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antriebstechnik 9/2019

antriebstechnik 9/2019

WÄLZ- UND GLEITLAGER 3.

WÄLZ- UND GLEITLAGER 3. In älteren Walzwerken sind die Anlageringe und Halteringe des Walzenzapfens an den Stirnseiten normalerweise mit Ölnuten versehen. In diesen Fällen werden für die doppelten Lagerinnenringe keine Ölnuten an den Stirnseiten benötigt. Timken kann die vorhandenen Ölnuten auswerten und sie in entsprechender Anzahl und Geometrie für Be dingungen liefern, in denen Arbeitswalzen bei extremen Geschwindigkeiten arbeiten. 4. In neueren Walzwerken sind die Ölnuten normalerweise in die vorderen Stirnseiten der Lagerinnenringe integriert. Dadurch wird die Schmierung der Berührungsstellen des Innenrings und der anliegenden Stirnseiten ermöglicht. Standardmäßig befinden sich die Ölnuten in Timken-Lagern an den vorderen Stirnseiten der Lagerinnenringe. Die Kante zwischen Nut und Stirnseite ist mit einem fließenden Übergang ausgeführt, um den Verschleiß der vorderen Innenringstirnseite möglichst niedrig zu halten. 5. Der Anlagering und der Haltering sollten Härten von mindestens 50 HRC und vorzugsweise von 55 bis 58 HRC aufweisen. 6. Die Kontaktfläche zwischen der vorderen Stirnseite des Lager innenrings und dem zugehörigen Anschlussteil des Walzenzapfens sollte geschmiert werden. FALLSTUDIE Diese Anwendung wird auf den Arbeitswalzen von Quarto-Walzwerken ausgeführt. Problembeschreibung: Der Anwender forcierte die Herausforderung in Bezug auf Walzwerklager, als er sich entschloss, die Walzwerkproduktivität durch eine 20%ige- Erhöhung der Band geschwindigkeit zu steigern. Eine erhöhte Bandgeschwindigkeit dieser Art ohne anderweitige Verbesserungen oder Änderungen des Walzwerks führt zu starkem Verschleiß an den Stirnseiten der Lagerinnenringe. Der Anwender forderte anwendungstechnische Betreuung von Timken an. Andere Probleme bezüglich der existierenden Lagerleistung wurden nicht gemeldet. Bereiche maximaler von-Mises-Spannung sind auf der Kontaktfläche des Anlagerings dargestellt (lokale Werte über 150 MPa). Sie wurden für maximale Betriebsbedingungen berechnet (max. Biegespannung von 167,4 kN pro Lager und max. Axiallast von 60 kN). Es wurde eine Aufrüstung des Walzwerks in Übereinstimmung mit den von Timken empfohlenen technischen Verbesserungen durchgeführt: 1. Konstruktion von Ölnuten auf den Stirnseiten des Lagerinnenrings unter Verwendung des Timken Designs mit geglätteten Kanten für die Ölnuten am Innenring (Eckenradius auf der Stirnseite von 3 mm), um den Verschleiß durch das zugehörige Anschlussteil möglichst niedrig zu halten. Halbierung der Anzahl der Ölnuten (acht Ölnuten auf dem Lagerinnenring anstelle von 16 Nuten auf dem Zapfenstützring) zur Reduzierung des Kontaktdrucks an den anliegenden Stirnseiten. Die Reduzierung der Anzahl der Ölnuten beruht auf internen Timken-Standards. 2. Entfernung der Ölnuten von der Stirnseite des Anlagerings auf dem Arbeitswalzenzapfen und Erhöhung des Durchmessers des Stützrings auf den höchstmöglichen Wert. 3. Reduzierung der Härte des Zapfenanlagerings von 58–60 HRC auf 55–58 HRC (unter die Härte des Lagers). 4. Hinzufügen einer neuen Düse zur Schmierung der Kontaktfläche zwischen Innenringstirnseite und anliegendem Anlagering. 5. Erhöhen der kinematischen Ölviskosität von ISOVG220 auf ISO-VG320. Die maximale von-Mises-Spannung nach der Modernisierung beträgt etwa 60 MPa, sowohl am Walzenzapfen-Anlagering als auch am Lagerinnenring. Ergebnis: Die maximale Kontaktspannung zwischen den Lager innenringen und den anliegenden Stirnseiten des Anlagerings konnte von 150 MPa auf 60 MPa reduziert werden – eine Abnahme von 60 %. Durch Einhaltung der Empfehlungen von Timken ließ sich der Verschleiß an den Stirnseiten der Lagerinnenringe erheblich reduzieren. Im Jahr nach der Modernisierung musste der Anwender nur sechs Lager erneuern, während im Jahr vor der Modernisierung 25 Lager erneuert werden mussten. WALZPRODUKTIVITÄT UM 20 % GESTEIGERT Walzwerkbetreiber müssen vor dem Hintergrund eines variablen Weltmarkts konkurrenzfähig bleiben und deshalb ihre Walz geschwindigkeiten erhöhen. Diese Geschwindigkeitserhöhung ist jedoch mit technischen Herausforderungen verbunden, die zu bewältigen sind. The Timken Company verfügt über umfassende Erfahrungen und stellt sowohl technischen Support zur Optimierung der Walzwerkkonstruktion als auch Wälzlager mit verbesserten Ausführungsmerkmalen für höhere Geschwindigkeiten bereit. Derartige Maßnahmen garantieren die Walzwerkleistung selbst bei diesen anspruchsvolleren Betriebsbedingungen. Fotos: Timken Europe www.timken.com DIE IDEE „Walzwerke müssen effizient laufen. Daher sind Betreiber stets daran interessiert, ihre Produktionskosten zu senken. Schnellere Walzgeschwindigkeiten wären eine Lösung, jedoch mit dem hohen Risiko des vorzeitigen Walzenverschleiß oder sonstiger Schäden. Wir bei Timken wollten wissen, wie man das Problem trotz höherer Geschwindigkeiten lösen kann. Dazu haben wir komplett neue Ansätze zur Modernisierung von Arbeitswalzen gewählt. Eine Aufgabe, die sich gelohnt hat.“ Nicolae Tudor, Anwendungsingenieur, Timken Europe 03 04 03 Walzenzapfen-Anlagering – isometrische Ansicht 04 Die von-Mises-Spannung am Anlagering des Walzenzapfens (nach der Modernisierung) 24 antriebstechnik 2019/09 www.antriebstechnik.de

MARKTPLATZ WÄLZLAGERTAUSCH IN DER TIEFKÜHLPIZZA-PRODUKTION Einem Hersteller von Tiefkühlpizza, der mit häufigen Wälzlagerausfällen an den Riemenspannern eines Transportbands zu kämpfen hatte, hat NSK mit Molded-Oil-Lagern geholfen. Die Fertigungslinie musste etwa alle vier Wochen für einen Wälzlagerwechsel stillgelegt werden. Im Rahmen des Added-Value- Programms stellten NSK-Experten fest, dass die Schäden hauptsächlich durch die häufige Reinigung der Linie mit Wasser verursacht wurden. Daher wurden die vorhandenen Wälzlager durch Molded-Oil-Lager aus rostfreiem Stahl ersetzt. Diese sind mit einem ölimprägnierten Material ausgerüstet, das aus Schmieröl und einem ölverwandten Polyolefinharz besteht. Dieses Material gibt das Schmiermittel, das nicht ausgewaschen werden kann, über lange Zeiträume kontinuierlich ab. Zugleich verhindert der Trägerwerkstoff, dass Wasser oder Verunreinigungen ins Lager eintreten. Zudem bleibt die Betriebsumgebung sauber, da kein Fett austritt und kein Öl nachgefüllt werden muss. www.nskeurope.de REINIGUNGSFETT BIETET ABLAGERUNGEN IN WÄLZLAGERN DIE STIRN Verhärtete Rückstände in Wälzlagern sind häufig Ursache für erhöhte Temperaturen und gesteigerten Wartungsaufwand. Um dem entgegenzuwirken, hat Klüber Lubrication mit Klübersynth BZ 68-400 eine Lösung speziell für Generatorenlager und Hauptlager in Windkraftanlagen entwickelt. „Bislang mussten verschmutzte Wälzlager manuell von Rückständen befreit werden, was mit einem hohen Aufwand verbunden war“, sagt Thomas Wunder, Sales Development Manager GBT-Wind Energy bei Klüber Lubrication. „Mit Klübersynth BZ 68-400 ist es uns gelungen, das erste Produkt zu entwickeln, mit dem die Reinigung während des laufenden Betriebs erfolgen kann.“ Besonderes Augenmerk wurde auf die Mischbarkeit des Produkts mit unterschiedlichen Grundölen gelegt. Kennzeichnend sind zudem Verschleißund Korrosionsschutz. Primär für die Anwendung in Windkraftanlagen entwickelt, kann Klübersynth BZ 68-400 auch zur Reinigung von Wälzlagern in weiteren Industriesektoren verwendet werden. www.klueber.com PENDELROLLENLAGER FÜR VERSCHMUTZTE UMGEBUNGEN Timken bietet Gehäuse zum Schutz von Pendelrollen-, Kegelrollen-, geteilten Zylinderrollen- und Kugellagern an. Die Pendelrollenlager im Massivgehäuse sind bspw. für den Betrieb in hoch verschmutzten Umgebungen ausgelegt und nehmen eine Fehlausrichtung von bis zu ± 1,5° auf. www.timken.com „Fortschritt kommt durch den intelligenten Gebrauch von Erfahrung zusammen.“ Elbert G. Hubbard Unser Unternehmen vereint Tradition und Moderne. So finden wir perfekte Lösungen für unsere Kunden. Denn das ist unsere Passion. Seit 100 Jahren. Entwicklung Innovationen Erfahrung Miteinander Findling Wälzlager GmbH, Schoemperlenstr. 12, 76185 Karlsruhe, Telefon: +49 721 55 999-0, E-Mail: sales@findling.com, www.findling.com

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