NSK, Motion & Control
Wälzlager - Neuigkeiten
11.11.2011
Auswahl von Wälzlagern
Hohe Einspareffekte durch Nutzung von Expertenwissen
Bei der Auswahl von Wälzlagern gibt es viele Rahmenbedingungen, die zu beachten sind, und der Konstrukteur im Maschinen- und Anlagenbau sollte diese Wahl nicht auf die leichte Schulter nehmen, wenn er den Anwendern der Maschinen ein Höchstmaß an Verfügbarkeit und Produktivität gewährleisten möchte. Drei Beispiele aus der Beratungspraxis von NSK zeigen, dass man auch bei der nachträglichen Optimierung erhebliche Kosteneinsparungen und Effizienz- bzw. Produktivitätsgewinne erzielen kann.
Oft sind es die Anwender einer Maschine oder Anlage, die Optimierungsbedarf sehen, weil die Standzeit der Wälzlager unter Praxisbedingungen zu wünschen übrig lässt. In der Tat sollte man sich mit einem solchen Manko nicht abfinden, denn die Wälzlagerhersteller bieten für (fast) jeden Anwendungsfall und jede Rahmenbedingung das richtige Lager. Angesichts dieser Vielfalt ist eine sorgfältige Auswahl und eine umfassende Beratung durch Wälzlager-Experten sinnvoll. Das gilt sowohl für die Erstausrüstung als auch für die nachträgliche Optimierung von Maschinen und Anlagen.
Betondecken-Produktionsmaschine: Neues Lagerungskonzept
Diese Beratung nahm ein Hersteller von Beton-Fertigdeckenelemente in Anspruch, die im Gleitfertigungsverfahren auf Stahlschalungen in rund 100 Meter langen Produktionsbahnen hergestellt werden. An einem dieser so genannten Gleitfertiger, die über einen Seilantrieb bewegt werden, war es mehrfach zu Lagerschäden gekommen, und zwar immer an derselben Lagerstelle. Eines der Antriebselemente war über zwei gegenseitig angestellte Kegelrollenlager gelagert, die nicht zentrisch fixiert waren. An diesem Lager traten pro Jahr bis zu 20 Ausfälle auf, die jeweils einen Anlagenstillstand zur Folge hatten.
Wirksame Abdichtung vermeidet Ausfälle
NSK analysierte die Einsatz- und Umgebungsbedingungen und stellte fest, dass Feuchtigkeit und Verschmutzungen, die leicht in die Wälzlager eindringen konnten, die Ursache für die ungeplanten Stillstände waren. Ausgehend von dieser Erkenntnis wurde ein neues Lagerungskonzept mit einer wirksamen Abdichtung und einem Wälzlager mit höherer Tragfähigkeit erstellt.
Das neue Lager wird als Radlagereinheit auf einem Achsstummel montiert. Dabei handelt es sich um ein Wälzlager, das durch zwei Sicherungsringe axial fixiert werden kann. Solche Wälzlagereinheiten haben sich auch in sicherheitssensiblen Anwendungen, im Kranbau, als so genannte „Seilrollenlager“ bewährt.
Einsparung von 68.600 € pro Jahr
Inzwischen sind die neuen Lager seit 12 Monaten installiert und es hat keine Ausfälle gegeben. Die Gesamtkosten für Lager und planmäßige Instandhaltung beliefen sich auf 625 €, wohingegen sie zuvor bei rund 7.600 € Lager- und Wartungskosten und 61.650 € Ausfallkosten lagen. Somit kann der Hersteller aufgrund der Engineering-Beratung durch NSK und den Wälzlageraustausch nun 68.600 € sparen – Jahr für Jahr.
Holzverarbeitung: Schneller Wälzlageraustausch sichert Verfügbarkeit
Ein Hersteller von Brettschichtholz wandte sich mit einer dringenden Anfrage an die Anwendungstechnik von NSK. Mehrere Rollenelemente – so genannte Vollrollen – an einer Maschine zur Bearbeitung der Leimbinder waren ausgefallen, weil ihre Kegelrollenlager defekt waren. Ersatzlager standen nicht mehr zur Verfügung. Die Produktion musste gestoppt werden, und die möglichst rasche Wiederinbetriebnahme der Maschine hatte höchste Priorität.
Engineering-Unterstützung innerhalb von 24 Stunden
Innerhalb von 24 Stunden begutachtete ein NSK-Ingenieur die Situation vor Ort und empfahl den Austausch der vorhandenen Kegelrollenlager durch eine vereinfachte Ausführung mit einem RHP Self-Lube®-Lagereinsatz. Diese Gehäuselager bestehen aus einem gedichteten einreihigen Rillenkugellager mit balligem Außenring und breitem Innenring, das in ein Stehlager- oder Flanschlagergehäuse montiert ist und sich sehr schnell montieren bzw. demontieren lässt. Durch eine Kugelpassung können anfängliche Ausrichtungsfehler ausgeglichen werden. Die Lager werden vorgefettet und abgedichtet ausgeliefert und sind mit einer Nachschmiereinrichtung ausgerüstet. Auch ein Protektor, der zusätzlichen Schutz für das Kugellager bietet, gehört zur Serienausstattung.
Einsparung von 80.000 € durch vereinfachte Wartung und längere Standzeit
Die neuen Lager ließen sich problemlos in die Umgebungskonstruktion integrieren, so dass die Maschine sehr schnell wieder in Betrieb genommen werden konnte. Seitdem werden die Gehäuselager der Vollrollen nur noch im Rahmen der geplanten Wartung ausgetauscht. Ein ungeplanter Ausfall ist seither nicht aufgetreten. Zudem nimmt der Lageraustausch an einer Rolle jetzt nur noch eine statt zuvor drei Stunden in Anspruch. Somit konnte der Anwender die Lagerkosten drastisch reduzieren, und Ausfallzeiten sind bislang nicht angefallen. In Summe ergibt das eine jährliche Einsparung von 79.000 €.
Bäckereimaschinen: Hochleistungs-Pendelrollenlager für hohe mechanische Belastungen
Auch eine Großbäckerei hatte ein Problem mit der Standzeit eines Wälzlagers:
Die Pendelrollenlager am Knetwerk einer Teigknetmaschine waren hohen mechanischen Belastungen aus-gesetzt und mussten alle zwei bis drei Monate ausgetauscht werden, was jedes Mal mit erheblichem Produk-tionsausfall verbunden war. Als Ursache für Verschleiß und Ausfall wurden die teilweise auftretenden hohen Lasten identifiziert.
Das Unternehmen wandte sich an NSK mit der Bitte, Verbesserungsvorschläge zur Standzeiterhöhung der Lager zu erarbeiten. Die Branchen-Spezialisten für „Food & Beverage“ analysierten die Einsatz- und Um-gebungsbedingungen und empfahlen den Einsatz von HPS-Pendelrollenlagern, die sich von konventionellen Pendelrollenlagern durch eine doppelt so lange Lebensdauer und eine 20% höhere Drehzahlgrenze unterscheiden. Die gesamte Konstruktion von Innen- und Außenring sowie der Käfige wurde konstruktiv so optimiert, dass sie sehr hohe Belastungen aufnehmen kann.
Der Anwender folgte vor neun Monaten der Empfehlung von NSK und musste die Lager seitdem nicht mehr austauschen. Damit hat sich die Lebensdauer der Wälzlager bereits verdreifacht und in diesem Fall ergibt sich sogar eine jährliche Einsparung von 128.000 €, die sich aus den geringeren Wartungs- und Teilekosten sowie den verringerten Produktionsverlusten errechnet.
Fazit: Expertenwissen nutzen!
Das Fazit, das man aus diesen drei Anwendungsbeispielen ziehen kann, lautet: Es lohnt sich, bei der Auswahl von Wälzlagern Experten hinzuzuziehen – bei der Konstruktion der Maschine und wenn die Standzeit der Lager beim Maschinenbetrieb verlängert werden soll. Die Wahrscheinlichkeit ist sehr hoch, dass es ein Katalog- oder Speziallager gibt, das unter den gegebenen Bedingungen eine längere Lebensdauer aufweist. Oft ist für den Austausch nur ein geringer Aufwand erforderlich, der sich rasch amortisiert, weil die Verfügbarkeit der Maschine oder Produktionslinie erhöht wird.