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NSK: Weniger Verschleiß in den Stahlwerken

Die hochwertigen Pendelrollenlager von NSK kommen in der gesamten Schwerindustrie zum Einsatz – im Bergbau und der Gewinnungsindustrie, in der Stahlerzeugung, der Metallindustrie und bei der Papierherstellung.

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Die Pendelrollenlager der NSKHPS-Serie (High Performance Standard) bleiben auch bei hohen Umgebungs- und Betriebstemperaturen maßstabil und können hohe Radiallasten und auch moderate Axiallasten aufnehmen, so der Hersteller. Zu den Kennzeichen des NSKHPS-Standards gehören

• enge Radiallufttoleranzen,

• eine erhöhte Fertigungsgenauigkeit der Innen- und Außenringe sowie

• eine besondere Oberflächengüte der Wälzkörper mit einer Wärmebehandlung, die eine hervorragende Stoßbelastbarkeit aufweisen soll.

Die hohe dynamische Belastbarkeit der NSKHPS-Pendelrollenlager soll – im Vergleich mit Standardindustrielagern – zu einer bis zu doppelt so langen Lebensdauer führen. Weitere Merkmale sind eine um 20 Prozent höhere Drehzahlgrenze und eine Temperaturstabilisierung bis 200 °C als Standard.

Zu den typischen Anwendungsbereichen dieser Lager in der Stahlindustrie gehören Förderanlagen und Hubbalken in Warmwalzwerken sowie Lüftungsanlagen in der Erzaufbereitung. Bestandteil des Programms sind auch zahlreiche Sonderausführungen und Optionen, wie beispielsweise

• Sealed-clean-Dichtungen. Die besondere Kontur dieser federbelasteten Nitrilgummidichtungen verhindert auch bei hoher Belastung im Betrieb, dass sich die Dichtungen vom Lager lösen.

• NSKHPS-Pendelrollenlagern der Molded-Oil-Reihe: Die Schmierung basiert auf einem ölimprägnierten Material – eine Lösung für korrosive und staubbelastete Umgebungen.

• Lager mit abnehmbarer Dichtung: Diese Variante zielt auf lange Lebensdauer und hervorragende Dichtungseigenschaften unter rauen Bedingungen ab, wie sie in Steinbrüchen und im Bergbau herrschen.

• Die Versionen mit Dreifachdichtung werden fast ausschließlich in der Papierherstellung eingesetzt – insbesondere zur Lagerung von Presswalzen mit variabler Balligkeit auf der Antriebsseite.

• Pendelrollenlager für Vibrationssiebe: Sie schaffen eine wichtige Voraussetzung für dauerhaft störungsfreien Betrieb von Siebmaschinen zur Trennung von Erzen und Mineralien in Bergbauanlagen und anderen Gewinnungsbetrieben. Die lange Lebensdauer wird hier u. a. durch die spezielle Oberflächenbehandlung auf der Außenringlaufbahn erreicht, die den Schlupf der Rollen minimiert.

Höhere Lebensdauer der Pendelrollenlager in Stranggießanlagen

Ergänzt wird das Programm der NSK-Pendelrollenlager für anspruchsvolle Anwendungen durch die SWR-Serie (Super Wear Resistant), die vor allem für den Einsatz in Stranggießanlagen prädestiniert sind. Bei ihr gewährleiste eine besondere Stahlzusammensetzung mit kontrolliertem Restaustenitgehalt und patentierter Wärmebehandlung eine hohe Lebensdauer unter den Umgebungsbedingungen der Stahlindustrie. Das soll die Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit erhöhen. Im Vergleich zu Standard-Pendelrollenlagern aus dem Wälzlagerstahl AISI 52100 (100CR6) die Verschleißfestigkeit laut Hersteller dreimal so hoch.

Vor allem die optimierte Materialpaarung zwischen Außenring und Wälzkörper reduziere die Reibung und trage zur Verlängerung der Lagerlebensdauer bei. Diese Eigenschaft ist wichtig, weil die Reibung bei Pendelrollenlagern aufgrund der (durch die Schmierung) bedingten besonderen Kontaktzone der Wälzkörper und des Außenringes bei metallischem Kontakt zu ungleichmäßigem Verschleiß führt, der Abblätterungen und Brüche begünstigt. Diese Schadensarten machen zusammen etwa 80 Prozent der Defekte am Außenring von Pendelrollenlagern in Stahlwerken aus.

Hohe Lebensdauer in verschmutzter Umgebung

In der Stahlindustrie müssen Wälzlager oft unter Bedingungen arbeiten, bei denen Metallpartikel oder Ablagerungen die Schmierung verunreinigen können. Diese Verunreinigungen verursachen Eindrücke in den Wälzoberflächen der Lager. In diesem Bereich kommt es beim erneuten Überrollen zu Spannungen, die schließlich zu Rissen und Oberflächenabplatzungen führen.

En hoher Restaustenitgehalt ein wirksames Mittel ist, um die Spannungskonzentration um die Aufwerfungen der Eindrücke herum zu verringern und die Lebensdauer der Lager zu verlängern. Deshalb haben die NSK-Werkstoffexperten die TF-Technologie entwickelt: eine Wärmebehandlung zur Optimierung des Restaustenitgehalts in Wälzlagerwerkstoffen. Zudem wurde ein Verfahren entwickelt, 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.

Der Werkstoff mit der Bezeichnung „Super Tough“ (Super-TF) weist eine besondere chemische Zusammensetzung auf und bietet laut Hersteller eine deutlich höhere Lebensdauer. Außerdem könne die dynamische Tragzahl von Wälzlagern um 23 Prozent erhöht werden. Diese Steigerung entspreche einer effektiven Verdopplung der Ermühdungslebensdauer im Vergleich zu Lagern aus Standardstahl.

Der Werkstoff eignet sich nicht nur für Einsätze unter sehr hohen mechanischen Belastungen, wie sie in vielen Stahlwerks-Anwendungen üblich sind. Er reduziere auch das Risiko, dass es durch verunreinigte Schmiermittel zu Pittingbildung an der Oberfläche der Lagerlaufbahnen kommt.

Neue vierreihige Kegelrollenlager für die Stahlindustrie

Für Anwendungen unter rauen Umgebungsbedingungen und mit hohen mechanischen Belastungen, wie beispielsweise an den Arbeitswalzen von Walzwerken hat NSK neue vierreihige Kegelrollenlager mit erhöhten Tragzahlen entwickelt.

Die Kombination aus hoch wirksamer Dichtung mit einem Fett, das die Auswirkungen von eindringendem Wasser minimiert, führt zu einer Baureihe, die deutlich beständiger gegen (Luft-)Feuchtigkeit ist als herkömmliche Kegelrollenlager, so der Hersteller. Das „Sealed Clean“-Dichtungssystem der neuen Lagerbaureihe ist kompakt. Ein neu konstruierter Käfig ermöglicht eine Vergrößerung von Rollenlänge und -durchmesser. Auch die Anzahl der Rollen wurde erhöht.

Die optimierte Innenkonstruktion erhöht die dynamische Tragzahl um bis zu 25 Prozent im Vergleich zu den Lagern, die NSK bisher für diese Anwendung empfahl. Das verlängert die Lebensdauer der Lager, und die Notwendigkeit des Nachschmierens während der Wartungsintervalle wird reduziert.

Eine weitere konstruktive Neuheit betrifft die Tribologie: Die Formulierung des Fettes wurde so optimiert, dass sich zwischen den Rollen und der Lagerlaufbahn einen stabiler und dicker Ölfilm zwischen der Oberfläche der Lagerlaufbahn und den Rollen bildet. Das soll langfristig den Metall-Metall-Kontakt im Lager unterbinden. Darüber hinaus verhindert ein spezielles Additiv, dass Wasser mit der Laufbahnoberfläche in Berührung kommt – eine vorbeugende Maßnahme gegen Korrosion.

Die neuen abgedichteten vierreihigen Kegelrollenlager von NSK mit wasserbeständigem Fett sind in Größen von 345 bis 615,95 mm Außendurchmesser erhältlich. Sie eignen sich für den Einsatz in den Arbeitswalzen von Warm- und Kaltwalzwerken und anderen Stahlerzeugungsanlagen.

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