KEM Konstruktion Mobile Maschinen 2017

MASCHINENELEMENTE WÄLZ-

MASCHINENELEMENTE WÄLZ- & GLEITLAGER Grundlegend basiert die Effizienz und Gebrauchsdauer immer auf dem Zusammenspiel von Eingangsgrößen (X), wie Flächenpressung und Geschwindigkeit, und den weiteren Eigenschaften des Tribosystems selbst. Diese bestimmen etwaige Werkstoff- und Energieverluste sowie die erzielten optimalen Outputwerte (Y) beanspruchung auf Dreikörper-Abrasionsverschleiß nicht vermieden werden. Optimierte Reibungsflächen müssen daher in Abhängigkeit zur Abrasivkornhärte in einem ausgewogenen Verhältnis von Härte zu Zähigkeit stehen. Die Gebrauchsdauer wird erheblich erhöht,wenn die Abnutzung lange Zeit im Low-wear-Bereich verbleibt. Unbefriedigende Gebrauchsdauer und Ausfälle In vielen Fällen ist die Ursache für den Ausfall der Lagerungen bei Pulverisierern und Zangen die Wahl nichtangepasster Lagermaterialien und Geometrieausführungen. So ist z. B. häufig die statische Belastbarkeit der Dauereinwirkung durch Stöße nicht gewachsen. Plastizitäten können dann z. B. wegen des „Eierschaleneffektes“ vorzeitige Ausfälle hervorrufen. Mikrogeometrischer Aufbau der Werkstoffe Die Werkstofffamilie basiert auf verschiedenen chemisch komponierten Spezialstählen mit Feingefügen in Verbindung mit Mikro - legierungen. Die Lager, gepaart mit Gegenkörperachsen aus randschichtgehärteten Vergütungs- oder Einsatzstählen, laufen im Mischreibungsgebiet verschleißarm und sind beständig gegen Stoß. Wesentliche Gestaltungsmerkmalen sind Mikrogeometrien mit multiplen oberflächennahen Schichten durch spezielle thermochemische Verfahren auf diverse angepasste Wärmebehandlungen des Grundwerkstoffes. Die oberflächennahe Kontaktschicht ist als Verbundwerkstoff intensiv mit dem Grundwerkstoff verklammert. Von Bedeutung für den Verschleißablauf in der Tieflage ist die Einstellung der richtigen Relation von Härte und Zähigkeit. Die reaktiven Widerstandskräfte gegen die mechanische Aktionswirkung von abrasiven/oberflächenzerrüttenden Kräften aus Fluid- und Festkörper-Reibungsanteilen sind wesentlich verstärkt. Bild: Dr.-Ing.Folz Gleitlagertechnik Ist das Abrasivkorn härter als der Lagerwerkstoff, ritzt es nicht nur dessen Oberfläche, was zu erhöhter Reibung führt, sondern kann sich auch im Material einlagern und so den Gegenwerkstoff (Achse) wie mit einer Feile verschleißen. Wichtig ist das Härtegefälle der Gleitpaarung.Oftmals verstärkt die Fettschmierung den Prozess und kann deshalb kontraproduktiv sein. Ziel der Entwicklung eines Gleit-/Gelenklagers für einen Hydrozylinder muss ein Verschleißablauf in der Tieflage sein. Dazu ist die Kenntnis der Anwendung, sprich der Elemente des Tribosystems, z. B. die Kornhärte, unerlässlich Gleitlager des Typs ZFO-P sind hochverschleißfest auch bei konstanter Lastrichtung mit nur rudimentärer Schmierwirkung. Sie sind unempfindlicher gegen Abrasion und Oberflächenzerrüttung. Durch Aufbringung einer Konversionsschicht sind sie bestens gewappnet gegen Verschleiß durch Tribooxidation und Adhäsion. Die dynamische Belastung kann dabei mehr als 130 N/mm² betragen. Makrogeometrische Gestaltung Von Bedeutung ist das optimale Zusammenspiel von Härteverhältnissen, Zähigkeit, Radialspiel und Schmierung. Tests im Labor zeigen, dass die gesamte Kontaktfläche zum Gegenkörper überdeckende Rhombus-Nutenfacetten die Schmierwirkung sehr wirksam erhöhen. Durch fein- oder feinstverteilte Benetzung (Typ ZFO-P oder ZFO-Psmart), kombiniert mit hartzähen Schichtelementen, wird eine vollflächige Verringerung der Schubbeanspruchung in der Reibfläche dauerhaft erreicht. Damit sind Mischreibungszustände mit Reibungskoeffizienten von 0,08 bis 0,1 realisierbar. Die Backen bzw. Scherenschneiden drehen gleichmäßiger, Stöße werden elastischer aufgenommen. Produktivität und Nachhaltigkeit verbessern Für Anbauwerkzeuge (work-tools) hat sich eine geeignete stählerne Werkstoffmatrix mit optimierter mikro-/makrogeometrischer Gestaltung der oberflächennahen Kontaktschichten als ausschlaggebend für die Werkzeugeffizienz herausgestellt. Die Vorteile der verschleißfesten Stahlkonstruktionen kommen umso stärker zum Tragen, je anspruchsvoller die Umgebungsbedingungen sind. Gegenüber „Altkonstruktionen“ können sich die Standzeiten vervielfachen. Auch Schmierkosten lassen sich einsparen bei einer insgesamt höheren Verfügbarkeit der Werkzeuge. Die daraus resultierende Produktionssteigerung gleicht die etwas größere Anfangsinvestition Bild: Dr.-Ing.Folz Gleitlagertechnik 32 K|E|M Konstruktion MOBILE MASCHINEN 2017

Bild: Dr.-Ing.Folz Gleitlagertechnik An den inneren oberflächennahen Kontaktschichten werden die ZFO- P-Gleitlager mit an die jeweilige Anwendung angepassten, verschieden - artigen, mit diversen Schmiernuten durchsetzten Rhombusstrukturen versehen, die das Schmiermittel besser verteilen und so für einen guten Gleitfilm bei geringerem Fettbedarf sorgen; oben: verschleißfeste Gleit - lager der Marke ZFO-P mit traditioneller Rhombusstrukturierung, unten: Gleitlagermarke ZFO-Psmart mit sehr feiner Rhombusstruktur in die haltbareren Lager mehr als aus – zumal die Kosten für diese kleinen, aber entscheidenden Lagerkomponenten, neben den Gesamtpreisen der Anlagen, nur gering ins Gewicht fallen. Darüber ist das Gewusst wie einer Gleitlagerung auch im Hinblick auf Umweltschutz und Nachhaltigkeit bedeutungsvoll. Verschlissene Lager bedeuten Energie- und Werkstoffverluste und sind daher auch für eine rohstoffarme Volkswirtschaft von hoher Relevanz. bec www.dr-ing-folz.de Detaillierte Informationen zu den robusten Stahlgleitlagern: http://hier.pro/A0bHe K|E|M Konstruktion MOBILE MASCHINEN 2017 33