Steyr, Østerrike, mai 2017.For å sikre pålitelig drift av rullelager er riktig smøring en viktig faktor, og i praksis altfor ofte oversett. Hovedformålet med et smøremiddel er å skille metalloverflatene på lagerets komponenter med en tynn smørefilm for å forhindre slitasje. Samtidig reduserer smørefilmen friksjon og dermed kraftavledning, noe som resulterer i redusert energiforbruk i hele systemet.
Smøring er et kritisk element i hele lagersystemet og må vurderes nøye. Cirka 40 prosent av alle for tidlig lagerfeil er forårsaket av smøreproblemer. Årsakene til dette er varierte og starter med feil som oppstår under monteringen av lagrene, samt feil vedlikehold, for eksempel manglende smøring i tide. Noen problemer kan spores tilbake til designfasen for en applikasjon, med for lite oppmerksomhet til lagerarrangementet og smøresystemet, fordi den type lager som brukes generelt påvirker smøringskravene. Ytterligere kriterier for valg av riktig smøremiddel er lagerbelastning, driftstemperatur, lagertemperatur, lagerhastighetsområde og mulig forurensning av lagrene. I tillegg til tekniske faktorer, må kostnadene for både smøremiddel og komplett smøresystem vurderes.
Ved å bruke tre applikasjonseksempler blir effekten av smøring på funksjonen til lagrene illustrert i det følgende.
Sylindrisk rullelager i kraftuttak
Som en del av en teoretisk vurdering av lagrene i en kraftuttak (PTO) girkasse, ble smøringen undersøkt nærmere. Det ble funnet at under de gitte driftsbetingelsene var smøremiddelets viskositet altfor lav til å danne en tilstrekkelig effektiv smøremiddelfilm. Økt slitasje og redusert levetid ville ha vært den logiske konsekvensen. NKE anbefalte derfor bruk av en mer tyktflytende, dvs. tykkere smøreolje.
For å være på den sikre siden ble det utført en praktisk test der to identiske girkasser ble fylt med smøreoljene som skulle sammenlignes og kjøres i en periode på 500 timer. I den påfølgende undersøkelsen var misfarging og innledende tegn på slitasje tydelig synlig på de funksjonelle overflatene på lageret som løper med den tynnere oljen (figur 2). Lagrene som drives med den tykkere oljen, viste ingen tegn på slitasje (figur 3).
Kundens frykt for at tykkere olje ville resultere i høyere kraftuttak viste seg å være ubegrunnet. Tvert imot: girkassen med den mer tyktflytende oljen hadde lavere tap og derfor også redusert driftstemperatur. Dette kan tilskrives bedre separasjon av metalloverflatene under drift, noe som mer enn kompenserer for den litt høyere væskefriksjonen.
Sfæriske rullelager i en kjølevannspumpe for et termisk kraftverk
Under testdrift av en stor kjølevannspumpe - en betongvoluttpumpe, dvs. en sentrifugalpumpe med vertikal aksel i et støpt betonghus (Figur 4) - overskred aksialet i drivenden gjentatte ganger den tillatte driftstemperaturen, noe som resulterte i en automatisk skru av. Ved nærmere ettersyn ble bruken av et uegnet smøremiddel for denne applikasjonen identifisert som skyldige. Den aktuelle oljen var en ren hydraulikkolje, som ikke på noen måte oppfylte lagerets krav når det gjelder hver sammensetning, dvs. tilsetningsstoffer, eller viskositet.
Den høye målte driftstemperaturen var det direkte resultatet av den metalliske kontakten og den resulterende friksjonen, spesielt mellom sideflatene til de rullende elementene og føringsleppene til skaftplasseringsskivene (se sfærisk rullelagerlag i figur 1). Dette resulterte i irreversibel skade på lagrenes funksjonelle områder innen kort tid, og forhindret faktisk pålitelig langvarig drift. Lagrene måtte byttes ut til en betydelig kostnad på stedet.
Ved å skifte til en passende viskøs olje valgt for applikasjonsparametrene og bruk med sfæriske rullelager, ble det oppnådd en pålitelig separasjon av kontaktflatene og en lav driftstemperatur. Anlegget har nå vært i feilfri drift siden 2009.
Eksempel 3: Dypsporkullager i en skruepumpe
Skruepumpen i dette eksemplet leverer drivstoff - både tung og lett olje - til marine dieselmotorer. For å la oljen lettere pumpes og injiseres i forbrenningskammeret, blir den først varmet opp. Følgelig blir skruelagrene også utsatt for fyringsoljens høye temperatur.
For å kunne realisere det enkle lagerkonseptet som kreves av kunden, dvs. et dypsporkullager med integrerte tetninger, ble en teoretisk analyse av oppsettet gjennomført. Ved lagertemperaturen på ~ 150 ° C som kunden opprinnelig estimerte, var det ikke utelukket en tilfredsstillende løsning: Smøremidlets levetid beregnet basert på denne driftstemperaturen og den tilhørende levetiden til lageret falt klart under de nødvendige verdiene.
Etter ytterligere konsultasjoner med klienten ble det utført en temperaturmåling på et testoppsett for å bestemme de faktiske driftsforholdene. Resultatet var en maksimal lagertemperatur på ”bare” ~ 130 ° C. Ved å velge et smørefett som var egnet for dette temperaturområdet i samarbeid med en kjent smøremiddelprodusent, og ved å maksimere mengden fett i lageret, kunne den angitte levetiden oppnås.
Konklusjon
Som det fremgår av eksemplene ovenfor, kan lagerets driftssikkerhet og holdbarhet forbedres betydelig ved korrekt vurdering og justering av smøringen. Dette bidrar også til å redusere startkostnadene og unngår kostnader forbundet med for tidlig lagerfeil. Jo raskere problemet med smøring tas opp, jo lettere og mer kostnadseffektivt kan potensielle problemer håndteres eller unngås.