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Alles, was Sie über die Ursachen von Lagerausfällen und vorbeugende Maßnahmen wissen sollten
Ein Lagerausfall liegt vor, wenn ein Lager seine erwartete Lebensdauer oder Leistung nicht erreicht, was zum Ausfall der Maschinenwelle oder sogar zur Beschädigung von Teilen neben dem Lager führt. Die Folgen eines Lagerausfalls können weitreichende Folgen für Ihre Anlage haben. Mögliche Szenarien umfassen unter anderem erhöhte Ausfallzeiten, hohe Wartungskosten, verspätete Lieferungen, Umsatzeinbußen und in einigen extremen Fällen potenziell lebensbedrohliche Bedingungen für die Arbeitnehmer. Wenn Lager ausfallen, kann sich das negativ auf Ihre Anlage, Ihren Ruf und Ihr Geschäftsergebnis auswirken. Allerdings gibt es einige Vorsichtsmaßnahmen, die Sie treffen können, um die Lebensdauer Ihrer Lager zu verlängern und unsachgemäßen Lagerverschleiß vorzubeugen.
Wir wissen, wie frustrierend es sein kann, wenn ein Lagerausfall in Ihrer Anlage zu kostspieligen Ausfallzeiten führt und Sie oft aus der normalen Lieferkette verdrängt. Bei AUBWir sind bestrebt, über 8000 Lagertypen von hoher Qualität anzubieten, darunter Rillenkugellager, Dünnringlager, Schrägkugellager, Axiallager, Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager, Pendelrollenlager usw., um Ihnen einen besseren Service zu bieten Ihre Kunden mit kürzeren Bearbeitungszeiten.
Einfach ausgedrückt: Immer wenn ein Lager seine erwartete Lebensdauer oder sein erwartetes Leistungsniveau nicht erreicht, spricht man von einem Lagerausfall. Lagerausfälle sind komplexer, als Sie vielleicht denken, und selbst bei sorgfältiger Planung und ordnungsgemäßer Wartung können sie in ihrer Anwendung unerwartet oder vorzeitig ausfallen. Unvollständigen Statistiken zufolge erreichen weniger als 30 % der Lager in ihrer Anwendung ihre festgelegte Ermüdungsgrenze und „verschleissen“. Basierend auf jahrelanger Erfahrung in der Lagerherstellung fasst AUB mehrere häufige Ursachen für Lagerausfälle zusammen:
Unzureichende oder falsche Schmierung
Luftverschmutzung
Unsachgemäße Handhabung und Installation
Überlastung
Andere Gründe
Was soll ich tun, wenn das Lager ausfällt?
Lager sind für die ordnungsgemäße Funktion Ihrer Maschine von entscheidender Bedeutung. Wenn Sie also im Betrieb ein schreckliches Geräusch hören, müssen Sie schnell handeln. Dies ist wahrscheinlich ein Hinweis auf einen Lagerschaden. Lagerausfälle erfordern sofortige Aufmerksamkeit, da sie in Ihrer Anlage zu allen möglichen frustrierenden Problemen führen können, wie zum Beispiel:
Ungeplante Ausfallzeiten
Erhöhte Ausfallzeiten
Produktivitätsverlust
Reduzierte Betriebseffizienz
Verpasste Lieferzeiten
Erhöhte Betriebskosten
Unvollständigen Statistiken zufolge kann der Verlust zwischen 50 und 25,000 US-Dollar pro Stunde liegen, wenn ein 50,000-Dollar-Lager in einer Multi-Millionen-Dollar-Maschine nicht mehr läuft. Als nächstes erörtert AUB die vier Stadien des Lagerausfalls und seine gemeinsamen Erscheinungsformen im gesamten Spektrum.
Was Sie über die Phasen des Lagerausfalls wissen müssen
Wie wir bereits besprochen haben, drehen sich Lager nicht ewig. Wenn nicht die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, kann es zu Schäden an den Lagern und einer verkürzten Lebensdauer kommen. Woher wissen wir also, ob ein Lager kurz vor dem Ausfall steht? Zunächst müssen wir verstehen, dass es vier verschiedene Stadien des Lagerausfalls gibt.
Stufe
Im ersten Stadium werden wir kleine Grübchen in den Lagerlaufbahnen sehen, und die Ultraschallfrequenz des Wälzkörpers im Spektrum liegt nicht im normalen Bereich. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass das Lager zu diesem Zeitpunkt normal funktioniert, wenn wir beispielsweise das Frequenzspektrum des Lagers bei etwa 20,000–60,000 Hz testen. Dies ist zwar kein Grund, das Lager auszutauschen, kann aber auf einen Mangel hinweisen Schmierung zwischen den Laufbahnen und Wälzkörpern.
Stufe
Sobald Sie das zweite Stadium des Ausfalls erreicht haben, werden Sie normalerweise feststellen, dass der Lagerdefekt mit seiner Eigenfrequenz im Bereich von 500 bis 2,000 Hz zu klingeln beginnt. Häufig handelt es sich bei diesen Frequenzen tatsächlich um Resonanzen der Lagerkomponenten (z. B. Laufringe oder Wälzkörper) oder der Lagerstützstruktur. Es ist zu beachten, dass Wartungseinrichtungen zu diesem Zeitpunkt in den Zeitplan aufgenommen werden sollten.
Stufe
In diesem Stadium werden die Frequenzniveaus von Lagerdefekten deutlicher und es treten Harmonische im Frequenzspektrum auf. Die Bestimmung der Verschlechterungsrate ist von entscheidender Bedeutung, wenn Sie ein Problem beheben, bei dem Sie deutlich Defekte in der Laufbahn erkennen können. Darüber hinaus sollten Lager (sowohl in kritischen als auch in nicht kritischen Maschinen), die dieses Stadium des Ausfalls erreicht haben, umgehend ausgetauscht werden.
Stufe
Lager erreichen dieses Stadium am Ende ihrer Nutzungsdauer und Sie werden eine Zunahme des Maschinengeräuschs auf allen Ebenen bemerken, was wiederum ein zufälliges Breitbandspektrum erzeugt. „Der hochfrequente Grundrauschen und die Amplitude des HFE können tatsächlich abnehmen, aber das ist ein Zeichen dafür, dass das Lager kurz vor dem Ausfall steht. Kurz gesagt besteht das Ziel darin, zu verhindern, dass das Lager dieses Stadium erreicht. Wenn dies jedoch der Fall ist, muss es sofort ausgetauscht werden. Die Verwendung dieser vier Stufen und die Identifizierung der Stufe, in der sich ein Lager befindet, ist von entscheidender Bedeutung, da sie Ihnen nicht nur dabei hilft, einen genauen Plan für die vorausschauende Wartung zu erstellen, sondern Ihnen auch dabei hilft, den effizienten Betrieb Ihrer Maschinen aufrechtzuerhalten und kostspielige ungeplante Ausfallzeiten zu verhindern.
Häufige Ursachen für Lagerausfälle
Wenn ein Lager ausfällt, bedeutet dies, dass die Maschine ausfallen kann und daher die Maschine selbst beschädigt werden kann und eine Fehlfunktion aufweist. Unabhängig davon, ob in Ihrer Anlage in letzter Zeit Lagerausfälle aufgetreten sind oder nicht, verschleißen die Lager jede Betriebsminute, und das ist normal. Sie können wahrscheinlich eine Reihe von Ursachen für Lagerausfälle zusammenfassen, von denen einige häufiger vorkommen als andere. Unvollständigen Statistiken zufolge sind über 70 % der Lagerausfälle auf unsachgemäßen Einbau, schlechte Schmierung oder Verschmutzung zurückzuführen. Hier ist eine von AUB zusammengefasste Tabelle der Lagerausfälle, um die Statistiken hinter den häufigsten Ursachen von Lagerausfällen besser darzustellen. Werfen wir einen genaueren Blick auf die 13 häufigsten Ursachen für Lagerausfälle, da sie sich auf Ihren Herstellungsprozess und letztendlich auf Ihr Endergebnis auswirken.
1. Schmierungsfehler
Laut einer aktuellen Studie sind bis zu 80 % der Lagerausfälle auf Schmierungsfehler zurückzuführen. Dazu gehört auch unzureichend Schmierung, Verwendung des falschen Schmiermittels oder übermäßige Temperaturen, die das Schmiermittel beschädigen. Dies sollte einer der ersten Gründe sein, die bei der Inspektion eines defekten Lagers berücksichtigt werden müssen. Um eine ordnungsgemäße Schmierung zu gewährleisten, muss bei Betriebstemperatur eine ausreichende Viskosität vorhanden sein. Achten Sie bei der Fehlersuche auf stark polierte oder verfärbte Lagerlaufbahnen, um festzustellen, ob die Laufflächen bei Betriebstemperaturen nicht ausreichend viskos sind.
Überschmierung ist genauso schädlich wie Unterschmierung. „Unzureichende Schmierung führt zu Metall-zu-Metall-Kontakt, und Überschmierung führt zu Hitzestau und Reibung, da die Wälzkörper ständig versuchen, überschüssiges Fett wegzudrücken.
2. Käfigschaden
Es gibt viele Gründe für Käfigschäden. Zu den häufigsten Problemen gehören Vibrationen, Überlastung, zu hohe Geschwindigkeit, Verschleiß oder Verstopfung.
3. Verschmutzung und Korrosion
Verunreinigungen wie Schmutz, Sand und Wasser können im Lagerbetrieb zu Lagerschäden führen, und natürlich können auch Chemikalien und korrosive Produkte negative Auswirkungen auf die Lager haben. Diese Schadstoffe verkürzen die Lebensdauer des Schmierfetts, zerstören den Ölfilm, verursachen Korrosion der Lageroberfläche und erzeugen abrasive Partikel in der Laufbahn. Daher ist es wichtig, den Arbeitsbereich, die Werkzeuge und Vorrichtungen sauber zu halten, da dies Lagerausfälle und Verunreinigungen verhindern kann.
4. Bogen
Dieser Fehler, auch „Lichtbogenkorrosion“ genannt, tritt auf, wenn ein elektrischer Strom durch das Lager fließt und die Kontaktflächen zwischen den Laufringen und Wälzkörpern zerstört, wodurch an bestimmten Stellen hohe Temperaturen entstehen. Dadurch entstehen Vertiefungen in den Laufbahnen und Wälzkörpern, die das Lager beschädigen können.
5. Unsachgemäße Installation
Die Montage des richtigen Lagers auf einer maßgenauen Welle ist von entscheidender Bedeutung. Wenn nicht, kann es zu zwei Problemen kommen:
1. Wenn die Welle überdimensioniert oder aufgebläht ist, führt dies zu einem festen Sitz und verringert das Innenspiel des Lagers.
2. Wenn die Welle zu klein ist oder die Passung zu locker ist, kriecht das Lager auf der Welle, verschleißt und erzeugt Hitze, was schließlich zu Vibrationen und Rundlaufproblemen führen kann.
6. Müdigkeit
Unter Ermüdungsversagen versteht man den Bruch der Lageroberfläche während des Betriebs, wodurch winzige, abgelöste Partikel abfallen und ein Lagerversagen verursacht wird. Die Lagerermüdung schreitet fortschreitend voran, und sobald sie auftritt, breitet sie sich im Laufe des Lagerbetriebs weiter aus. Dies geschieht im Allgemeinen am Ende der erwarteten Lebensdauer des Lagers, eine Ermüdung des Lagers aufgrund übermäßiger Belastungen ist jedoch nicht ausgeschlossen.
7. Brinell-Einkerbung
Wenn die Belastung die Elastizitätsgrenze des Lagerringmaterials überschreitet, entstehen bleibende Vertiefungen in den Laufbahnen, die zu erhöhten Vibrationen führen. Es gibt zwei Arten von Brinell-Einrückungen:
Echter Brinell-Eindruck: verursacht durch Belastungen, die die Elastizitätsgrenze des Lagermaterials überschreiten.
Falsche Brinell-Einkerbung: Verursacht durch Vibrationen oder Wackeln zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen.
8. Luxation
Eine Fehlausrichtung kann zu übermäßigen Vibrationen und Belastungen des Lagers führen, und nicht alle Lager sind selbstausrichtend. AUB kommt zu dem Schluss, dass zu den häufigsten Ursachen für Fehlausrichtungen Wellenverbiegung, Schmutz oder Grate an der Welle oder den Gehäuseschultern, Wellengewinde nicht im rechten Winkel zum Wellensitz und Sicherungsmutterflächen nicht im rechten Winkel zum Wellensitz auf der Gewindewelle gehören . Um Fehlausrichtungen vorzubeugen, weist AUB auf einige Best Practices hin: Stellen Sie sicher, dass die Welle und das Gehäuse regelmäßig überprüft werden, verwenden Sie Sicherungsmuttern in Präzisionsqualität und passen Sie das Gehäuse nach Bedarf an.
9. Pfadmodus
Um die Betriebsbedingungen eines Lagers besser zu verstehen, ist es am besten, das Verschleißverlaufsmuster eines zerlegten Lagers zu untersuchen, das bereits in Betrieb genommen wurde. Durch Fehleranalysetests und das Verständnis normaler/anormaler Verschleißpfade ist es möglich, richtig zu beurteilen, ob ein Lager unter idealen Bedingungen arbeitet.
10. Auswahl und Wartung der Dichtung
Vollständig abgedichtete Lager verhindern Verunreinigungen und stellen sicher, dass die Schmierung nicht beeinträchtigt wird. AUB stellt einige Richtlinien für die Auswahl und Pflege von Siegeln bereit:
Verwenden Sie Dichtungen, die den gewählten Umgebungs-/Betriebsbedingungen der Anlage standhalten.
Wenn möglich, installieren Sie eine äußere Abschirmung, um zu verhindern, dass sich Schmutz auf und um die Dichtung herum ansammelt.
Planen Sie immer Routineinspektionen der Radiallippendichtungen auf Flexibilität, Verhärtung, Rissbildung und Wellenkontakt ein.
Auf Undichtigkeiten prüfen und beschädigte Dichtungen umgehend austauschen.
Vermeiden Sie es, überschüssiges Fett von den Lippendichtungen zu entfernen. Dies kann dazu führen, dass sie ihre Wirksamkeit verlieren und in einigen schweren Fällen aus ihrer Hülle fallen.
Gehen Sie vorsichtig vor, wenn Sie beim Reinigen Wasser, Dampf oder Druckluftspray verwenden. Es kann leicht passieren, dass die Dichtung versehentlich beschädigt wird und Verunreinigungen in das ansonsten saubere Innere des Lagers gelangen.
Wenn Sie große Maschinen zerlegen, vermeiden Sie das Heben mit Ketten, Drahtseilen oder schmutzigen Schlingen, die die Dichtflächen zerkratzen können. Wenn die Kontaktflächen der Dichtung abgenutzt sind, müssen Sie sie auf jeden Fall neu bearbeiten und auf die ursprüngliche Oberflächenbeschaffenheit und Durchmesserspezifikation schleifen.
11. Überlastung
Übermäßige Belastungen von Lagern sind eine häufige Ausfallursache. Sie können eine Überlastung beheben, indem Sie die Belastung des Lagers verringern oder ein Lager mit höherer Kapazität in Betracht ziehen.
12. Unsachgemäße Handhabung und Lagerung
Kurz gesagt: Eine unsachgemäße Lagerung von Lagern kann später zu Problemen führen, da sie äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit, Staub und wechselnden Temperaturen ausgesetzt sind. Problematisch wird die Handhabung, wenn der Karton geöffnet wird oder das Verpackungsmaterial vorzeitig reißt, da die Lager dadurch Schmutz und korrosiven Elementen ausgesetzt werden. AUB empfiehlt, unbedingt auf Feuchtigkeit und Temperatur zu achten, da diese in Lagerbereichen zu Rost oder freiliegenden Lagern führen können.
13. Unzureichendes Innenspiel
Nicht zuletzt wirken sich solche Ausfälle auf die Reibung, die Lastzonengröße und die Ermüdungslebensdauer des Lagers aus. Wenn die Lagerspiel nicht ausreicht, kann es zu einer übermäßigen Hitzeentwicklung kommen. Wie wir bereits besprochen haben, sind hohe Temperaturen nicht gut für Lager und können neben anderen bereits aufgeführten Problemen auch zu Schmierung und innerer Reibung führen. Wir haben die häufigsten Arten von Lagerausfällen zusammengefasst. Wie kann man Lagerausfällen vorbeugen? Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie Sie die besten Präventionsmaßnahmen in Ihrer Anlage umsetzen können!
Vorbeugende Maßnahmen bei Lagerausfällen
Lager haben unter normalen Betriebsbedingungen eine relativ lange Lebensdauer, aber da sie eine feste Lebensdauer haben, ist es irgendwann unvermeidlich, dass Lager ausfallen. Tatsächlich erreichten unvollständigen Statistiken zufolge weniger als 1 % (konkret 0.35 %) der Wälzlager nicht die erwartete Lebensdauer. Der Schlüssel zur Vermeidung von Anlagenstillständen und Produktivitätsverlusten liegt in der Vermeidung vorzeitiger Lagerausfälle, die auf Lagerschäden zurückzuführen sind. Dies trägt nicht nur dazu bei, vorzeitige Ausfälle zu verhindern, sondern trägt auch dazu bei, dass Ihr Fertigungsprozess reibungslos läuft.
Die meisten der oben besprochenen Lagerausfälle lassen sich auf eine kleine Reihe von Ursachen zurückführen, die nicht nur miteinander zusammenhängen, sondern auch reparierbar sind.
Diese Ursachen sind Einbau/Ausrichtung, Schmierung, Überlastung, Umwelteinflüsse und falsche Lagerung.
Warum die richtige Montage und Ausrichtung der Lager wichtig ist
Beim Einbau der Lager müssen geeignete Werkzeuge, Öfen und Induktionsheizgeräte verwendet werden. Achten Sie darauf, eine Fehlausrichtung oder Wellendurchbiegung zu vermeiden, da dies bei der Montage von Lagern mit separaten Komponenten wichtig ist. Wenn die Komponenten nicht richtig ausgerichtet sind, kommt es mit der Zeit zu einem abnormalen Verschleiß der Lager. Nach dem Einbau gemäß den Anweisungen des Herstellers ist es die beste Vorgehensweise, das Lager gründlich zu spülen und mit Schmiermittel zu reinigen. Tragen Sie außerdem unbedingt eine letzte Menge Schmiermittel auf, bevor Sie die Maschine verwenden.
Gemäß den Herstellerrichtlinien schmieren
In Lagern wird die Schmierung eingesetzt, um Roll- und Gleitflächen vollständig mit einem dünnen Ölfilm zu bedecken und so den Kontakt von Metall auf Metall zu verhindern. Fett wird häufig verwendet, weil es einfacher zu handhaben ist, während Ölschmierung häufig bei Hochtemperatur- oder Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet wird. Häufige Schmierungsausfälle sind zurückzuführen auf:
Verwendung des falschen Schmiermittels
Zu wenig Fett/Öl oder zu viel Fett/Öl
Gemischtes Fett/Öl
Fett/Öl durch Gegenstände oder Wasser verunreinigt
Verwenden Sie eine angemessene Lagerbetriebsbelastung
Betriebsbedingte Belastungen der Lager können die Lagerlebensdauer beeinträchtigen.
Eine zu geringe Belastung des Lagers führt dazu, dass die Wälzkörper durchrutschen und falsch belastet werden.
Eine zu hohe Belastung kann zu Überlastung und vorzeitiger Ermüdung führen.
Die ersten Anzeichen solcher Probleme sind meist ungewöhnliche Geräusche und/oder erhöhte Temperaturen. Die ideale Lagertemperatur liegt unter 100 Grad Celsius. Es ist wichtig zu beachten, dass die Lagertemperatur normalerweise beim Anfahren ansteigt und sich bei einer Temperatur einpendelt, die etwas unter der Anlauftemperatur liegt (Bereich 10 bis 40 Grad Celsius über Raumtemperatur). Aus diesem Grund ist es wichtig, sicherzustellen, dass Vibrationen in den zugehörigen Geräten isoliert werden, denn wenn sie nicht isoliert sind, können sie ungewöhnliche Geräusche und einen ungleichmäßigen Betrieb verursachen.
Berücksichtigen Sie die Auswirkungen auf die Umwelt
Wenn dies nicht berücksichtigt wird, gibt es viele Betriebsumgebungen, in denen selbst die besten Lager beschädigt werden und zum Ausfall führen können.
Staub und Schmutz kann Lager sehr schnell verunreinigen. Stellen Sie sicher, dass Sie geeignete Versiegelungstechniken verwenden, um diese Art von Kontamination zu verhindern.
Aggressive Medien oder Wasser – Dies ist ein weiteres Beispiel, bei dem eine ordnungsgemäße Abdichtung von entscheidender Bedeutung ist.
Externe Wärme – Die Anforderungen an die Betriebsumgebungstemperatur bieten vielfältige Optionen in Bezug auf radiales Innenspiel, Hochtemperaturschmiermittel, intermittierenden oder kontinuierlichen Betrieb und andere Faktoren, die sich auf die Lagerlebensdauer auswirken.
Stromdurchgang oder elektrolytische Korrosion – Wenn Strom durch die Wälzkörper eines Lagers fließt, können die Funken Lochfraß oder Rillen in den Lageroberflächen verursachen. Sie können dies beheben, indem Sie Isoliermaterial am oder im Lager verwenden oder einen Bypass-Stromkreis für den elektrischen Strom schaffen.
Lagern Sie Ihre Lager aktiv
Heutzutage halten die meisten Betriebe die Anzahl der Ersatzteile, die sie in den Geschäften haben, auf ein Minimum.
Dank vorbeugender Wartung (wie den anderen oben genannten Maßnahmen) können Anlagen potenzielle Ausfälle früher erkennen.
Das bedeutet, dass Betriebe die beschädigten Lager bestellen und austauschen können, bevor eine ganze Maschine ausfällt, wodurch die Notwendigkeit, Ersatzlager in den Regalen zu lagern, praktisch überflüssig wird.
Wenn in Ihrer Einrichtung Lager gelagert und in Regalen aufbewahrt werden müssen, achten Sie darauf, diese aktiv zu lagern. Dies kann durch häufiges Drehen oder Drehen erreicht werden.
Fazit
Lager sind im Allgemeinen sehr zuverlässig und haben unter normalen Betriebsbedingungen, selbst unter härtesten Bedingungen, eine lange Lebensdauer. Wenn ein Lager vorzeitig ausfällt, liegt das meist an vermeidbaren Ursachen. Aus diesem Grund ist es von entscheidender Bedeutung, die Grundursachen identifizieren zu können, um zukünftige Ausfälle durch vorbeugende Maßnahmen und daraus resultierende Probleme zu verhindern. Die genaue Diagnose und Fehlerbehebung von Lagerausfällen zur frühzeitigen Behebung von Problemen trägt dazu bei, Wiederholungsausfälle und andere Probleme zu vermeiden, mit denen Ihre Anlage möglicherweise konfrontiert wird, wie z. B. verringerte Betriebseffizienz, erhöhte Ausfallzeiten und Umsatzeinbußen. Als führender Lagerhersteller in China ist AUB bestrebt, qualitativ hochwertige, authentische Lager bereitzustellen, um die Erwartungen der Kunden zu erfüllen. Wenn Sie auf der Suche nach einem vertrauenswürdigen Lagerhersteller sind, können Sie versuchen, eine Zusammenarbeit mit AUB aufzubauen.
