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antriebstechnik 9/2017

antriebstechnik 9/2017

WÄLZ- UND GLEITLAGER 03

WÄLZ- UND GLEITLAGER 03 ZFO-P-Lager für verschleißintensive Hydraulikanwendungen 04 Abgebildet sind ZFO-P-Rauten mit kleiner Struktur 05 Für abrasionsintensive Lagerumgebungen bieten sich Gleit-/Gelenklager an ziert Folz Gleit- und Gelenklager aus der Gleitwerkstoff familie Mainfree. Die Werkstoffbasis wird dann aus verschiedenen Sorten von gewalzten und/oder geschmiedeten bzw. gegossenen Mangan- Hartstählen unterschiedlicher Komposition und Wärmebehandlungen gebildet. Von Bedeutung für den Verschleißablauf in Tieflage ist neben der chemischen Zusammensetzung die Einstellung der richtigen Relation von Härte und Zähigkeit. Bedeutsam ist die Verkettung des Hart-/Weichgefüges, sprich der Verbindungseigenschaften. Diese beeinflussen in besonderem Maße die reaktiven Widerstandskräfte der Gleitschicht gegen die mechanische Aktionswirkung von abrasiven und oberflächenzerrüttenden Kräften zwischen Grund- und Gegenkörper. In werkseigenen Verfahren werden die oberflächen-nahen Schichten – neben thermisch/thermochemischen Behandlungen – so aufgehärtet, dass ein Optimum von Härte zu Zähigkeit erreicht wird. Durch das hauseigene Sphärohydro-Druckverfahren können nachhaltig wirksame martensitische Vickershärteschichten erzeugt werden. Der Lagerverschleiß verbleibt in Lagerumgebungen mit einem weiten Spektrum an Abrasivkornhärten und -größen auf einem niedrigen Niveau. Hinzu kommt eine hohe Resistenz gegen Adhäsion und Oberflächenzerrüttung, selbst bei Temperaturen bis 400 °C. Eine hohe Bruchsicherheit, Schlag- und Stoßfestigkeit des Werkstoffes trägt ebenfalls zur langen Gebrauchsdauer dieser Lagerungen bei. Dies zeigt auch eine Studie, in der in zwei unabhängigen Laboren an einem stark abrasionsbelasteten Kettengelenk aus dem Braunkohlentagebau Versuche durchgeführt wurden. Das übereinstimmende Ergebnis ergab eine fast zweifache Gebrauchsdauer des Mainfree-Lagers gegenüber einer Buchse aus der handelsüblichen Manganhartstahlsorte X120Mn12. Alle Lagerwerkstoffe der Mainfree-Familie sind charakterisiert durch ihre ausgeprägten Kaltverfestigungseigenschaften und der damit verbundenen „Selbsthärtung der Kontaktflächen“ in definierten Last- und Geschwindigkeitsbereichen. Deshalb können diese Werkstoffe in diversen Lagerstellen ungeschmiert eingesetzt und betrieben werden. Sie empfehlen sich daher für Lagerbedingungen, die eine Schmierung wirkungslos machen, wie z. B. bei diversen Lagerungen und Gelenken im staubigen und/oder heißen Stahl- und Hüttenbetrieb. Langlebige Lager verbessern Produktivität Generell ist die applikationsgerechte Auswahl der stählernen Werkstoffmatrix und die mikrogeometrische Gestaltung der oberflächennahen Kontaktschichten in Verbindung mit optimierenden Wärmebehandlungs- und Oberflächentechniken in jedem Fall ausschlaggebend für die Widerstandskräfte der Lager in der Hydraulik und damit für die Effizienz der gesamten Anlage, in der sie verbaut sind. Die Spezialisten der Dr.-Ing. Folz Gleitlagertechnik GmbH stimmen ihre Lager unabhängig von der Baureihe individuell auf den Kunden und seine Anwendung ab, um zu gewährleisten, dass die Gleitflächen lange intakt und funktionsfähig bleiben. Im Durchschnitt lassen sich dadurch längere Gebrauchszeiten erreichen. Die Vorteile der robusten Konstruktionen kommen umso stärker zum Tragen, je anspruchsvoller die Umgebungsbedingungen sind. Bei extremer Abrasion können sich die Standzeiten so auch um den Faktor zehn verbessern. Dies führt zu deutlich längeren Wartungsintervallen und einer insgesamt höheren Verfügbarkeit der Maschinen. Die daraus resultierende Produktionssteigerung gleicht die etwas größere Anfangsinvestition in die haltbareren Lager mehr als aus – zumal die Kosten für diese kleine, aber entscheidende Komponente neben den Gesamtpreisen der Anlagen ohnehin kaum ins Gewicht fallen. Darüber hinaus hat das „Gewusst wie“ einer Gleitlagerung auch im Hinblick auf Umweltschutz und Nachhaltigkeit eine bedeutende Relevanz – nicht nur, weil verschlissene Lagerungen eine Steigerung der Antriebsenergie bedeuten, was wiederum mit einem erhöhten Ressourcenverbrauch und höheren Schadstoffemissionen einhergeht. Verschleißärmere Lager sind entsprechend ganz im Sinne des „Green-technology“-Gedankens und der eigenen Energie- und Ressourcenbilanz. Von Aktualität und Brisanz muss für derzeitige Nutzer von kupferhaltigen Gleitlagern auch die Überlegung sein, dass eine steigende Nachfrage nach Kupfer als Leitermaterial, z. B. für den Transport von windkrafterzeugtem Strom, einkalkuliert werden muss. Deshalb bleibt Kupfer im Vergleich zu Stahl preisvolatil; mittelfristig muss die höhere Nachfrage zu höheren Preisen führen. Den Rohstoff Kupfer als Verschleißwerkstoff in Bronze-Lagerbuchsen oder in Verbundwerkstoffen zu verschwenden, stellt demgegenüber – und in Anbetracht alternativer und nachhaltigerer Fe-C-Legierungen – eine weniger wirtschaftliche und eine nichtökologische Lösung dar. Sie steht damit auch im Gegensatz zu einer volkswirtschaftlich sinnvollen, nachhaltigen Nutzung von Hydraulikzylindern. Hingegen haben bewährte Gleitlager auf Stahlbasis schon vor Jahrzehnten bewiesen, dass sie die Kriterien an nachhaltige Gleitlagerwerkstoffe auch in schwierigen Lagerumgebungen erfüllen. Das ökonomische und ökologische Gebot der Stunde sollte daher sein, Legierungen aus dem Basismaterial Kupfer nicht als Verschleißmaterial für Gleitlager zu verbrauchen, sondern als Leitermaterial in der Stromindustrie zu verwenden und stattdessen verschleißbeständigere Stahl-Gleitlager einzusetzen. www.gleitlagertechnik-folz.de 24 antriebstechnik 9/2017

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