Wälzlager - 16/10/2022
NSK-Innovationen fördern die Nachhaltigkeit der Industrie
Produzierende Unternehmen in ganz Europa leiden unter steigenden Energiekosten. Es gibt aber Stellschrauben, die mit überschaubarem Aufwand diesen immer größer werdenden Kostenblock begrenzen – zum Beispiel energieeffiziente Wälzlager und korrekt ausgerichtete Maschinenantriebe.
Viele Industrieunternehmen optimieren die Antriebe ihrer Maschinen, um die Effizienz in der Produktion zu steigern und Energiekosten zu senken.
Mögliche Ansatzpunkte für beachtliche Einspareffekte bei geringem Kostenaufwand sind der Einsatz von reibungsreduzierten Wälzlagern sowie die optimale Ausrichtung von Riemenantrieben und Antriebswellen.
Auf die Ausrichtung kommt es an
Schätzungen von Praktikern gehen davon aus, dass – bezogen auf die Anforderungen der ISO-Normen – die Antriebe von rund 50% aller Maschinen fehlerhaft ausgerichtet sind. Teilweise sind die Antriebswellen oder –riemen schon bei der Montage falsch positioniert und laufen außermittig, was zu ungleichförmiger Belastung, übermäßiger Wärmeentwicklung und erhöhtem Energieverbrauch führt.
Zu den Anzeichen für eine Fehlausrichtung gehören erhöhte Temperatur, starke Vibrationen, lockere Kupplungsbolzen und Schmierstoffaustritt an den Lagerdichtungen. Alle Maschinen oder Anlagen, bei denen dies bemerkbar ist, könnten effizienter laufen, wenn die Ausrichtung der betreffenden Antriebe verbessert wird.
Für diese Aufgabe bietet NSK fortschrittliche Laserausrichtwerkzeuge für Wellen (LAS-Set) und für Riemenantriebe (LAB-Set) an, die eine perfekte Ausrichtung ermöglichen. Beim LAS-Set sorgen zwei Linienlaser und hochauflösende digitale Sensoren für schnelle und präzise Ergebnisse. Auch das LAB-Set verfügt über zwei Linienlaser-Sender. Deshalb kann der Riemenantrieb sehr viel genauer ausgerichtet werden als mit nur einem Laserkopf.
Der Einsatz dieser Werkzeuge trägt nicht nur zur Energieeffizienz bei. Er reduziert auch den Verschleiß z.B. von Kupplungen und Dichtungen. Das minimiert die Stillstandszeit der Maschinen und steigert deren Produktivität. Betreiber, die diese Laserausrichtsysteme nutzen, haben Energieeinsparungen von bis zu 17 % und einen schnellen „Return on Investment“ (ROI) erreicht.
Die „Net Zero“-Herausforderung
Eine weitere Herausforderung aus Sicht der produzierenden Unternehmen ergibt sich aus der Effizienzsteigerung von Elektromotoren, die (einschließlich der von ihnen unterstützten Systeme) für mehr als 40 % des weltweiten Stromverbrauchs stehen. Hier gibt es einige wirksame Stellschrauben, die mit überschaubarem Aufwand genutzt werden können.
Zum Beispiel hat NSK verschiedene Baureihen von energieeffizienten Wälzlagern entwickelt, deren Einsatz den Energieverbrauch des jeweiligen Antriebs und damit auch die von ihm verursachten CO2-Emissionen senkt. Ein markantes Beispiel sind Hochleistungs-Rillenkugellager, die beim Einsatz in Elektromotoren die durch Reibung erzeugten Energieverluste um bis zu 80% (Mit Kunststoffkäfig) bzw. 60% (mit Stahlkäfig) reduzieren. Auch die von NSK entwickelte berührungslose Dichtungstechnologie trägt dazu bei, den Wirkungsgrad von Wälzlagern zu erhöhen und Reibungsverluste zu senken.
Eine weitere Innovation ist das EA7-Fett von NSK, das die innere Reibung reduziert, die Energieeffizienz erhöht und die Serviceintervalle von Elektromotoren verdoppelt. In Kombination mit einer optimierten Fettfüllmenge bietet dieser niedrigviskose und reibungsreduzierte Schmierstoff einen guten Ansatz, um Drehmomente zu reduzieren, Leistungsverluste zu minimieren und die maschinenbezogenen CO2-Kohlenstoffemissionen zu senken. Darüber hinaus bietet EA7 im Vergleich zu herkömmlichen Schmierfetten bessere Schmiereigenschaften bei Mikrovibrationen.
Vorteile für die Industrie
Die hier beschriebenen Entwicklungen in Richtung effizienzoptimierte Wälzlager werden intensiv von den Automobilherstellern genutzt. Sie suchen stets nach Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz von Antrieben im Fahrzeug. Große Nachfrage gibt es auch bei den Herstellern von „Weißer Ware“, insbesondere von Waschmaschinen. Hier ist aus Endverbrauchersicht eine möglichst niedrige Effizienzklasse ein entscheidendes Kaufargument.
Ein rasch wachsender Markt für hoch effiziente Wälzlager – in dem NSK seit mehr als zwanzig Jahren tätig ist – ist die Elektromobilität. Neue Lagergenerationen erreichen sehr hohe Drehzahlen bei hoher Leistung. Sie sind leicht und bieten hervorragende Selbstschmiereigenschaften bei niedrigen Reibungskoeffizienten und geringen mechanischen Verlusten.
Zu den allerneuesten nachhaltigen Innovationen von NSK gehört das weltweit erste Lager mit einem Käfig aus 100% pflanzlichem Biokunststoff. Es wurde für den Einsatz in Lüftermotoren von Klimaanlagen entwickelt und leistet dank geringer Reibung einen Beitrag zu minimalem Stromverbrauch. Außerdem arbeitet es sehr geräuscharm. NSK unterstützt tdamit die OEMs bei der Entwicklung CO2-neutraler Produkte.
Alle hier beschriebenen Lösungen sind nicht nur aus Sicht von Umweltschutz und Nachhaltigkeit vorteilhaft. Sie sparen aus Anwendersicht auch Energiekosten und steigern damit die Rentabilität. Unabhängig davon setzt sich NSK konsequent und auf allen Ebenen für die Verwirklichung einer CO2-neutralen Gesellschaft ein.
Bild 1): Beim LAS-Set sorgen zwei Linienlaser für ein perfektes Ausrichten von Antriebswellen.
Bild 2): Das LAB-Set von NSK ermöglicht die exakte Ausrichtung von Riemenantrieben.
Bild 3): Zu den aktuellen Innovationen von NSK gehören Rillenkugellager mit einem Käfig aus 100% bio-basiertem Kunststoff.
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