Was ist Lagerringkriechen?

Im täglichen Betrieb mechanischer Anlagen spielen Lager als Kernkomponenten eine entscheidende Rolle bei Kraftübertragung und -lagerung. Das Phänomen des Lagerkriechens stellt jedoch oft eine ernsthafte Bedrohung für den normalen Betrieb der Anlage dar. Heute untersuchen wir, was Lagerkriechen ist, seine Ursachen, Auswirkungen und entsprechenden Gegenmaßnahmen.

1 Was ist Lagerringkriechen?

Unter Lagerringkriechen versteht man die Relativbewegung zwischen dem Innen- oder Außenring des Lagers und der Welle bzw. dem Gehäuse, die zu Reibung oder Verschleiß führt. Wenn der Innenring relativ zur Welle gleitet, spricht man von Innenringkriechen; wenn der Außenring relativ zum Lagergehäuse gleitet, spricht man von Außenringkriechen.

Unter normalen Umständen ist die Passung zwischen Lager und Welle sowie zwischen Lager und Gehäuse typischerweise eine Presspassung oder eine Übergangspassung. Dies führt zu erheblicher Haftreibung, die für relativen Stillstand sorgt. Mechanische Energie wird durch die Rotation der Wälzkörper zwischen Innen- und Außenring übertragen. Wird dieser stationäre Zustand jedoch gestört, treten Kriechphänomene auf.

2. Die Gefahren des Lagerringkriechens

Das Kriechen der Lagerringe hat äußerst negative Auswirkungen auf den normalen Betrieb mechanischer Geräte, die sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten widerspiegeln:

 

(1) Beschleunigter Komponentenverschleiß 

Das Kriechen von Lagerringen beschleunigt den Verschleiß von Komponenten wie Welle und Lagergehäuse. Während des Kriechvorgangs kann die erhöhte Reibung zu Kratzern oder sogar Riefen auf der Oberfläche der Welle oder des Gehäuses führen. Dieser Verschleiß mindert nicht nur die Präzision der Anlage, sondern kann auch zu deren Totalausfall führen.

(2) Reduzierte Betriebseffizienz

Das Kriechen der Lagerringe erhöht die Reibung und wandelt große Energiemengen in Abwärme und Lärm um. Dies verringert nicht nur die Betriebseffizienz mechanischer Anlagen, sondern kann auch weitere Probleme wie Schmierstoffversagen oder Lagerüberhitzung auslösen.

 

(3) Auswirkungen auf die Gerätepräzision

 

Das Kriechen von Lagerringen kann die Präzision von Anlagen beeinträchtigen und deren normalen Betrieb beeinträchtigen. Beispielsweise kann das Kriechen von Lagerringen bei hochpräzisen Anlagen dazu führen, dass die Anlagen ihre Konstruktionsspezifikationen nicht mehr erfüllen, was sich negativ auf die Produktionsqualität und -effizienz auswirkt.

(4) Erhöhte Wartungskosten

Lagerringkriechen kann zu häufigen Anlagenausfällen führen und so den Wartungsaufwand und die Kosten erhöhen. Wird das Problem nicht umgehend behoben, kann es zu schwerwiegenderen Anlagenschäden kommen, die möglicherweise den Austausch der gesamten Maschine erforderlich machen.

 

 

Ursachen für Lagerkriechen (Rotation des Lageraußenrings)

(1) Probleme mit der Passungstoleranz

Die Passungstoleranz zwischen Lager und Welle (oder Lagergehäuse) muss strengen Anforderungen entsprechen. Verschiedene Spezifikationen, Präzisionsklassen, Belastungsbedingungen und Arbeitsumgebungen erfordern unterschiedliche Passungstoleranzen. Bei ungeeigneter Passungstoleranz, beispielsweise einer Spielpassung, verringert sich die gegenseitige Anpresskraft. Dies kann dazu führen, dass die Welle (oder das Lager) ihre statische Positionierung verliert und unter dem Einfluss des Drehmoments zu rutschen beginnt, was zu Lagerkriechen führt.

(2) Unzureichende Bearbeitungs- und Installationsgenauigkeit

Werden die erforderlichen Standards hinsichtlich Bearbeitungstoleranzen, Oberflächenrauheit und Montagegenauigkeit von Welle, Lager oder Lagergehäuse nicht eingehalten, beeinträchtigt dies die Passungstoleranz und führt zu Lagerkriechen. Beispielsweise können bei der Demontage oder Montage von Lagern Grate entfernt oder verformt werden, wodurch der Wellendurchmesser schrumpft oder der Bohrungsdurchmesser sich vergrößert. Dies vergrößert das Passungsspiel und beeinträchtigt die korrekte Toleranz.

(3) Wesentliche Aspekte

Verschiedene Lagertypen erfordern die Verwendung kompatibler Lagerstähle mit hoher Festigkeit, Steifigkeit und Verschleißfestigkeit. Der Reibungskoeffizient von Lagerlegierungen muss niedrig sein, um einen normalen Betrieb zu gewährleisten und die Wahrscheinlichkeit von Lagerkriechen zu verringern.

(4) Andere Faktoren

• Schlechte Schmierung : Unzureichendes oder abgenutztes Schmierfett kann die Reibung während des Lagerbetriebs erhöhen und möglicherweise zu Lagerkriechen führen.
• Ungewöhnlicher Gerätebetrieb : Geräteprobleme wie eine längere Überlastung des Motors oder eine Fehlausrichtung zwischen Motorwelle und Kupplung können das Lager zusätzlich belasten und zu Kriechen führen.
• Umweltfaktoren : Harte Betriebsbedingungen wie hohe Temperaturen, Feuchtigkeit oder die Einwirkung korrosiver Gase können den Lagerverschleiß beschleunigen, die Passgenauigkeit verringern und letztendlich zu Lagerkriechen führen.

Gegenmaßnahmen gegen Kriechen des Lageraußen-/-innenrings

(I) Präventivmaßnahmen

• Passungstoleranzen streng kontrollieren : Wählen Sie während der Konstruktions- und Auswahlphase der Geräte geeignete Lager und Passungstoleranzen auf der Grundlage der tatsächlichen Arbeitsbedingungen aus, um sicherzustellen, dass die Passung zwischen Lager, Welle und Lagergehäuse den Anforderungen entspricht.
• Verbessern Sie die Bearbeitungs- und Montagegenauigkeit : Verstärken Sie die Qualitätskontrolle der Bearbeitungsprozesse für Welle, Lager und Lagergehäuse und stellen Sie sicher, dass Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit den Standards entsprechen. Halten Sie sich bei der Montage strikt an die Prozessanforderungen, um Passungsspielveränderungen durch unsachgemäße Montage zu vermeiden.
• Verwenden Sie hochwertige Materialien : Wählen Sie basierend auf den Betriebsbedingungen der Ausrüstung geeignete Lagermaterialien aus, um sicherzustellen, dass die Lager über ausreichende Festigkeit, Steifigkeit und Verschleißfestigkeit verfügen.
• Verbessern Sie das Schmiermanagement : Überprüfen Sie regelmäßig die Menge und Qualität des Schmierfetts und füllen Sie es umgehend nach oder ersetzen Sie es, um sicherzustellen, dass das Lager in einem gut geschmierten Zustand arbeitet.
• Führen Sie regelmäßige Wartungen und Inspektionen durch : Richten Sie ein regelmäßiges Wartungssystem für Ihre Geräte ein. Überprüfen Sie regelmäßig den Betriebszustand des Lagers, einschließlich Temperatur, Vibration und Geräuschentwicklung. Beheben Sie Auffälligkeiten umgehend.

(II) Reparaturmaßnahmen

Die Reaktionsstrategie hängt vom Schweregrad des Lagerringkriechens ab. Bei leichtem Kriechen ist in der Regel keine besondere Behandlung erforderlich. Verstärken Sie einfach die Überwachung und überprüfen Sie regelmäßig den Betriebszustand des Lagers, z. B. Temperatur, Vibration und Geräuschentwicklung. Wenn sich der Betriebszustand des Lagers nicht wesentlich verschlechtert, kann es weiter verwendet werden. Regelmäßige Wartung und Schmierung sollten jedoch sichergestellt werden.

Bei starkem Kriechen der Lagerringe sollten folgende Reparaturmaßnahmen ergriffen werden:

• Hülsen : Fügen Sie der Oberfläche der Welle oder des Lagergehäuses eine Metallhülse hinzu, um die Passungspräzision wiederherzustellen.
• Lochfraß : Erzeugen Sie kleine Vertiefungen auf der Oberfläche der Welle oder des Lagergehäuses, um die Reibung zu erhöhen und ein Kriechen zu verhindern.
• Auftragsschweißen : Tragen Sie eine Schicht aus verschleißfestem, korrosionsbeständigem oder hitzebeständigem Metall auf die Oberfläche des Bauteils auf.
• Bürstenbeschichtung : Verwenden Sie elektrochemische Methoden, um eine Beschichtung auf der Oberfläche des Bauteils aufzutragen.
• Thermisches Spritzen : Spritzmaterial schmelzen und durch einen Hochgeschwindigkeitsgasstrom zerstäuben, um eine Beschichtung auf der Oberfläche des Teils aufzutragen.
• Laserauftragschweißen : Auftragen von Auftragsmaterial auf die Bauteiloberfläche mittels Lasertechnologie, einer neuartigen Technik zur Oberflächenmodifizierung.

Obwohl das Kriechen der Lagerringe ein häufiger Gerätefehler ist, kann das Verständnis seiner Ursachen und Risiken sowie die Einführung wirksamer Präventiv- und Gegenmaßnahmen sein Auftreten minimieren, die Lagerlebensdauer verlängern und den ordnungsgemäßen Betrieb der Geräte sicherstellen.