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Verlängerung der Lagerlebensdauer

Von Jay Alexander 

Ein Lager mit Verschleißerscheinungen nach längerem Betrieb im Schwerindustrieeinsatz ist nicht unbedingt für den Schrottplatz bestimmt. Stattdessen kann dieses Lager oft – in der Regel mehrmals – repariert werden, sodass es zusätzliche Lebensdauerzyklen erfüllen kann.

Allzu oft wird ein Lager ausrangiert, ohne dass der Benutzer erkennt, dass es eine wirtschaftliche Möglichkeit gibt, seine Lebensdauer zu verlängern. Durch die Inanspruchnahme von Lagerreparaturservices können Werksleiter und Techniker die Lebensdauer des Lagers erheblich verlängern und gleichzeitig bis zu 60 % der Kosten eines neuen Lagers einsparen. Lagerreparaturservices können ein Lager auch in etwa einem Drittel der Zeit, die für die Beschaffung eines neuen Lagers benötigt würde, auf neuwertige Spezifikationen zurücksetzen, abhängig vom erforderlichen Serviceniveau. Darüber hinaus kann ein erfolgreich repariertes Lager häufig zwei oder mehr aufeinander folgende Lebenszyklen erreichen, die mit seinem ersten Lebenszyklus vergleichbar sind.

Da Lagerreparaturserviceprogramme im Vergleich zum Lageraustausch einen erheblichen Zeit- und Kostenwert bieten, sehen wir uns an, wie Sie feststellen können, ob Reparaturservices für Ihren Betrieb geeignet sind.

Warum reparieren statt ersetzen?

Eine Vielzahl von Faktoren – Belastung, unzureichende Schmierung, Verschmutzung, Temperatur, Wartungsintervalle, Einbaufehler und mehr – tragen zu einem vorzeitigen Verschleiß bei, der dazu führt, dass weniger als 10 % der Lager in Schwerindustrieanwendungen ihre theoretische Lebensdauer L10 erreichen. Die theoretische Lebensdauer oder L10-Lebensdauer ist die Zeitspanne, in der 10 % der Lager für eine bestimmte Anwendung voraussichtlich aufgrund von Ermüdung ausfallen.

Trotz dieser Tendenz zum vorzeitigen Ausfall ist ein Lager, das seine anfängliche „Einlaufphase“ überstanden hat und seinen ersten Lebenszyklus erreicht hat, auf einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb vorbereitet, wenn ein qualifizierter Händler das Lager repariert

Fortschritte bei der Lagerkonstruktion, der Stahlreinheit und den Wartungs- und Reparaturmethoden haben die Effektivität von Reparaturen erheblich verbessert und die Lagerlebensdauer verlängert. Eine häufige Frage ist, ob ein repariertes Lager genauso lange hält wie ein neues. Unabhängige Studien haben gezeigt, dass ein ordnungsgemäß repariertes Lager einen zweiten, mit dem ersten vergleichbaren Servicezyklus durchläuft. Oftmals lassen sich bis zu zwei zusätzliche vergleichbare Betriebszyklen realisieren, bevor das Lager seine theoretische Lebensdauer erreicht. Daher verpassen Benutzer, die Lagerreparaturservices nicht nutzen, wahrscheinlich den jahrelangen verlängerten Betrieb sowie die Kosteneinsparungen von bis zu 60 %, die der Lagerreparaturservice bietet.

Ein hochwertiges Lagerreparaturprogramm kann dabei helfen festzustellen, ob und wann ein Lager repariert werden kann. Es kann auch eine Garantie auf den Service bieten. Darüber hinaus verwendet das Programm Ersatzteile mit den gleichen Materialien und Toleranzen, die vom OEM vorgegeben werden, da sie sich bereits in der Anwendung bewährt haben.

Berechtigung zur Lagerreparatur

Die Lagerreparatur ist eine Option für Hochleistungsanwendungen in allen Industriemärkten, einschließlich Metalle, Zement, Öl und Gas, Bergbau, Energieerzeugung, Zellstoff und Papier, Zuschlagstoffe und mehr. Alle Lagertypen, einschließlich Kegel-, Pendel- und Zylinderrollenlager, Kugellager, Axiallager und Kreuzrollenlager, können unabhängig vom Originalhersteller repariert werden. Eine Reparatur ist jedoch nicht immer die beste Option für ein beschädigtes Lager.

Ein zuverlässiger Serviceanbieter für Lagerreparaturen kann Unternehmen dabei helfen, die manchmal schwierige Entscheidung zu treffen, ob eine Reparatur in Frage kommt und welche Reparaturoption die wirtschaftlichste und langfristigste Entscheidung ist. Wenn beispielsweise ein Lager zu abgenutzt ist, ist es kein guter Kandidat für eine Reparatur, da es nicht in einen neuwertigen Zustand zurückversetzt werden kann. Darüber hinaus können Lager aufgrund der Rundheit der sie tragenden Welle oder des Gehäuses auch unrund werden. Je nach Umfang dieser Unrundheit kommt das Lager möglicherweise nicht für eine Reparatur in Betracht.

Um Serviceanbieter bei der Bewertung der Eignung für Lagerreparaturen zu unterstützen, ist es für Unternehmen von entscheidender Bedeutung, regelmäßige Überwachungs- und Inspektionsaktivitäten durchzuführen. Entsprechend geschultes und erfahrenes Personal, das an Routineinspektionen beteiligt ist, dient als erste Verteidigungslinie. Die frühzeitige Erkennung eines Problems durch Routineprüfungen, vorbeugende und vorausschauende Wartung sowie Schwingungsanalyse kann unnötige Ausfallzeiten und Kosten reduzieren und dazu beitragen, die Vorteile der Lagerreparatur zu maximieren.

Einige verräterische Anzeichen dafür, dass eine Reparatur unmittelbar bevorsteht, sind:

• Das Lager nähert sich oder überschreitet seine empfohlene Lebensdauer

• Betriebstemperaturen über 200 °F

• Übermäßige Vibrationen

• Plötzliche Änderungen der Schmierung und Temperaturen

• Übermäßige hörbare Geräusche während des Betriebs

• Verlust der Lagerdichtungsintegrität.

Der Reparaturprozess

Produkte, die an ein Lagerreparatur-Servicecenter zurückgesendet werden, durchlaufen einen detaillierten, dokumentierten Prozess, von der Reinigung bis zur Endkontrolle und Verpackung.

Zuerst wird das Lager gründlich gereinigt. Als nächstes wird es demontiert, wobei Reparaturtechniker Lagerinformationen und Lagerspiele aufzeichnen und jede Komponente mit eindeutigen Kennungen versehen.

Es folgt eine detaillierte Inspektion aller Lagerkomponenten, um festzustellen, was erforderlich ist, um sie in einen neuwertigen Zustand zu versetzen. Die Inspektion sucht nach größeren Problemen oder Schäden wie Brüchen, größeren Abplatzungen oder Blaufärbung aufgrund von Hitzeschäden, da diese Probleme darauf hindeuten, dass das Lager möglicherweise nicht repariert werden kann. Darüber hinaus messen Techniker die Bohrung und den Außendurchmesser (AD) des Lagers sowie die Rundheit der wichtigsten Laufringkomponenten, um festzustellen, ob Reparaturen durchführbar sind und, falls ja, die geeignete Reparaturmethode.

Lagerreparaturmethoden lassen sich je nach Schadensausmaß in drei allgemeine Servicestufen einteilen:

• Typ 1 – Rezertifizierung:Bei der Rezertifizierung werden Lagerbaugruppen gereinigt, untersucht, zum Nachweis der Lagerluft vermessen und für die Langzeitlagerung und den Transport konserviert und verpackt. Dieser Vorgang wird häufig bei unbenutzten Produkten mit veralteter Haltbarkeit durchgeführt, damit sie wieder zur Verwendung zur Verfügung stehen.

• Typ 2 – Aufarbeitung:Bei der Aufarbeitung werden Lagerbaugruppen gereinigt, untersucht, poliert, vermessen, konserviert und verpackt.

• Typ 3 – Aufarbeitung:Bei der Aufarbeitung werden Lagerbaugruppen gereinigt und untersucht, Laufbahnen und Rippen nachgeschliffen, neue Rollen und andere Komponenten nach Bedarf gefertigt und Lagerluft nachgestellt, bevor das Produkt konserviert und verpackt wird. Das Nachschleifen von Laufbahnen erfordert häufig die Herstellung von übergroßen Rollen, um die Lagergeometrie und das Spiel in Lagern beizubehalten, in denen die radiale Lagerluft kritisch gehalten wird. In Fällen, in denen seitliches Spiel eingehalten wird, werden übergroße Rollen, neue Distanzstücke oder zusätzliche Unterlegscheiben bereitgestellt.

Die oben genannten Reparaturstufen sind traditionell für Lager mit 12 Zoll geeignet. Innendurchmesser (ID) und größer. Es gibt jedoch eine weitere Serviceoption – die Reklamation – für Lager mit einem Innendurchmesser von nur 3 Zoll, wodurch kleinere Lager, die normalerweise ausrangiert würden, wieder in Betrieb genommen werden können. Bei großen Mengen können Lager von 3 bis 8 Zoll zu einem Bruchteil der Kosten für den Kauf neuer Lager zurückgewonnen werden. Während der Reklamation werden die Komponenten mit einem proprietären Vibrationsverfahren poliert, das die gebrauchten Lager in einen neuwertigen Zustand zurückversetzt.

Außerdem können Endbenutzer den Reparaturprozess verwenden, um vorhandene Lageranordnungen zu modifizieren. Modifikationsdienste können spezielle Funktionen hinzufügen, die die Leistung verbessern, Nachrüstungen für spezielle Anwendungen erleichtern und Upgrades auf aktuelle Produktdesigns ermöglichen.

Das Ziel eines Lagerreparaturdienstleisters ist es, ein Angebot und einen ersten Inspektionsbericht so schnell wie möglich zu erstellen, aber dies ist normalerweise ein ein- bis zweiwöchiger Prozess. Die Durchlaufzeit für die Überholung kann je nach Bedarf, Komplexität und Größe des Produkts sowie dem Grad der Beschädigung nur zwei bis vier Wochen betragen. Die typische Durchlaufzeit für die Rückgewinnung kleinerer Lager beträgt je nach Auftragsgröße vier bis sechs Wochen. Die typische Prozesszeit für die Aufarbeitung liegt je nach Arbeitsumfang im Bereich von acht bis 14 Wochen.

Abhängig von den Fähigkeiten der Einrichtung und dem Grad des Schadens können einige Reparaturen vor Ort mit vorhandenem Personal oder dem Servicepersonal des Lagerherstellers durchgeführt werden. Generell eignen sich Vor-Ort-Programme für Rezertifizierungs- oder Rekonditionierungsprozesse, nicht für Remanufacturing.

Die Ausrüstung, Werkzeuge und das Wissen zur Wiederaufarbeitung von Lagern erfordern erhebliche Investitionen und Engagement. Ein qualifizierter Lagerreparaturanbieter führt umfangreiche Reparaturen durch und stellt Ersatzteile an denselben Gerätetypen her, die auch zur Herstellung neuer Lager verwendet würden.

Schadensarten

Die bei der Lagerreparatur entdeckten Schadensarten sind sehr unterschiedlich. Schäden können sich in Form von sichtbarer Korrosion, Abrieb, Flecken und Dellen bemerkbar machen. Oder es kann kaum wahrnehmbar sein, wie zum Beispiel feine Risse oder Brüche, die auf das Auftreten schwerwiegenderer Schäden hinweisen.

Typische Lagerschäden fallen in die folgenden Kategorien:

• Chemische Schäden:Ätzen, Flecken, Lochfraß, Rost oder Passungsrost

• Hitzeschäden:Verfärbungen oder Kontrollen • Elektrische Schäden:Verbrennungen, Riffelbildung oder Lochfraß

• Mechanische Schäden:Ermüdungsabplatzungen, Risse, Abplatzungen, Brüche, Kerben, Abblättern oder Verschmieren, Brinelling, Eindrücke, Riefen, abrasiver Verschleiß, Installationsschäden, Fehlausrichtung oder Schmierungsfehler.

Die meisten Ressourcenhandbücher beschreiben die Arten von Schäden und bieten Methoden zur Beseitigung ihrer Ursachen. In Ressourcenhandbüchern wird jedoch oft nicht erwähnt, dass mit Ausnahme von Brennerhitzeschäden, extremen Abplatzungen, Brüchen und starker Ätzung die meisten Schadenszustände reparierbar sind. Daher wird empfohlen, sich an einen Lagerservicetechniker zu wenden, um eine Schadensbewertung vorzunehmen und die Durchführbarkeit einer Reparatur zu ermitteln.

Reparatureinschränkungen

Obwohl sich die Lagerreparatur als kostengünstige Lösung erwiesen hat, unterliegt sie wie jeder Service Einschränkungen.

Lager können repariert werden, oft mehr als einmal, aber nicht unbegrenzt. Als Faustregel gilt, Lager nicht mehr als dreimal nachzuschleifen. Beim Nachschleifen wird Oberflächenmaterial entfernt, daher ist es am besten, die entfernte Menge zu minimieren, um Risiken im Zusammenhang mit einer Änderung der Konstruktionsintegrität des Lagers zu reduzieren. Die Standards der Timken Company empfehlen einen maximalen Materialabtrag an jedem Laufring von 0,025 Zoll Durchmesser sowie keine Rollengrößen von mehr als 0,015 Zoll Durchmesser gegenüber der Standardgröße des Erstausrüsters.

Nach einer vollständigen Restaurierung bieten reparierte Lager eine Leistung wie neu. Allerdings adressiert nicht jede Reparaturmöglichkeit jede Schadensart. Zum Beispiel ist das Polieren nicht effektiv, um Schmutzeindrückungen oder Abnutzung zu entfernen. Wenn ein solcher Schaden nicht repariert wird, liefert ein poliertes Lager keine Leistung wie neu.

Die Bestimmung der Ursache, des Ausmaßes und der vorgeschlagenen Reparatur des Schadens erfolgt am besten durch Rücksprache mit einem Vertreter des Lagerherstellers und/oder einem Anwendungstechniker. Es ist auch wichtig, jede Lagerreparatur von entsprechend geschultem und erfahrenem Personal durchführen zu lassen, da unnötige oder unzureichende Reparaturen zu zusätzlichen Schäden und einer verkürzten Lagerlebensdauer führen können. Darüber hinaus ist eine angemessene Ausrüstung erforderlich, um sicherzustellen, dass der Schaden überprüft und ordnungsgemäß entfernt wurde.

Wert maximieren

Um den Wert von Reparaturen zu maximieren, sollten Sie den Lagerreparaturprozess als Fehlersuchwerkzeug verwenden, um zukünftige Lagerschäden zu minimieren. Das Ergreifen von Korrekturmaßnahmen kann die Wahrscheinlichkeit erhöhen, der L10-Lebensdauer des Lagers näher zu kommen.

Die Planung, wann Lager zur Überholung außer Betrieb genommen werden müssen, kann den Gesamtlebenszykluswert von Lagern erheblich verbessern. Bei einer zu frühen Außerbetriebnahme werden die Lager nicht optimal genutzt. Eine zu lange Betriebsdauer von Lagern erhöht das Risiko, dass sie den Punkt einer wirtschaftlichen Reparatur überschreiten. Ein Betrieb zwischen diesen beiden Bedingungen kann die Kosteneinsparungen optimieren.

Ein guter Lagerinspektionsbericht ist ein kluger erster Schritt, um Leistungsprobleme zu lösen. Wenn der Bericht beispielsweise schwarze Flecken und Rost auf den Laufbahnen enthält, ist die wahrscheinliche Ursache das Eindringen von Wasser. Wenn die Laufbahnen abrasiven Verschleiß aufweisen, ist wahrscheinlich Fremdmaterial in das Lager eingedrungen. In beiden Fällen sind wahrscheinlich die Dichtungen der Lager die Ursache des Problems. Die Korrekturmaßnahme besteht darin, die Dichtungen zu untersuchen und ihre Wartung zu verbessern und/oder sie neu zu gestalten, um die Lagerverschmutzung zu minimieren.

Auswahl der Lagerreparatur

Wenn ein Lager beschädigt wird, leidet der gesamte Betrieb, was zu zusätzlichen Kosten, verlängerten Wartungsplänen, unnötigen Ausfallzeiten und verlängerten Lieferzeiten an den Endkunden führt. Um diese unerwünschten Umstände zu reduzieren, bietet die Lagerreparatur eine schnelle und wirtschaftliche Möglichkeit, die Lebensdauer eines Lagers entlang seiner theoretischen Lebensdauer zu verlängern. Ein hochwertiges Lagerreparaturprogramm kann zu erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen führen, verglichen mit der Entsorgung verschlissener Lager und dem Kauf neuer Lager.

 Jay Alexander ist General Manager für Timken Industrial Bearing Services – Nordamerika. Für weitere Informationen verwenden Sie den unten stehenden Link. http://bit.ly/MRO701Apr15.


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