Schlachtlagerverschleiß und Korrosion

Der Kampf gegen Korrosion ist eine Herausforderung, und einige Branchen reagieren empfindlicher darauf als andere. Vermeidung und Vorbeugung sind besonders wichtig bei Nahrungsmittel-, Getränke- und medizinischen Verarbeitungsanwendungen, wo Schäden durch korrosive Invasion teuer sind. Korrosion ist in vielerlei Hinsicht schädlich. Es schwächt Grundmaterialien, begrenzt die Lebensdauer der Maschine, ist kosmetisch unattraktiv, kann daraus resultierende Verunreinigungen erzeugen und letztendlich die Produktion beeinträchtigen. Viele Hersteller von Antriebsprodukten forschen ständig nach Methoden und Mitteln, um diesen Kampf zu gewinnen.

Das Produktangebot für montierte Lager hat sich in den letzten 15 Jahren erheblich verändert. Viele Lagerhersteller haben auf die Bedürfnisse ihrer Kunden gehört und erschwingliche Lager entwickelt, die eine hohe Belastbarkeit sowie Langlebigkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten. Die Hersteller haben ihre Bemühungen auf die Verbesserung von Lagergehäusen, Lagerlaufbahnen, Lagerdichtungen und sogar des Lagerkäfigs konzentriert.

Eine der größten Herausforderungen für Lagerhersteller besteht darin, Produkte bereitzustellen, die den Korrosionsschutz maximieren und gleichzeitig die Materialfestigkeit und Belastbarkeit beibehalten. Typischerweise fehlen den Materialien mit überlegenen korrosionsbeständigen Eigenschaften die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Härte, die für einen tolerierbaren Lagerbetrieb erforderlich sind. Im Gegensatz dazu hatten Stähle mit idealen Eigenschaften für den Lagerbetrieb keine zufriedenstellende Leistung, wenn sie rauen Umgebungen und reaktiven Chemikalien ausgesetzt waren.

Neben dem Gehäuseschutz sollte auch das Lager selbst berücksichtigt werden. Für Innenringe, Rollen und Außenringe werden rostfreie Stähle in Materialgüten wie 420, 410, 303, 304 und dem beliebtesten 440C angeboten. Viele der angebotenen Edelstähle haben jedoch nicht die gleichen Tragfähigkeiten wie die Gegenstücke aus eisenhaltigem Stahl. Infolgedessen kann die Kapazität des Lagers um bis zu 20 % unter das Standardangebot aus Stahl fallen. Daher sind sie für weniger belastete Kugellagerprodukte praktischer als für höher belastete Wälzlagerprodukte. Darüber hinaus sind rostfreie Stähle gegenüber vielen Chemikalien und Umgebungen nicht inert. Daher enthalten viele gängige Produktangebote für Kugellager eine plattierte Option. Diese Beschichtungen sind auf den Innen- und Außenringlaufbahnen enthalten und variieren von Zinkchromat und phosphorarmem Nickel bis hin zu Nickel-Verbundwerkstoffen und Variationen von Chrom. Ähnlich wie bei Gehäusen sollte das Lager für die Anwendung so ausgewählt werden, dass die Leistungserwartungen gegen Kosten und Funktionalität abgewogen werden. Lagergehäuse sind in Beschichtungen, Beschichtungen und Edelstahl der Serien 304 und 316 sowie aus nichtmetallischen Polymeren wie PBT, Polypropylen und Polyamidharze. Viele der nichtmetallischen Polymere sind oft mit antimikrobiellen Mitteln angereichert, die helfen, Mikroorganismen abzutöten. Zu den üblichen Beschichtungen, die auf gusseisernen oder stahlmontierten Lagergehäusen verwendet werden, gehören Pulverepoxidlack, Nickel und Nylon. Einige Angebote sind gegen bestimmte Chemikalien, Belastungen und die allgemeine Umgebung wirksamer als andere. Edelstahlgehäuse beispielsweise funktionieren gut, wenn sie Aceton ausgesetzt werden, während ein nichtmetallisches PBT-Gehäuse dies nicht tut. Der Schlüssel liegt in der Auswahl der richtigen Gehäusematerialoption basierend auf der Anwendung.

Die meisten korrosionsbeständigen Produkte sind für den Einsatz in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie konzipiert und vorgesehen. Vermeiden Sie bei diesen Anwendungen die Wahl eines Lagers mit Taschen oder Hohlräumen in und um das Gehäuse herum, in denen Lebensmittel, Feuchtigkeit und Verunreinigungen eingeschlossen werden können. Diese Bereiche ermöglichen das Wachstum von Bakterien und können Korrosion fördern. Wählen Sie stattdessen ein Lager mit soliden Füßen, solidem Unterboden und einer ebenen, glatten Oberfläche. Dieser Stil ist effektiver bei der Abwehr von Verunreinigungen und verhindert die Ansammlung von Partikeln.

Neben dem Korrosionsschutz ist auch die Langlebigkeit des Produkts zu berücksichtigen. Viele Anwendungen in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie verwenden Washdown-Prozesse mit einer Vielzahl von Chemikalien, um Bakterien und Mikroorganismen abzutöten. Dieser Washdown-Prozess kann für ein Lager, das nicht gut geschützt ist, tödlich sein. Die beiden wichtigsten Komponenten für einen erfolgreichen Wälzlagerbetrieb sind eine effektive Schmierung und die Vermeidung von Kontamination. Hochdruckwäsche bedroht diese beiden Komponenten. Das Eindringen von Feuchtigkeit in den abgedichteten Lagerhohlraum verschlechtert die Schmierung, korrodiert Laufbahnen und Rollen, verschlechtert die Kontaktflächen und führt zu einem vorzeitigen Lagerausfall. Daher besteht das beste Mittel zur Vermeidung von Lagerausfällen darin, die Schmiermittelstabilität zu schützen und das Eindringen von Verunreinigungen in den Lagerhohlraum durch ein erstklassiges Dichtungssystem zu verhindern.

Bei Washdown-Produkten stehen verschiedene Dichtungssysteme zur Verfügung. Zu den effektivsten Dichtungen gehören Schilde aus Edelstahl 304 oder 316, die einen rotierenden Schleuderring und mindestens drei elastomere Kontaktlippen auf jeder Seite des Lagers umfassen. Rotierende Schleuderkörper tragen dazu bei, Verunreinigungen aus dem Lagereintrittsweg zu entfernen. Je größer der Schleuderdurchmesser, desto mehr Zentrifugalbeschleunigung wird genutzt, was zu einer effektiveren Abdichtung führt. Diese Schleuderkörper können auch elastomere Kontaktverlängerungen aufweisen. Die drei Kontaktlippen des nicht rotierenden Hauptschilds sind so geformt, dass überschüssiges Fett vorbeifließen kann und dennoch das Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen verhindert wird. Der Anpressdruck jeder Dichtungslippe ist angepasst, um die Dichtungswirksamkeit zu maximieren, während der Widerstand minimiert wird, um einen breiten Lagerbetriebsdrehzahlbereich zu ermöglichen. Wenn das Lager geschmiert wird, bildet der Bereich zwischen jeder Kontaktlippe einen Fettdamm, der wie eine zusätzliche Barriere wirkt, um das Eindringen von Fremdpartikeln zu verhindern.

Eine zusätzliche Abdichtung wird häufig bei Endverschlüssen verwendet, die den Einsatz auf einer Seite des Gehäuses vollständig abdichten. Die Verschlüsse rasten typischerweise ein und werden starr am Lagergehäuse gehalten. Wenn die Welle am Lager endet, kann das Lager komplett geschlossen und geschützt werden. Wenn die Welle über das Lager hinausgeht, sind Endverschlüsse erhältlich, die es der Welle ermöglichen, durch sie hindurch zu ragen. Diese offenen Endverschlüsse verwenden oft ein zusätzliches rotierendes Labyrinth für zusätzlichen Schutz und Zuverlässigkeit.

Zu den neuesten Entwicklungen bei Kugellagern gehören revolutionäre Käfigkonstruktionen, die dazu beitragen, die Schmierung in der Nähe der Wälzkörper zu kanalisieren und zu schützen. Für den Fall, dass beim Abwaschen Feuchtigkeit in den abgedichteten Lagerhohlraum eindringt, kann das Schmierfett verunreinigt und erschöpft werden. Die neuen Käfige schaffen Kammern, die den Schmierstoff in der Nähe der Kugeln schützen. Dadurch können die Kugeln in ständigem Kontakt mit effektiver Schmierung stehen. Das Ergebnis ist weniger Verschleiß, minimierte Reibung und weniger Hitze. Das Lager benötigt wiederum nicht die aggressiven Nachschmierintervalle, die Lager mit Standardkäfigen erfordern. Dadurch werden die Investitionen des Benutzers weiter geschützt und die Schmierwirkung maximiert.

Eine weitere effektive Taktik zum Schutz montierter Kugellager in Washdown-Umgebungen besteht darin, den abgedichteten Lagerhohlraum zu 100 % mit Fett zu füllen. Dies ermöglicht ein größeres Fettreservoir, baut einen größeren Fettdamm im und um den Dichtungsbereich herum auf, verringert die Auswirkungen von Feuchtigkeitseintritt in den Lagerhohlraum und erhöht die Zuverlässigkeit für verlängerte Nachschmierintervalle. Die meisten dieser Lager werden auch mit lebensmittelechtem Schmierfett der Klasse H1 für den zufälligen Kontakt mit Lebensmitteln angeboten, wodurch sie sich ideal für Lebensmittel-, Getränke- und pharmazeutische Verarbeitungsmaschinen eignen.

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