Herausgegeben von Redaktion ANTRIEBSTECHNIK | 26. Juni 2018
Im Kraftwerk eines britischen Energieversorgers kam es immer wieder zu Ausfällen. Grund dafür waren Schäden an den Wälzlagern von Ventilatoren. NSK empfahl, die vorhandenen Lager durch Pendelrollenlager mit SNU-Gehäusen zu ersetzen. Dadurch konnte die Lagerlebensdauer vervierfacht werden und der Kraftwerksbetreiber spart jährlich rund 130.000 Euro an Wartungs- und Stillstandskosten ein.
Bei einem britischen Energieerzeuger kam es aufgrund von Wälzlagerausfällen an zwei Industrieventilatoren zu häufigen Störungen. Die Lüfter liefen rund um die Uhr und die Lager der beiden Geräte fielen im Schnitt alle drei Monate aus. Dies führte jedes Mal zu einer umfangreichen Reparatur, für die drei Mitarbeiter jeweils zehn Stunden in Anspruch nahmen.
Der Kraftwerksbetreiber wandte sich mit der Bitte an NSK, die Ursache des Ausfalls zu ermitteln und eine verbesserte Lösung für die Speicherung zu empfehlen. Im Rahmen des AIP-Programms (Added Value Program) untersuchten Experten von NSK die Lager auf der Antriebs- und Abtriebsseite sowie die Umgebungsbedingungen.
Die beiden Industrielüfter haben die Aufgabe, die Brenner mit rund 8 m3 Luft pro Sekunde zu versorgen. Dies geschieht bei einem Druck von 13 kPa und einer Geschwindigkeit von fast 1500 Umdrehungen pro Minute. Die Ventilatoren haben einen Durchmesser von rund 3,50 Metern, sind über eine 2 Meter lange Welle ohne Getriebestufe mit einem 350 kW starken Elektromotor verbunden und fliegen fliegend. In Lagergehäusen wurden Pendelrollenlager verwendet.
Bei der Erfassung der Ist-Situation profitierten die NSK-Ingenieure davon, dass der Betreiber die beiden Lager bereits in ein Condition-Monitoring-System integriert hatte. Dennis Briggs-Price, NSK Great Britain: „Die Temperatur wird kontinuierlich gemessen, und jede Woche wurden Vibrationen gemessen.“ Im Normalzustand wurden eine Temperatur von 70 oC und Schwingungen im Bereich von 5 mm/s gemessen. Bei Temperaturen von 90 bis 100 oC und Schwingungen von 20 bis 33 mm/s wurden die Lager ausgetauscht.
Nachdem ein Lüfterlagerschaden zu einem Bruch im Rahmen führte – dieser verbindet Lüfter und Antrieb – beauftragte der Betreiber einen Dienstleister mit dem Auswuchten der Lager. Diese Maßnahme blieb jedoch erfolglos und Lagerausfälle setzten sich fort. Die Untersuchung der bestehenden Lager ergab unter anderem hohe Beanspruchungen durch Axiallasten – deutlich erkennbar an den breiteren und stärker ausgeprägten Einbuchtungen der Wälzkörper auf der Laufbahn. Dennis Briggs-Price: „Dieses Ergebnis ist eigentlich ungewöhnlich, da die Ventilatoren mit einer Fest- und Loslagerseite ausgestattet sind, um die Wärmeausdehnung der Welle ausgleichen zu können. Die Loslagerseite sollte nur radial belastet werden.
Genau diese Eigenschaft war der entscheidende Indikator für die Fehlerursache: Die Anordnung der Wälzlager war falsch gewählt. NSK empfahl daher den Einsatz von Hochleistungs-Pendelrollenlagern mit SNU-Lagergehäusen und geteilten Nitrildichtungen. Außerdem wurde eine geänderte Einbaulage und Lagerung der Lager vorgeschlagen. Hochleistungs-Pendelrollenlager von NSK sind für den Einsatz bei hohen Drehzahlen und Belastungen ausgelegt und bis 200 oC wärmestabilisiert. Spezielle Ringtoleranzen schützen das Lager vor Vibrationen, Stoßbelastungen und Fluchtungsfehlern. Durch ihre Innenkonstruktion mit speziellen Innenringrippen, die für eine bessere Rollenführung sorgen, sind diese Lager bestens geeignet für den Einsatz an fliegenden, direkt angetriebenen Ventilatoren.
NSK-Spezialisten unterstützten das Wartungspersonal des Anwenders bei der Installation und überwachten die Umsetzung der Empfehlungen während einer zwölfmonatigen Testphase. In dieser Zeit gab es keine Ausfälle. Es hat sich nun gezeigt, dass sich die durchschnittliche Lebensdauer der Lager vervierfacht hat. Damit kann der Kraftwerksbetreiber jetzt 136.080 Euro pro Jahr an Wartungs- und Stillstandskosten einsparen.
antriebstechnik ist Wissens- und Ideengeber für Designer, Entwickler, Wissenschaftler und Endkunden. Damit aus guten Ideen gute Produkte werden. antriebstechnik ist laut Sortimentsstudie 2016 unangefochtener Champion in seiner Kategorie! antriebstechnik informiert früher und umfassender über neue technologische Entwicklungen – ermöglicht durch die langjährige Partnerschaft mit dem Förderverein Antriebstechnik (FVA) im VDMA und den intensiven Austausch mit den wissenschaftlichen Lehrstühlen deutscher Hochschulen.