antriebstechnik 1-2/2017

WÄLZ- UND GLEITLAGER
Upgrades für extreme Lasten
Lagerauswahl bei der Modernisierung von Walzwerken
01 Walzen-Biegespannung
Aktuell werden Walzwerke
marktweit mit niedrigen
Investitionen in neue Ausrüstung
und hohen Anforderungen an die
Produktionsmengen konfrontiert.
Die Werke altern, aber ihre
Einsatzbelastung nimmt zur
Steigerung der Produktivität stark
zu. Dementsprechend wird nach
der Modernisierung von
Walzwerken verlangt. Die Auswahl
des geeigneten Lagers kann hier
wesentlich dazu beitragen, eine
erfolgreiche Modernisierungslösung
zu finden.
Nicolae Tudor ist Principal Application
Engineer bei Timken Europe in Ploiesti,
Rumänien
In Walzwerken müssen sowohl Lager als
auch Walzen bei hohen Temperaturen,
Lasten und Geschwindigkeiten Leistungen
erbringen – eine überaus anspruchsvolle
Anwendung. Während des Walzvorgangs
rotiert die Walze, während gleichzeitig
der Walzendruck über die Lager auf das
Walzgut übertragen wird. Ein Punkt auf
dem Walzenzapfen ist einer Zugspannung
mit einem Maximalwert von σ max
ausgesetzt,
während der diametral entgegengesetzte
Punkt einer Druckspannung von
mindestens σ min
ausgesetzt ist. Wenn sich
die Walze um 180° dreht, tauschen diese
Punkte ihre Positionen und Belastungen,
und die Spannung entwickelt sich von σ max
zu σ min
= –σ max
. Im Laufe der Zeit wechselt
die Materialbeanspruchung an diesen beiden
Punkten vielmals zwischen den beiden
Grenzwerten (eine komplette Umkehrung
je Umdrehung). Daher ist der Abschnitt des
Walzenzapfens zwischen dem Lager und
dem Ballen (der Verrundung) einer alternierend
symmetrischen, zyklischen Biegespannung
ausgesetzt, die mit der Rotation
der Walze fluktuiert. Es bedarf einer sorgfältigen
Bewertung, um die maximal zulässige
Spannung zu ermitteln und die geometrischen
Eigenschaften des Übergangs zwischen
Walzenzapfen- und Ballendurchmesser zu
bestimmen (d. h. Fasen und Rundungsradien)
und so die Auswirkungen der Spannungskonzentration
zu kontrollieren.
Timken bietet Anwendern folgende in
genieurtechnische Unterstützung für die
Modernisierung von Walzenzapfen:
n Optimierung des Walzendesigns durch
Maximierung des Walzenzapfendurchmessers
02 Optimierung des
Walzenzapfendurchmessers
03 Zusammengesetzter Rundungsradius
n Konstruktionsunterstützung für einen
zusammengesetzten Rundungsradius
n Auswahl von Lagern mit einem kleineren
Querschnitt (größere Bohrung, gleicher
Außendurchmesser*, gleiche oder kleinere
* Die Modernisierungslösung geht davon aus, dass
dieselben Einbaustücke verwendet werden, was
Lager mit demselben Außendurchmesser erfordert
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