- UND GLEITLAGER

WÄLZ- UND GLEITLAGER Langlebig widerstandsfähig DLC-beschichtete Wälzlagerkäfige in herausfordernden Anwendungen Daniel Thalmann Wälzlagerkäfige mit DLC- Beschichtung zeichnen sich im Vergleich zu Messingkäfigausführungen durch hohe Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit aus. Erfahren Sie hier, welche Vorteile der Käfig hat und wie aus dem Prototyp ein Nischenprodukt im Serieneinsatz wurde. Der Wälzlägerhersteller NKE Austria GmbH aus Steyr hat Ende 2013 die optimierten Wälzlagerkäfige mit DLC- Beschichtung (Diamond-like-Carbon) vorgestellt. Ausschlaggebend für den Start der Entwicklung war ein Sonderzylinderrollenlager, das als großes Pleuellager in einem hochdrehenden Kurbeltrieb eingesetzt wurde. In seiner ursprünglichen Ausführung war das Lager mit einem innenringgeführten Messingmassivkäfig (Nachsetzzeichen MPB) ausgestattet und hatte seit Jahren in der Anwendung die Erwartungen erfüllt. Zur Erhöhung der Produktivität der Anlage war vom Kunden eine Drehzahlsteigerung von maximal 2000 min -1 auf bis zu 3000 min -1 vorgesehen. Unter diesen Betriebsbedingungen erbrachte der standardmäßige MPB-Käfig im Versuch eine Standzeit von lediglich 300 Stunden, bis die Käfigführungsflächen in hohem Maße verschlissen waren und es zu einem Bruch der Käfigstege kam. Dies wurde auf die stark gestiegenen Fliehkräfte in der Anwendung und den daraus resultierenden Belastungen auf den Käfig zurückgeführt. Daniel Thalmann ist Leiter der Anwendungstechnik bei NKE Austria in Steyr Hierbei ist anzumerken, dass die Anwendung fettgeschmiert ist, womit die gestiegenen Drehzahlen einen äußerst negativen Einfluss auf die Schmierstoffverteilung haben, insbesondere im Käfigführungsspalt, was den Verschleiß zusätzlich begünstigt. Erst der Einsatz des in Folge projektierten DLC-beschichteten innenringgeführten Stahlmassivfensterkäfigs mit den Nachsetzzeichen FPB und SQ202C hat im mittlerweile mehr als zwei Jahre laufenden Langzeitversuch zufriedenstellende Standzeiten von mehr als 3 000 Stunden ergeben. Ein unzulässiger Verschleiß war, mit Ausnahme eines geringen Übertrags der DLC- Beschichtung zwischen den Führungsflächen, ebenso wenig zu beobachten wie Anzeichen eines mechanischen Versagens der Käfige. Zum Vergleich wurden identische Stahlkäfige ohne Beschichtung eingesetzt, die parallel im Versuch liefen. Dieser Versuch wurde nach 1 000 Stunden aufgrund deutlicher Spuren von Verschleiß und Fressen auf den Führungsflächen eingestellt. Bei der zweiten Anwendung, in der DLC-beschichtete Stahlkäfige nach den Erfahrungen aus dem ersten Beispiel zum Einsatz kamen, handelt es sich um die Lagerung einer schnell laufenden Innenringgeführter Stahlmassivfensterkäfig mit DLC-Beschichtung Trommel zur Speicherung von kinetischer Energie in einem Notstromaggregat. Die ursprüngliche Lagertype war ein Radialrillenkugellager mit außenringgeführtem zweiteiligem Messingmassivkäfig (Nachsetzzeichen MA). Auch hier war aufgrund ungünstiger Betriebsbedingungen – geringe Radiallast bei gleichzeitig hoher anwendungsbedingter Axiallast und hoher Drehzahl des Außenrings (> 2 500 min -1 ) – ein starker Verschleiß an den Funktionsflächen des Käfigs feststellbar, was in weiterer Folge zu einem Bruch des Käfigs führte. Nach Betrachtung der Einsatzbedingungen und Analyse des Schadensbildes wurde auch hier der Einsatz eines zweiteiligen außenringgeführten Stahlmassivkäfigs mit DLC-Beschichtung (Nachsetzzeichen FA und SQ202C) empfohlen. Bei der anschließenden praktischen Erprobung von zwei derart ausgestatteten Lagern wurden nach einer Versuchsdauer von mehr als 900 Stunden kein Verschleiß oder Anzeichen für ein mechanisches Versagen der Käfige beobachtet. Das Design konnte in Folge in die Serienfertigung übernommen werden; die Nachrüstung bereits bestehender Anlagen ist geplant. www.nke.at 36 antriebstechnik 1-2/2015

Doppelte Lagerlebensdauer durch erhöhte Tragzahlen Koyo, Hersteller von Wälzlagern und Tochtergesellschaft der JTEKT-Gruppe, einem der weltgrößten Automobilzulieferer, will durch technische Neuerungen seine Präsenz im Industriegeschäft verbessern und ausweiten. Durch die Überarbeitung des JIS B 1518:2013-Standard und der Einführung einer Lagerlebensdauerberechnung, die den α-ISO Faktor verwendet, ist es dem Unternehmen gelungen, die Lagerlebensdauer unter Berücksichtigung der Schmierbedingungen und Belastungsbedingungen mit verbesserter Genauigkeit zu berechnen. Auch durch die Überarbeitung der dynamischen Tragzahl konnte das Unternehmen die Genauigkeit der Lebensdauerberechnung erheblich verbessern. Seit 1992 vergleicht der Hersteller die berechnete mit der tatsächlichen Lebensdauer seiner Lager. Dabei hat sich herausgestellt: die erreichte Lebensdauer ist im Vergleich zur berechneten Lebensdauer mindestens doppelt so hoch. Dies ist auf die Fortschritte in der Stahlherstellung und der Fertigungsverfahren, die zusätzlich durch ein Qualitätsmanagementsystem gestützt werden, zurückzuführen. Die doppelte Lagerlebensdauer hat sich auch in einem Rollkontakt-Ermüdungslebensdauertest bestätigt. Somit haben Koyo-Lager laut Angaben des Herstellers, die mit am Markt längste verfügbare Lebensdauer. Die doppelte Lebensdauer resultiert aus einer Multiplikation der dynamischen Tragzahl mit dem Faktor 1,25, basierend auf dem JIS-Standard, und verbessert somit die Genauigkeit der Lebensdauerberechnung. www.koyo.de ® ...immer das passende Lager Kugellager Rollenlager aus Kunststoff mit Gleitlager aus Kunststoff mit Edelstahllager AIP-Programm von NSK: Erhöhung der Lebensdauer von Spindellagern in BAZ Im Rahmen des „Added Value Programms“ (AIP) unterstützte NSK einen Automobilhersteller bei der Erhöhung der Lebensdauer von Spindellagern in Bearbeitungszentren. Die Spindellager der Bearbeitungszentren, die ein Automobilhersteller in einem Produktionsbereich einsetzte, erreichten nur eine Standzeit von rund 12 Monaten. Der Hersteller wandte sich an die Wälzlager-Experten von NSK, die im Rahmen des „AIP-Programms“ zunächst die Umgebungsbedingungen sowie die Lager selbst untersuchten. Dabei zeigte sich, dass die vorzeitigen Ausfälle der Hochgenauigkeits-Schrägkugellager auf externe Verunreinigungen zurückzuführen waren. Folgerichtig empfahl NSK den Einsatz von abgedichteten Lagern mit berührungsloser Dichtung. Diese Empfehlung wurde schnell umgesetzt, zunächst probeweise an einem Bearbeitungszentrum. Das Ergebnis: Nach 36 Monaten waren die abgedichteten Hochgenauigkeits-Schrägkugellager noch immer im Einsatz. Ihre Lebensdauer hatte sich also verdreifacht, und da sich noch keine Ausfallerscheinungen bemerkbar machten, war bzw. ist eine noch deutlich längere Standzeit zu erwarten. Daraufhin beschloss der Automobilhersteller, sukzessive alle Spindellager in dieser Abteilung – je acht Spindellager an fünfzehn Maschinen – entsprechend umzurüsten. Zum AIP-Programm gehört grundsätzlich auch eine Kostenbewertung der empfohlenen Maßnahmen. In diesem Fall ergibt sich eine jährliche Einsparung von rund 16 800 Euro, die im Wesentlichen aus dem Wegfall der Lagermontage und - demontage resultiert. www.nskeurope.de aus Stahlblech aus Grauguss NEU aus Edelstahl mit Rotgussbuchse Lagereinheiten für Spindeltriebe MÄDLER GmbH Tränkestraße 6-8 D-70597 Stuttgart NEU ...wir sorgen für Antrieb www.maedler.de Tel.: 0711-7 20 95 0 Fax: 0711-7 20 95 33 stuttgart@maedler.de

Aktuelle Ausgabe