Smøring af rullelejer - Hvordan en rettidig applikationsanalyse kan hjælpe med at undgå problemer og reducere omkostningerne

Steyr, Østrig, maj 2017.For at sikre pålidelig drift af rullelejer er korrekt smøring en vigtig og i praksis alt for ofte overset faktor. Hovedformålet med et smøremiddel er at adskille metaloverfladerne på lejets komponenter med en tynd smørefilm for at forhindre slid. På samme tid reducerer smørefilmen friktion og dermed strømforsyning, hvilket resulterer i reduceret energiforbrug i hele systemet.

Smøring er et kritisk element i hele lejesystemet og skal overvejes nøje. Cirka 40 procent af alle for tidlige lejesvigt skyldes smøreproblemer. Årsagerne til dette er varierede og starter med fejl, der opstår under installationen af ​​lejerne, samt forkert vedligeholdelse, såsom manglende smøring til tiden. Nogle problemer kan spores tilbage til designfasen af ​​en applikation med for lidt opmærksomhed på lejearrangementet og smøresystemet, fordi den anvendte lejetype generelt påvirker smøringskravene. Yderligere kriterier for valg af det rigtige smøremiddel er lejebelastning, driftstemperatur, lejernes omgivelsestemperatur, lejehastighedsområde og mulig forurening af lejerne. Ud over tekniske faktorer skal omkostningerne ved både smøremiddel og komplet smøresystem tages i betragtning.

Ved hjælp af tre applikationseksempler illustreres smørens virkning på lejernes funktion i det følgende.

Cylindrisk rulleleje i en PTO-transmission

Som en del af en teoretisk overvejelse af lejerne i en kraftudtag (PTO) gearkasse blev smøringen undersøgt nærmere. Det blev fundet, at smøremidlets viskositet under de givne driftsbetingelser var alt for lav til at danne en tilstrækkelig effektiv smøremiddelfilm. Øget slid og en reduceret levetid ville have været den logiske konsekvens. NKE anbefalede derfor brugen af ​​en mere tyktflydende, dvs. tykkere smøreolie.

For at være på den sikre side blev der udført en praktisk test, hvor to identiske gearkasser blev fyldt med de smøreolier, der skulle sammenlignes og køres i en periode på 500 timer. I den efterfølgende undersøgelse var misfarvninger og indledende tegn på slid tydeligt synlige på de funktionelle overflader af lejet, der løber med den tyndere olie (figur 2). Lejerne, der betjenes med den tykkere olie, viste ingen tegn på slid (figur 3).

Kundens frygt for, at den tykkere olie ville resultere i højere strømforsyning, viste sig ubegrundet. Tværtimod: gearkassen med den mere tyktflydende olie udviste lavere tab og derfor også en reduceret driftstemperatur. Dette kan tilskrives bedre adskillelse af metalloverfladerne under drift, hvilket mere end kompenserer for den lidt højere væskefriktion.

Sfæriske rullelejer i en kølevandspumpe til et termisk kraftværk

Under testdrift af en stor kølevandspumpe - en betonvolutepumpe, dvs. en centrifugalpumpe med lodret aksel i et støbt betonhus (figur 4) - overskred det aksiale leje ved drevenden gentagne gange sin tilladte driftstemperatur, hvilket resulterer i en automatisk lukke ned. Ved nærmere eftersyn blev brugen af ​​et uegnet smøremiddel til denne applikation identificeret som synderen. Den pågældende olie var en ren hydraulikolie, der på ingen måde opfyldte lejens krav med hensyn til hverken sammensætning, dvs. tilsætningsstoffer eller viskositet.

Den høje målte driftstemperatur var det direkte resultat af den metalliske kontakt og den resulterende friktion, især mellem sidefladerne på de rullende elementer og føringslæberne på skaftets lokaliseringsskiver (se kugleformet rulleleje i figur 1). Dette resulterede i irreversible skader på lejernes funktionelle områder inden for kort tid og forhindrede faktisk pålidelig langvarig drift. Lejerne skulle udskiftes med betydelige omkostninger på stedet.

Ved at skifte til en passende viskøs olie valgt til applikationsparametrene og anvendelsen med sfæriske rullelejer, blev der opnået en pålidelig adskillelse af kontaktfladerne og en lav driftstemperatur. Anlægget har nu været i fejlfri drift siden 2009.

Eksempel 3: Kugleleje med dybe riller i en skruepumpe

Skruepumpen i dette eksempel leverer brændstof - både tung og let olie - til marine dieselmotorer. For at lade olien lettere pumpes og injiceres i forbrændingskammeret opvarmes den først. Følgelig udsættes skruelejerne også for den høje temperatur af brændselsolien.

For at være i stand til at realisere det enkle lejekoncept, der kræves af kunden, dvs. et dybe rillekugleleje med integrerede tætninger, blev der foretaget en teoretisk analyse af opsætningen. Ved lejetemperaturen på ~ 150 ° C, der oprindeligt blev estimeret af kunden, var en tilfredsstillende løsning ude af spørgsmålet: Smøremidlets levetid beregnet ud fra denne driftstemperatur og lejets tilhørende levetid faldt klart under de krævede værdier.

Efter yderligere konsultationer med klienten blev der foretaget en temperaturmåling på en testopsætning for at bestemme de faktiske driftsforhold. Resultatet var en maksimal lejetemperatur på “kun” ~ 130 ° C. Med valget af et smørefedt, der var egnet til dette temperaturområde i samarbejde med en anerkendt producent af smøremiddel, og ved at maksimere mængden af ​​fedt i lejet, kunne den specificerede levetid derefter opnås.

Konklusion

Som det kan ses af ovenstående eksempler, kan lejernes driftssikkerhed og holdbarhed forbedres betydeligt ved korrekt vurdering og justering af smøringen. Dette hjælper også med at reducere startomkostningerne og undgår omkostninger forbundet med for tidlige lejefejl. Jo hurtigere spørgsmålet om smøring behandles, jo lettere og mere omkostningseffektivt kan potentielle problemer håndteres eller undgås som hovedregel.