Wälzlager - 06/01/2020
Wälzlagerwechsel in der Spindel einer Fräsanlage spart Wartungs- und Ausfallkosten von 35.600 Euro pro Jahr
Nach häufigen Stillständen einer Fräsanlage in einem Walzwerk wandten sich die Verantwortlichen an NSK. Die Umsetzung des Lösungsvorschlags, den die Wälzlager-Experten machten, erwies sich als zielführend und wirtschaftlich: Das Walzwerk spart nun pro Jahr 35.600 Euro an Wartungs- und Stillstandskosten.
Das Walzwerk produziert unter anderem Führungsschienen für Aufzüge. An den Enden der Schienen müssen maschinell zwei Planflächen gefräst werden, die bei der späteren Montage das Einpassen erleichtern. Angesichts der Länge der Schienen und der sehr kurzen Zeit, die für diese Bearbeitung zur Verfügung steht, ist die Steifigkeit der Frässpindel von zentraler Bedeutung.
Bei Verwendung der im Originalzustand verbauten Wälzlager verringerte sich die Steifigkeit des Systems jedoch nach drei Monaten. In diesem Intervall mussten die Wälzlager und mit ihnen der Spindelmotor regelmäßig ausgetauscht werden.
In dieser Situation wurde NSK gebeten, eine Lösung zu finden. Die Ingenieure von NSK besuchten das Werk. Sie analysierten im Rahmen des AIP-Programms (Added Value Programme) sowohl die ausgefallenen Lager – insbesondere die Laufspuren in den Laufbahnen – als auch die Konstruktion der Spindel. Im Zuge dieser Arbeiten ermittelten sie auch die Schnittkräfte bei der vorhandenen Zerspanungsleistung und leiteten daraus die Konstruktion einer dafür geeigneten Spindel ab. Dabei zeigte sich, dass die vorhandene Lagerlösung nicht geeignet ist, die auftretenden Kräfte dauerhaft aufzunehmen.
Auf der Grundlage dieser Berechnungen und Erkenntnissen empfahl NSK den Austausch des vorhandenen dreireihigen Hochgenauigkeits-Schrägkugellagers durch einen vierreihigen Satz. Diese Empfehlung wurde in die Praxis umgesetzt.
Der vierreihige Lagersatz erhöht die radiale Belastbarkeit der Lagerung und die radiale Steifigkeit des Spindelantriebs. Außerdem kommen jetzt Lager mit einem Druckwinkel von 25° statt bisher 15° zum Einsatz. Das steigert die Biegesteifigkeit der Welle.
Die verwendeten Hochgenauigkeits-Schrägkugellager stammen aus der Standardserie von NSK. Sie entsprechen den Anforderungen des ISO-Standards, und der Anwender kann zwischen drei Druckwinkeln, zwei Käfigausführungen und zwei Kugelwerkstoffen auswählen. Damit wird sichergestellt, dass die Lager bestmöglich auf die individuellen Anforderungen abgestimmt sind.
Nach dem Austausch arbeiteten die Wälzlager schon über ein Jahr lang einwandfrei, und es wurden keinerlei Ausfälle bei Motor oder Getriebe festgestellt. NSK stellte dem Anwender einen vollständigen Bericht zur Verfügung, der u.a. die Verlängerung der Lagerlebensdauer von drei Monaten auf mehr als ein Jahr feststellte.
Zu jedem AIP-Projekt gehört auch eine Amortisationsberechnung der umgesetzten Maßnahmen. Das Walzwerk muss jetzt nicht mehr mit vier Ausfällen der Fräsanlage pro Jahr rechnen. Auch die Kosten für die neuen Wälzlager und die Spindelmotoren entfallen. Daraus ergibt sich – die einmalige Installation der von NSK vorgeschlagenen Lösung einkalkuliert – eine jährliche Einsparung von 35.600 Euro.
Bild: In der Spindel der Fräsanlage zur Feinbearbeitung von Aufzugs-Führungsschienen kommen jetzt Hochgenauigkeits-Schrägkugellager von NSK zum Einsatz.
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