Als erfahrener Anbieter von Fluidfilm-Drucklagern hatte ich das Privileg, die entscheidende Rolle dieser Komponenten in zahlreichen industriellen Anwendungen mitzuerleben. Im Laufe der Jahre habe ich mich intensiv mit dem Verständnis der verschiedenen Faktoren befasst, die die Leistung von Fluidfilm-Axiallagern erheblich beeinflussen können. In diesem Blog teile ich meine Erkenntnisse zu diesen Faktoren, die Ihnen dabei helfen können, die Leistung Ihrer Lager zu optimieren und fundierte Kaufentscheidungen zu treffen.
1. Viskosität des Schmiermittels
Einer der kritischsten Faktoren, die die Leistung eines Axialdrucklagers beeinflussen, ist die Viskosität des Schmiermittels. Unter Viskosität versteht man den Strömungswiderstand einer Flüssigkeit. Bei Flüssigkeitsfilmlagern bildet der Schmierstoff einen dünnen Film zwischen den Lageroberflächen, der diese trennt und Reibung und Verschleiß verringert.
Wenn die Viskosität des Schmiermittels zu niedrig ist, kann es unter Last möglicherweise keinen stabilen Flüssigkeitsfilm aufrechterhalten, was zu einem Metall-auf-Metall-Kontakt führt. Dies kann zu erhöhter Reibung, Verschleiß und möglicherweise einem katastrophalen Lagerausfall führen. Bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen kann beispielsweise ein Schmiermittel mit unzureichender Viskosität zu schnell aus dem Lagerspiel herausgedrückt werden, wodurch die Integrität des Flüssigkeitsfilms beeinträchtigt wird.
Umgekehrt kann eine zu hohe Viskosität des Schmiermittels zu übermäßigen Planschverlusten führen, was zu einem erhöhten Stromverbrauch und einer erhöhten Wärmeentwicklung führt. Dies kann es außerdem erschweren, dass das Lager rechtzeitig seine optimale Betriebstemperatur erreicht.
Bei der Auswahl eines Schmierstoffs müssen unbedingt die Betriebsbedingungen des Lagers wie Drehzahl, Belastung und Temperatur berücksichtigt werden. Beispielsweise kann bei Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit und hoher Last ein Schmierstoff mit höherer Viskosität besser geeignet sein, während bei Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit und niedriger Last ein Schmierstoff mit niedrigerer Viskosität die bessere Wahl sein kann. Erfahren Sie mehr über verschiedene Lagertypen und deren Schmierungsanforderungen auf unserer SeiteFluidfilm-DrucklagerSeite.
2. Lagergeometrie
Die Geometrie eines Fluidfilm-Axiallagers hat einen tiefgreifenden Einfluss auf seine Leistung. Zu den wichtigsten geometrischen Parametern gehören das Lagerspiel, die Form der Lagerpolster und das Verhältnis von Breite zu Durchmesser.
Lagerspiel: Das Lagerspiel ist der radiale oder axiale Abstand zwischen dem Zapfen (dem rotierenden Teil) und dem Lager. Ein ausreichender Abstand ist für die Bildung und Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsfilms unerlässlich. Wenn das Spiel zu groß ist, kann der Flüssigkeitsfilm instabil sein und das Lager kann übermäßigen Vibrationen und Geräuschen ausgesetzt sein. Wenn andererseits das Spiel zu klein ist, kann das Schmiermittel möglicherweise nicht frei fließen, was zu erhöhter Reibung und Wärmeentwicklung führt.
Form der Lagerpolster: Verschiedene Arten von Lagerpolstern, wie zKegel-Steg-Drucklager, verfügen über einzigartige Geometrien, die die Bildung des Flüssigkeitsfilms optimieren sollen. Taper – Landlager haben beispielsweise einen konischen Abschnitt an der Vorderkante des Pads, der dazu beiträgt, einen hydrodynamischen Druck zu erzeugen, der die Last trägt. Die Form des Kissens beeinflusst auch die Druckverteilung innerhalb des Lagers, was wiederum die Stabilität und Leistung des Flüssigkeitsfilms beeinflusst.
Verhältnis von Breite zu Durchmesser: Das Verhältnis von Breite zu Durchmesser des Lagers kann die Tragfähigkeit und die Temperaturverteilung innerhalb des Lagers beeinflussen. Ein größeres Verhältnis von Breite zu Durchmesser erhöht im Allgemeinen die Tragfähigkeit, kann jedoch aufgrund erhöhter Reibungsverluste auch zu einem höheren Temperaturanstieg führen.
3. Last und Geschwindigkeit
Die Last und Geschwindigkeit, mit der ein Fluidfilm-Axiallager arbeitet, sind grundlegende Faktoren, die seine Leistung beeinflussen.
Laden: Die auf das Lager ausgeübte Belastung kann als statisch oder dynamisch klassifiziert werden. Statische Belastungen sind konstant, während dynamische Belastungen in Größe und Richtung variieren können. Hohe Belastungen können den Flüssigkeitsfilm komprimieren, seine Dicke verringern und das Risiko eines Metall-zu-Metall-Kontakts erhöhen. Darüber hinaus kann es durch ungleichmäßig verteilte Belastungen zu lokalen Spannungskonzentrationen kommen, die zu vorzeitigem Verschleiß und Ausfall führen können.
Geschwindigkeit: Die Rotationsgeschwindigkeit des Zapfens beeinflusst die Bildung und Stabilität des Flüssigkeitsfilms. Bei niedrigen Drehzahlen ist der Schmierstoff möglicherweise nicht in der Lage, ausreichend hydrodynamischen Druck zu erzeugen, um die Last zu tragen, was zu einer Grenzschmierung führt. Mit steigender Drehzahl baut sich der hydrodynamische Druck auf und das Lager geht in die Vollfilmschmierung über. Bei sehr hohen Drehzahlen kann es jedoch zu Luftbildung und Kavitation im Schmierstoff kommen, was zu Schäden an den Lageroberflächen führen kann.
Es ist wichtig, ein Lager auszuwählen, das den spezifischen Last- und Geschwindigkeitsbedingungen Ihrer Anwendung standhält. Unser Team kann Sie bei der Auswahl des richtigen Lagers basierend auf Ihren Anforderungen unterstützen.
4. Oberflächenbeschaffenheit
Die Oberflächenbeschaffenheit der Lagerkomponenten, einschließlich des Lagerzapfens und der Lagersegmente, kann einen erheblichen Einfluss auf die Leistung des Fluidfilm-Axiallagers haben. Eine glatte Oberflächenbeschaffenheit reduziert Reibung und Verschleiß, indem Unebenheiten (kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten) minimiert werden, die den Flüssigkeitsfilm stören können.
Raue Oberflächen können dazu führen, dass der Schmierfilm leichter abreißt, was zu erhöhter Reibung und Verschleiß führt. Darüber hinaus können sich auf rauen Oberflächen Schmutz und Verunreinigungen festsetzen, die das Lager weiter beschädigen können. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass die Lagerkomponenten mit einer hochwertigen Oberflächengüte bearbeitet werden.
5. Kontamination
Verunreinigungen stellen eine große Bedrohung für die Leistung von Fluidfilm-Axiallagern dar. Verunreinigungen wie Schmutz, Staub, Metallpartikel und Wasser können über verschiedene Quellen in das Lagersystem gelangen, unter anderem über die Umgebung, die Schmiermittelversorgung und den Herstellungsprozess.
Schmutz- und Staubpartikel können als Schleifmittel wirken, die Lageroberflächen zerkratzen und den Verschleiß beschleunigen. Auch Metallpartikel können Schäden verursachen, insbesondere wenn sie hart und scharf sind. Wasserverunreinigungen können zu Korrosion der Lagerkomponenten führen und auch die Eigenschaften des Schmierstoffs, wie z. B. seine Viskosität und Oxidationsstabilität, beeinträchtigen.
Um eine Kontamination zu verhindern, ist es wichtig, über geeignete Filtersysteme zu verfügen, um Partikel aus dem Schmiermittel zu entfernen. Regelmäßige Wartung und Inspektion des Lagersystems können ebenfalls dazu beitragen, Verschmutzungsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
6. Temperatur
Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung von Fluidfilm-Axiallagern. Hohe Temperaturen können dazu führen, dass sich das Schmiermittel zersetzt und seine Viskosität und Schmiereigenschaften verringern. Dies kann zu erhöhter Reibung, Verschleiß und der Bildung schädlicher Ablagerungen auf den Lagerflächen führen.
Darüber hinaus kann die Wärmeausdehnung das Lagerspiel beeinflussen. Wenn die Temperatur zu stark ansteigt, können sich die Lagerkomponenten ausdehnen, wodurch sich das Spiel verringert und es möglicherweise zu einem Metall-auf-Metall-Kontakt kommt. Daher ist es wichtig, die Temperatur des Lagersystems zu überwachen und zu steuern. Um die Temperatur in einem akzeptablen Bereich zu halten, können Kühlsysteme wie Ölkühler eingesetzt werden.
7. Materialeigenschaften
Auch die bei der Konstruktion des Fluidfilm-Axiallagers verwendeten Materialien können dessen Leistung beeinflussen. Zum Beispiel,Drucklager aus Zinnbronzeist aufgrund seiner hervorragenden Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und guten Wärmeleitfähigkeit eine beliebte Wahl.
Das Material der Lagerblöcke und des Zapfens sollte entsprechend den spezifischen Betriebsbedingungen wie Belastung, Geschwindigkeit und Temperatur ausgewählt werden. Auch die Kompatibilität zwischen den Lagermaterialien und dem Schmierstoff ist entscheidend, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Leistung eines Fluidfilm-Axiallagers von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst wird, darunter die Viskosität des Schmiermittels, die Lagergeometrie, Last und Geschwindigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Verschmutzung, Temperatur und Materialeigenschaften. Als Lieferant von Fluidfilm-Drucklagern verstehen wir die Bedeutung dieser Faktoren und sind bestrebt, qualitativ hochwertige Lager bereitzustellen, die den spezifischen Anforderungen unserer Kunden entsprechen.
Wenn Sie auf dem Markt für Fluidfilm-Axiallager tätig sind und Ihre Anforderungen im Detail besprechen möchten, laden wir Sie zu einer umfassenden Beschaffungsberatung ein. Unser Expertenteam ist bereit, personalisierte Lösungen und Beratung basierend auf den individuellen Anforderungen Ihrer Anwendung bereitzustellen. Treffen Sie die richtige Wahl für Ihren Betrieb und steigern Sie die Leistung Ihrer Maschinen mit unseren zuverlässigen Lagern.
Referenzen
- Harris, TA, & Kotzalas, MN (Hrsg.). (2007).Wälzlageranalyse. Wiley.
- A. Palmgren,Kugel- und Rollenlagertechnik, SKF Industries, 1959.
- Ertel, H. (1951).Hydrodynamische Schmierung von Axiallagern. ASME Transactions, 73(4), 507 - 524.