Lager sind zentrale Antriebskomponenten in der Stahlwalz- und Nichteisenmetallverarbeitung. Bei der Auswahl oder dem Austausch von Lagern konzentrieren sich die Mitarbeiter vor Ort oft primär auf die Maßkompatibilität. Die folgenden technischen Faktoren werden häufig vernachlässigt, obwohl sie die Lagerlebensdauer, die Anlagenstabilität und die Anlageneffizienz direkt beeinflussen.
Die Betriebsbedingungen sollten Priorität haben – nicht die Marke oder ein generisches Modell.
Walzwerkslager sind keine gewöhnlichen Industrielager. Die Belastung variiert stark zwischen Warm-, Kalt-, Vor- und Fertigwalzpositionen. Stützwalzen von Warmwalzwerken nehmen sehr hohe Radialkräfte auf und verwenden üblicherweise vierreihige Zylinderrollenlager mit separaten Axiallagern. Kaltwalzwerke erfordern anwendungsspezifische Lösungen: Hochgeschwindigkeits-Tandemwalzwerke für dünne Bänder und die Arbeitswalzen von Sechs- oder Zwanzigwalzen-Walzwerken verwenden vierreihige Zylinderrollenlager mit separaten Axiallagern; ältere, langsam laufende Vierwalzen-Kaltwalzwerke und Kaltarbeitswalzen für mittel- und grobblechige Bleche verwenden häufig vierreihige Kegelrollenlager zur Aufnahme kombinierter Radial- und Axialkräfte. Die Spindelantriebe von Walzwerken nehmen hauptsächlich hohe, einseitig gerichtete Axialkräfte auf und sollten vollrollige Kegelrollen-Axiallager verwenden. Die Auswahl muss mit der Definition des Walzwerkstyps, der Montageposition, der Lastcharakteristik und des Drehzahlbereichs beginnen, bevor die Lagerkonstruktion gewählt wird.
Die Auswirkungen von Material und Wärmebehandlung auf die Lebensdauer werden oft unterschätzt.
Lager gleicher Bezeichnung können aufgrund von Werkstoff und Wärmebehandlung eine um ein Vielfaches unterschiedliche Lebensdauer aufweisen. Ringmaterial: Unter normalen Bedingungen wird GCr15-Stangenmaterial verwendet. Geschmiedetes GCr15 ist für hohe Belastungen und starke Stöße vorzuziehen, während gegossenes ZGCr15 für besonders große, nicht standardisierte Schwerlastanwendungen eingesetzt werden kann. Bei starken Stößen bieten genormte, einsatzgehärtete Wälzlagerstähle wie 20CrNiMo, 20Cr2Ni4 und G20CrNi2Mo eine harte Oberfläche und einen zähen Kern für eine höhere Stoßfestigkeit.
Wärmebehandlung: Konventionelles Härten und Anlassen bilden die Basis. Einige hochwertige Wälzlager werden einer konventionellen Kaltbehandlung bei -70 °C bis -80 °C unterzogen, um den Restaustenitgehalt auf 5–10 % zu reduzieren. Eine Tieftemperaturbehandlung in flüssigem Stickstoff bei -196 °C senkt den Restaustenitgehalt in der Regel auf unter 3 % und verbessert so die Dimensionsstabilität und die Dauerfestigkeit erheblich.
Wälzkörpergenauigkeit: Wälzkörper in Standardlagern werden üblicherweise nicht nach Güteklassen sortiert. Hochzuverlässige Kugellager verwenden Kugeln der Güteklassen G10 oder G5; die Sortiertoleranz für G10 beträgt ca. 0,5 µm, während die Genauigkeit für G5 besser als 0,25 µm ist. Wälzkörper für Walzwerkslager unterliegen speziellen Genauigkeitsnormen und verwenden nicht die für Kugeln übliche Klassifizierung G5/G10.
Wenn Lager häufig ausgetauscht werden müssen oder die Lebensdauer uneinheitlich ist, überprüfen Sie, ob das gewählte Material und die Wärmebehandlung den tatsächlichen Betriebsbedingungen entsprechen.
Schmierung und Montagegenauigkeit bestimmen direkt die tatsächliche Lebensdauer
Ein erheblicher Anteil vorzeitiger Lagerausfälle im praktischen Einsatz ist nicht auf die Lagerqualität, sondern auf mangelhafte Schmierung oder unzureichende Montagegenauigkeit zurückzuführen.
Schmierung: Mühlenlager arbeiten mit hohen Drehzahlen und unter hoher Belastung. Bei offenen, ungedichteten Lagern mit Fettschmierung beträgt die Füllmenge üblicherweise 30–50 % des freien Innenvolumens. Dabei wird bei hohen Drehzahlen der niedrigere, bei niedrigen Drehzahlen und hoher Belastung der höhere Wert verwendet. Vollständig abgedichtete Mühlenlager werden mit 20–30 % Fett befüllt. Öl-Luft-geschmierte Lager werden in der Regel ohne vorgefülltes Fett geliefert. Ölgeschmierte Systeme müssen einen kontinuierlichen, stabilen Schmierfilm gewährleisten.
Montagegenauigkeit: Nach der Einstellung des Lagerspiels muss die Dicke des Distanzstücks streng kontrolliert werden; andernfalls kann es zu einem Blockieren des Lagers oder zu einer übermäßigen axialen Bewegung kommen.
Werksinspektion: Das Lagerschmiedematerial wird per Ultraschall auf innere Lunker, Schichtfehler und Risse geprüft. Fertige Ringe werden mittels Wirbelstromprüfung auf Oberflächenrisse und Entkohlung untersucht; die Ultraschallprüfung wird an fertigen Produkten nicht wiederholt. Da Ersatzteilstellen diese Prüfmöglichkeiten in der Regel nicht besitzen, sind sie auf die Qualitätskontrollen des Lieferanten angewiesen.
Wenn ein Lager durchbrennt, Geräusche macht oder ähnliche Probleme aufweist, sollten Sie zuerst die Schmierung und die Montage überprüfen, bevor Sie auf einen anderen Lagertyp umsteigen.
Abschluss
Bei der Auswahl eines Wälzlagers geht es nicht darum, das teuerste oder günstigste Produkt zu wählen, sondern die Lösung zu finden, die optimal zu den Betriebsbedingungen passt. Häufige Schäden durch verbrannte Axiallager, die Unfähigkeit, die Walzendrehzahl zu erhöhen, und eine übermäßig kurze Lebensdauer lassen sich oft durch eine korrekte technische Beurteilung bei der Auswahl vermeiden.