46.000 Euro sparen mit neuen Wälzlagern von NSK 1

Die Stahl- und Eisenindustrie gehört zu den anspruchsvollsten Einsatzbereichen für die Verwendung von Wälzlagern. In Walzwerken sind sie in vielerlei Hinsicht extremen Betriebsbedingungen ausgesetzt. Dazu zählen enorme Temperaturschwankungen, sowohl hohe als auch sehr geringe Drehzahlen sowie schwere Lasten. Darüber hinaus ist Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit, aggressive Stoffe und schädliche Schmutzpartikel erforderlich. Beim hier betroffenen Stahlproduzenten musste das Wartungsteam tagtäglich wertvolle Zeit für die Nachschmierung der Lager aufwenden. Nun wurde ein Technologiewechsel möglich: der Einbau von speziellen NSK-Wälzlagern mit entsprechenden Dichtungen aus einem patentiertem Sondereinsatzstahl. Mithilfe des Mehrwertprogramms „AIP“ von NSK ließen sich die zusätzlichen Vorteile der Sealed-Clean-Produkte schlüssig aufzeigen.

Kern der Lösung im Walzwerk des Stahlherstellers war die Installation vierreihiger abgedichteter Kegelrollenlager für die Arbeitswalzenlagerung in einem Warmwalzwerk. Trotz extremer Betriebsbedingungen – schwerer Lasten, heftiger Stöße, hohes Wasseraufkommen und Zunderrückstände – ist für die Sealed-Clean-Lager eine lange Lebensdauer zu erwarten. Gegenüber herkömmlichen abgedichteten Walzenzapfenlagern bewirkt die Dichtungstechnik neben der längeren Lebensdauer auch eine höhere Zuverlässigkeit. Die veränderte innere Konstruktion ermöglicht eine höhere Tragfähigkeit. Die vierreihigen abgedichteten Kegelrollenlager fertigt das Unternehmen aus dem patentierten Lagerstahl Super-TF. Den Werkstoff entwickelte NSK durch gezielte Erforschung der Lebensdaueroptimierung in stark verschmutzter Umgebung und bei mangel Schmierung, zweier wesentlicher Ursachen für vorzeitige Lagerausfälle in Walzwerken.

Verbesserungen durch neuen Werkstoff

Dabei zeigte sich, dass sich die Lagerlebensdauer unter solchen Bedingungen durch eine Veränderung der Mikrostruktur des Lagerstahls verbessern ließ, die einen besseren Abbau von Spannungskonzentrationen an Materialaufwerfungen im Randbereich möglich machte. Die Mikrostruktur mit einem hohen Anteil an Restaustenit und hoher Härte sorgt für eine längere Lebensdauer selbst bei unzureichendem Schmierfilm der sonst einen metallischen Kontakt der Oberflächen verhindert.
In der Praxis zeigen sich die eindrucksvollsten Ergebnisse, wenn Restaustenitanteil und Härte zugleich und nicht getrennt voneinander erhöht werden. Dies ist bei Super-TF-Stahl der Fall. In Vergleichstests mit Lagern aus gewöhnlichem Einsatzstahl erwies sich für aus Super-TF gefertigte NSK-Lager eine bis zu 10-mal längere Lebensdauer bei kontaminierter Schmierung und eine doppelt so lange Haltbarkeit mit sauberem Schmiermittel. Auch bei unzureichender Schmierung bieten diese Lager im Durchschnitt 5,5-mal so lange Lebensspannen wie Lager aus herkömmlichem Einsatzstahl. Ein wesentliches Merkmal der jüngsten Generation von Sealed-Clean-Lagern ist die Aufnahme des Käfigüberstandes in den Dichtungsraum des Lagers, was die Verwendung längerer Rollen ermöglicht.

Zudem ist der Teilkreisdurchmesser des Käfig jetzt größer: Es können mehr und größere Rollen verwendet werden, ohne die Käfigfestigkeit zu beeinträchtigen. Leistungsmäßig erhöhen diese Verbesserungen die dynamische Tragzahl um bis zu 34 Prozent im Vergleich zu konventionellen abgedichteten Walzenzapfenlagern von NSK. Unterm Strich entspricht dies einer 2,7-mal so langen Lebensdauer.

Für den Stahlproduzenten ergab sich mit der Einführung der Sealed Clean-Lager von NSK eine Ersparnis von über 46.000 Euro durch den Wegfall der täglichen Wartungsvorgänge, den geringeren Bedarf an Schmiermitteln und niedrigere Kosten für die Altfettbeseitigung. Auch die Ökobilanz der Produktion hat sich dementsprechend verbessert.