Wälzlager - 26/09/2021
SWR-Pendelrollenlager von NSK meistern Herausforderungen beim Stranggießen
Wälzlager, die in Stranggussanlagen zum Einsatz kommen, müssen unter widrigen Betriebsbedingungen arbeiten: hohe Temperaturen, extrem geringe Drehzahlen, hohe mechanische Beanspruchungen und Wasser bzw. Wasserdampf. Die Konsequenz: Es kommt häufig zu Lagerausfällen aufgrund von Verschleiß und Ermüdung. Deshalb rüsten immer mehr Stahlwerke ihre Anlagen mit SWR-Pendelrollenlagern aus. Die Abkürzung steht für „Super Wear Resistant“. Im Vergleich zu Standard-Pendelrollenlagern bietet die SWR-Baureihe eine mehrfach höhere Verschleißfestigkeit und Lebensdauer, wie ein aktuelles Beispiel beweist.
Von den Eigenschaften der SWR-Pendelrollenlager profitiert unter anderem ein Stahlwerk, in dem es zuvor regelmäßig zu Lagerausfällen in einer Stranggussanlage gekommen war. Aufgrund der hohen Beanspruchung bei der Produktion der Stahlbrammen betrug die durchschnittliche Lebensdauer der Lager nur 40 bis 50 Wochen.
Mit dem Ziel, die Lagerlebensdauer zu steigern und Produktionsausfälle zu vermeiden, wandten sich die Verantwortlichen des Stahlwerks an die Experten von NSK, die eine umfassende Überprüfung der Anwendung vor Ort vornahmen. Das Ergebnis: Es handelt sich um typische Ausfallursachen, die bei Stranggussanlagen mit Standard-Pendelrollenlagern auftreten.
Die Experten empfahlen die Umrüstung der Anlage auf SWR-Pendelrollenlager, die aus einem speziell entwickelten Stahl mit weitaus höherer Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit gefertigt werden. Im Vergleich zu Standard-Pendelrollenlagern aus dem Wälzlagerstahl AISI 52100 (100CR6) ist die Verschleißfestigkeit dreimal so hoch. Die Zähigkeit des Außenrings gegen Risse ist um den Faktor Fünf höher, ebenso die Lebensdauer der Lager.
Vor allem die optimierte Materialpaarung zwischen Außenring und Wälzkörper reduziert die Reibung und trägt zur Verlängerung der Lagerlebensdauer bei. Diese Eigenschaft ist wichtig, weil die Reibung bei Pendelrollenlagern aufgrund der (durch die Schmierung) bedingten besonderen Kontaktzone der Wälzkörper und des Außenringes bei metallischem Kontakt zu ungleichmäßigem Verschleiß führt, der Abblätterungen und Brüche begünstigt. Diese Schadensarten machen zusammen etwa 80 % der Defekte am Außenring von Pendelrollenlagern in Stahlwerken aus.
NSK empfahl dem Anwender, zunächst einen Dauerversuch mit SWR-Pendelrollenlagern zu starten. Diese Empfehlung ließ sich leicht umsetzen, weil diese Lagerbauart ohne Änderungen an der Umgebungskonstruktion 1:1 gegen konventionelle Lager ausgetauscht werden kann.
Der Erfolg dieser Maßnahme: Die Lebensdauer der Lager erhöhte sich um 60 %. Daraus resultierte eine jährliche Einsparung von 140.000 €. Diese Summe ergibt sich aus dem Wegfall von Stillstandszeiten aufgrund von Lagerausfällen und von Arbeitskosten für den Lageraustausch.
Ähnliche Ergebnisse werden auch in anderen Stranggießanlagen erzielt. Generell sind Standard-Pendelrollenlager einfach nicht robust genug, um den rauen Betriebsbedingungen in dieser Anwendung standzuhalten.
NSK-Experten unterstützen hier den Anwender bei der Ermittlung von Schadensursachen. Wartungsingenieure und Techniker, zu deren Aufgabe die Fehlersuche an Maschinen oder Anlagen mit Wälzlagern gehört, können zudem die „Bearing Doc“-App von NSK nutzen. Sie informiert über die richtige Handhabung, Montage, Schmierung und Wartung von Wälzlagern, um einen vorzeitigen Ausfall zu verhindern. Die App enthält außerdem zahlreiche Bilder und Soundclips, die den Anwender bei der Diagnose von Lagerschäden und möglichen Ursachen unterstützen.
Mehr Informationen über die SWR-Pendelrollenlager von NSK:
www.nskeurope.com/de/products/data-sheets/swr-spherical-roller-bearings
Bild1): SWR-Pendelrollenlager auf der Welle der Walze einer Stranggussanlage
Bild 2): Typische Abblätterungen und Brüche des Außenrings am Pendelrollenlager einer Stranggussanlage
Bild 3): Typische Schadensbilder und –ursachen von Pendelrollenlagern in Anlagen der Stahlindustrie.
Bild 4): Im Vergleich zu Standardlagern zeichnen sich SWR-Pendelrollenlager durch eine mehrfach höhere Verschleißfestigkeit aus.
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