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Die Pendelrollenlager der Super-TF-Serie erreichen auch dann eine sehr hohe Lebensdauer, wenn es zu Verunreinigungen im Schmierstoff kommen kann.
Foto: sspopov/ Shutterstock
Die Pendelrollenlager der Super-TF-Serie erreichen auch dann eine sehr hohe Lebensdauer, wenn es zu Verunreinigungen im Schmierstoff kommen kann.

Lagertechnik

„Super toughes“ Wälzlager überzeugt mit hoher Lebensdauer 

Wie kann dieser Hersteller auch in der verschmutzten Umgebung eines Kaltwalzwerk die außergewöhnlich hohe Lebensdauer seiner Wälzlager sicherstellen? 

In der Stahlindustrie müssen Wälzlager oft unter Bedingungen arbeiten, bei denen Metallpartikel oder Ablagerungen die Schmierung verunreinigen und somit die Lebensdauer reduzieren können. Diese Verunreinigungen verursachen Eindrücke in den Wälzoberflächen der Lager. Im Bereich dieser Eindrücke kommt es beim erneuten Überrollen zu Spannungen, die schließlich zu Rissen und Oberflächenabplatzungen führen. Die NSK-Forschung hat gezeigt, dass ein hoher Restaustenitgehalt ein äußerst wirksames Mittel ist, um die Spannungskonzentration um die Aufwerfungen der Eindrücke herum zu verringern und die Lebensdauer der Lager zu verlängern.

Auf der Basis dieser Erkenntnis haben die NSK-Werkstoffexperten die TF-Technologie entwickelt: ein einzigartiges Wärmebehandlungsverfahren zur Optimierung des Restaustenitgehalts in Wälzlagerwerkstoffen. Da Austenit selbst jedoch eine weiche Mikrostruktur aufweist, musste auch ein Verfahren entwickelt werden, um den Durchmesser der Karbid- und Karbonitridpartikel im Vergleich zu den Partikeln in standardmäßig aufgekohlten Wälzlagern zu verringern. So kann ein höherer Restaustenitgehalt und zugleich ein hoher Härtegrad erreicht werden.

TF-Technologie erhöht Lebensdauer von Wälzlagern

Der Werkstoff mit der Bezeichnung „Super Tough“ (Super-TF) weist eine besondere chemische Zusammensetzung auf, die aus dem speziellen Wärmebehandlungsverfahren resultiert, und bietet eine beeindruckende Lebensdauer. Die DNV GL hat bestätigt, dass bei Verwendung von Super-TF-Material die dynamische Tragzahl von Wälzlagern um 23 % verbessert werden kann. Diese Steigerung entspricht einer effektiven Verdopplung der Ermüdungslebensdauer im Vergleich zu Lagern aus Standardstahl. Super-TF eignet sich nicht nur für Einsätze unter sehr hohen mechanischen Belastungen, wie sie in vielen Stahlwerks-Anwendungen üblich sind. Er reduziert auch nachweislich das Risiko, dass es durch verunreinigte Schmiermittel zu Pittingbildung an der Oberfläche der Lagerlaufbahnen kommt.

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Aufgrund des besonderen Wärmebehandlungsprozesses weist der Super-TF-Wälzlagerstahl eine einzigartige chemische Zusammensetzung auf. 
Foto: NSK
Aufgrund des besonderen Wärmebehandlungsprozesses weist der Super-TF-Wälzlagerstahl eine einzigartige chemische Zusammensetzung auf. 

Schmutz als Ursache für vorzeitige Ausfälle

Zu den Anwendern, die diese Eigenschaften bestätigen können, gehört ein Kaltwalzwerk, bei dem alle drei bis vier Monate Ausfälle von Wälzlagern (Pendelrollenlager vom Typ 24040) im Rollgang auftraten. Im Rahmen des AIP-Programms analysierten die NSK-Ingenieure sowohl die ausgefallenen Lager als auch Fettproben. Sie stellten fest, dass die stark verschmutzte Umgebung – konkret: das Eindringen von Schmutz in die Lager – Ursache für die vorzeitigen Lagerausfälle war. NSK empfahl daraufhin den Austausch der vorhandenen Lager gegen Super-TF-Pendelrollenlager, die widerstandsfähiger gegenüber verunreinigtem Schmierstoff sind.

Nach einem viermonatigen Testlauf schickte das Stahlwerk die Lager zur Überprüfung an das NSK-Labor. Eine Röntgenanalyse ergab eine zu erwartende Restlebensdauer von 29 bis 50 Monaten, was auf die hervorragende Verschleißfestigkeit der Super-TF-Wälzlager zurückzuführen ist. Seitdem hat das Stahlwerk die Pendelrollenlager im Kaltwalzwerk nur noch einmal pro Jahr im Rahmen der planmäßigen Wartung ausgetauscht. Das führte zu erheblichen Einsparungen durch verringerten Bedarf an Ersatzlagern sowie durch verminderte Ausfallzeiten und Wartungskosten.

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Die Berechnung der Lebensdauer eines Wälzlagers kann unter Berücksichtigung verschiedener Parameter geschehen. Desto mehr Parameter berücksichtigt werden, desto höher ist die Detailtreue zu den realen Betriebsbedingungen. 

Lagertechnik

Die Lebensdauer von Wälzlagern richtig berechnen

Besonders bei komplexen Wälzlager-Anwendungen erhält man durch eine Berechnung nach der erweiterten Lebensdauertheorie verlässliche Ergebnisse.

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