Wenn Sie den Wasserhahn aufdrehen, haben Sie sich schon einmal gefragt, wie das tägliche Leitungswasser bis in die Rohrleitungen Ihres Hauses gelangt?
Tatsächlich ist dafür das Wasserversorgungsnetz verantwortlich.
Das Netz leitet das Wasser zuverlässig zu den umliegenden Häusern und stellt so die tägliche Versorgung sicher.
Aus mechanischer Sicht handelt es sich dabei um ein eigenständiges System, dessen Kern jeweils eine Pumpe bildet, mit der Wasser gefördert oder unter Druck gesetzt werden kann.
Für die Wasserpumpe ist ein besonders kritisches Bauteil eine Lagerart mit der Bezeichnung Doppelschrägkugellager, die auch als doppelt wirkende Axialkugellager bezeichnet werden.
Vor Kurzem unterstützte LILY Bearing einen nordamerikanischen Kunden erfolgreich bei der kundenspezifischen Auslegung von Doppelschrägkugellagern für Wasserpumpen.
Pumpenausfall beim Kunden und erste Befunde
Nach Angaben des Kunden zeigten die Betriebsdaten eines bestimmten Modells seiner Wasserpumpen Auffälligkeiten.
Die Motorlager verursachten ungewöhnliche Geräusche und waren von starken Vibrationen begleitet.
Aus den vom Pumpenmotor erfassten Daten ging hervor, dass die Schwingungswerte an beiden Motorenden stark anstiegen; der Beschleunigungsspitzenwert betrug 210mm/s2, der maximale Hüllkurvenwert 580mm/s2, wodurch der Alarm für erhöhte Werte ausgelöst wurde.
Obwohl das vorherige Lagermodell nicht eindeutig zu erkennen war, schlossen die Ingenieure von LILY Bearing anhand der vom Pumpenmotor gezeigten Spektrumsmerkmale sowie der Nenndrehzahl und Nennleistung des Motors auf einen Lagerfehler als Ursache der Pumpenstörung.
Wie erwartet zeigte sich nach der weiteren Demontage und Prüfung, dass die Wälzkörper der Lager deutliche Beschädigungen aufwiesen.
Einsatz von doppelt wirkenden Axialkugellagern
Nach eingehender Analyse entschieden sich die Ingenieure von LILY Bearing, in den Wasserpumpen des Kunden doppelt wirkende Axialkugellager einzusetzen.
Dabei berücksichtigten sie sorgfältig mehrere wesentliche Faktoren für doppelt wirkende Axiallager.
Zu diesen Faktoren zählen die Lastrichtung, die Lastgröße, die Drehzahl sowie die jeweilige Einsatzumgebung des Lagers und weitere Einflussgrößen.
Lageraufbau und funktionale Merkmale
Konstruktiv zählen doppelwirkende Axialkugellager zu den zerlegbaren Axialkugellagern.
Wellenring, Gehäusering und Käfig-Kugel-Einheit sind weitgehend voneinander unabhängig und lassen sich einfach sowie schnell montieren.
Zugleich gewährleisten die Kugeln als Wälzkörper in doppelwirkenden Axialkugellagern eine hohe Leistungsfähigkeit bei gleichzeitig höchster Drehzahl.
Belastungsrichtung und axiale Positionierung
Hinsichtlich der Belastungsrichtung besteht ein wesentliches Merkmal doppelwirkender Axialkugellager darin, dass sie Axiallasten in beide Richtungen aufnehmen können, jedoch keinerlei Radiallasten.
Daher ermöglichen doppelwirkende Axialkugellager die axiale Positionierung in beide Richtungen.
Außerdem begrenzen sie die axiale Verschiebung in beiden Richtungen.
Zudem können doppelwirkende Axialkugellager in beiden Richtungen axial positioniert werden.
Werkstoffauswahl und Wärmebehandlung
Im Hinblick auf Werkstoff und Wärmebehandlung sollten Welle, Wälzkörper und Außenring der doppelwirkenden Axialkugellager für Pumpen aus hochwertigem Wälzlagerstahl gefertigt sein.
Die Welle wird mittels moderner Oberflächen-Hochfrequenzhärtung behandelt, damit der Kern eine höhere Zähigkeit aufweist, was die Lebensdauer der doppelwirkenden Axialkugellager deutlich verlängern kann.
Hinweise zur Schmierung
Hinsichtlich der Schmierung empfehlen die Ingenieure von Lily, doppelwirkende Axialkugellager lebensdauergeschmiert mit hochwertigen Schmierstoffen auszuführen, die den Anforderungen an Temperaturbeständigkeit und Wasserbeständigkeit im Betrieb gerecht werden.
Darüber hinaus ist bei diesen doppelt wirkenden Axiallagern die Schmierstoffmenge von entscheidender Bedeutung.
Eine zu geringe Schmierung bewirkt nur wenig; eine zu große Schmierstoffmenge führt dagegen zu hohen Reibungsverlusten und beeinträchtigt die Drehzahl von Doppelreihen-Axiallagern.
Hinweise zur Montage und Installation
Darüber hinaus gaben die Ingenieure von Lily Bearing auch Hinweise zur Montage von doppeltwirkenden Axialkugellagern.
Bei der Installation müssen die Achse der Welle und die Bohrung des Gehäuses konzentrisch ausgerichtet sein, da es andernfalls zu einer zu hohen Spannungsüberhöhung und damit zu vorzeitigem Lagerschaden kommt.
Um dieses unerwünschte Phänomen zu vermeiden, kann ein definierter Abstand zwischen dem Außendurchmesser des Lagergehäuses und der Lagergehäusebohrung eingehalten werden, beispielsweise ein radiales Spiel von 0.5 mm bis 1 mm.
Außerdem sollten ihre Achslinie und die Auflagefläche des Gehäuses senkrecht zueinander stehen. Im Betrieb darf die Welle weder verkantet noch durchgebogen sein.
Ist die Welle verkantet oder durchgebogen, führt dies zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung und kann sogar einen vorzeitigen Lagerausfall verursachen.
Kundenfeedback und Anwendungsnutzen
Letztlich bewertete der Kunde die oben beschriebene Lösung mit doppeltwirkenden Axialkugellagern sehr positiv.
Das positive Feedback war im Wesentlichen auf die langjährige Fertigungserfahrung von Lily zurückzuführen.
Bereits vor einigen Jahren hatte der Kunde die doppeltwirkenden Axialkugellager von Lily ins Auge gefasst und mehrere Modelle wie 52307, 52304 M, 52218 mehrfach eingesetzt.
Doppeltwirkende Axialkugellager sind nur ein Teil der umfangreichen Serie von Axialkugellagern.
Dieser Bereich umfasst unterschiedliche Ausführungen doppeltwirkender Axialkugellager sowie CAD-Zeichnungen zum kostenlosen Download und mehr.
Neben der doppeltwirkenden Ausführung umfasst diese Serie auch einseitig wirkende Axialkugellager, die Kunden ebenfalls dabei geholfen haben, Lagerausfälle in Anlagen wie Druckreglern zu beheben.
Darüber hinaus spielten Professionalität und guter Service ebenfalls eine entscheidende Rolle.
Um die geeigneten Lager auszuwählen, berücksichtigten die Ingenieure sowohl verschiedene technische Parameter als auch die Einsatzbedingungen des Kunden.
Wenn standardisierte doppeltwirkende Axialkugellager die Anforderungen nicht erfüllten, griff man auf Sonderlager zurück, also auf kundenspezifisch ausgelegte doppeltwirkende Axialkugellager.
Ihr einziges Ziel besteht darin, Kunden bei der Auswahl der besten Lagerlösung zu unterstützen.
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