Unter schwierigen Bedingungen ausgerichtet bleiben

In den letzten zehn Jahren hat eine innovative Timken-Lagerreihe in der globalen Stahlindustrie auf sich aufmerksam gemacht, weil sie die Betriebskosten von Stranggießanlagen senken kann. Durch die Kombination der Selbstausrichtungsfähigkeit eines Pendelrollenlagers mit der axialen Verschiebbarkeit eines Zylinderrollenlagers hat das ADAPT-Lager von Timken seine Fähigkeit bewiesen, bis zu dreimal länger zu halten als andere führende Marken.

Aufgrund dieses Erfolgs weckt das ADAPT-Lager zunehmend Interesse in einem anderen Industriesektor, nämlich in der Papierherstellung. Wir haben mit zwei Timken-Experten darüber gesprochen, wie das ADAPT-Lager Kunden dabei hilft, ähnliche Bedingungen in diesen doch sehr unterschiedlichen Branchen zu überwinden.

Was haben Stahlgießanlagen und Papiertrocknerwalzen in zunehmendem Maße gemeinsam? – ADAPT-Lager von Timken.

F: Wie setzt die Stahlindustrie ADAPT-Lager ein?


Roth: ADAPT-Lager werden in Stranggießanlagen verwendet – dem Teil der Anlage im Stahlwerk, in dem flüssiger Stahl zu festen Stahlbrammen verarbeitet wird. Ein großes Werk für einen Kunden in Belgien verfügt über zwei Gießlinien, von denen jede im Dauerbetrieb rund um die Uhr Hunderte von Lagern verwendet.

Diese Lager unterliegen extremen thermischen Bedingungen, die dazu führen, dass sich die Wellen, die sie drehen, ausdehnen und zusammenziehen. Außerdem sind sie hohen Belastungen bei niedrigen Drehzahlen ausgesetzt, was die Lager stark belasten kann.

Wenn sich der flüssige Stahl entlang der Gießanlage bewegt und erstarrt, wird er mit Wasser besprüht, um ihn abzukühlen. Die gesamte Ausrüstung ist dabei ständig Wasser, Dampf und Zunder ausgesetzt, so dass Korrosion ein weiteres gängiges Problem ist.

Nach dem Abkühlen durchlaufen die Brammen ein Walzwerk, wo sie zu extrem dünnen Stahlblechen ausgewalzt werden, die dann zur Automobilherstellung oder für andere Zwecke verwendet werden.

F: Vor welchen Herausforderungen stand die Stahlindustrie, die sich mithilfe von ADAPT-Lagern bewältigen ließen?

Fierro: Innerhalb der Stranggießanlage kommt es allein aufgrund des Gewichts des Stahls und der thermischen Bedingungen zu erheblichen Fehlausrichtungen, so dass wir viel Axial- und Radialbewegung sehen. Um dieser Situation gerecht zu werden, wird ein Festlager mit einem Loslager auf der gegenüberliegenden Seite der Welle gepaart, das sich den wechselnden Bedingungen anpassen kann.

Vor der Einführung der ADAPT-Lager verwendeten einige Kunden ein von einem Dritten angebotenes Toroidlager. Manchmal kam es bei diesen Lagern zu vorzeitigen Lagerschäden aufgrund von Passungsrost oder Festsitz des Innenrings auf der Welle, zusammen mit Korrosion oder anderen Bedingungen. Wenn das Loslager behindert wurde, führte dies zu Querbelastungen und vorzeitigen Lagerschäden.

Eine fehlerhafte Montage konnte ebenfalls zu vorzeitigen Schäden führen. Bei der Toroidlösung musste der Kunde bei der Montage berechnen, wie stark sich das Lager und die Welle ausdehnen können, wenn sich die thermischen Bedingungen während des Betriebs änderten. Wenn diese Messungen nicht richtig durchgeführt wurden, konnte sich das Lager verkanten.

F: Haben Kunden aufgrund von Lagerausfällen viele Ausfallzeiten gesehen?

Roth: Sie entwickelten Behelfslösungen, z. B. indem sie immer Ersatzsegmente für die Gießanlage vorrätig und einsatzbereit hielten. Es dauerte ungefähr eine halbe Stunde, um ein Segment auszubauen und ein neues einzusetzen; d. h. die Produktion wurde nicht komplett eingestellt, aber der Aus- und Wiedereinbau und die Prüfung der Segmente erhöhte die Produktionskosten.

F: Wie hat das ADAPT-Lager von Timken diese Probleme gelöst?

Fierro: Das ADAPT-Lager kombiniert ein Pendelrollenlager am Außenring mit einem Zylinderrollenlager für den Innenring, so dass Fehlausrichtungen und Axialverschiebungen kompensiert werden können.

Gleichzeitig bietet unser Lager eine wesentliche einfachere Installation, ohne dass anfängliche Berechnungen der Wellenausdehnung erforderlich sind. Zur Bewältigung der Axialverschiebung verwenden wir einen zylindrischen Innenring mit internen Konstruktionsmerkmalen, die einen Dreipunktkontakt auf dem Rollkörper aufrechterhalten. Diese Konstruktion reduziert den Schräglauf und verhindert das Rutschen sowie Schmierschäden der Rollkörper.

Darüber hinaus passen ADAPT-Lager in das vorhandene Gehäuse. Oft muss der Kunde die Schmierleitungen nicht neu installieren oder wechseln, um ADAPT-Lager einzubauen, was die Installation noch einfacher macht.

F: Welche allgemeinen Vorteile hat die Stahlindustrie durch die Umrüstung auf ADAPT-Lager erzielt?

Roth: Zuallererst – eine deutlich verlängerte Lagerlebensdauer. Ein Kunde behauptete, dass frühere Toroidlager in der Regel nach der Herstellung von etwa 700.000 Tonnen Stahl versagten.

Wir haben 2017 mit dem Einbau von ADAPT-Lagern in Stranggießanlagen begonnen. Bis 2019 hatte jede dieser Linien mehr als 2,5 Millionen Tonnen Stahl produziert. In manchen Fällen haben wir die Lagerlebensdauer bereits um den Faktor 3 erhöht. Unser Ziel ist es, 4,5 Millionen Tonnen Stahl mithilfe eines einzigen Lagersystems zu erreichen, und wir glauben, dass wir das erreichen werden.

Unsere Kunden freuen sich auch, dass das Lager so einfach zu installieren ist. Es sind keine Änderungen an der Ausrüstung erforderlich. Bauen Sie einfach das vorhandene Toroidlager und ersetzen Sie es durch das Lager von Timken. Unser Innenring kann außerdem aus dem Lager entfernt werden, was die Montage noch einfacher macht.

F: Welche Auswirkungen hat die ADAPT-Lagerreihe für die Papierindustrie?

Roth: In der Papierherstellung sehen Sie ebenfalls schnelle Temperaturänderungen, insbesondere während des Startvorgangs, und die Lager müssen sich diesen Änderungen schnell anpassen können. Es ist ähnlich wie bei einer Stranggießanlage, mit einem Festlager und einem gegenüberliegenden Loslager und mit hohen Wechselbelastungen und viel Feuchtigkeit.

Fierro: Nach unserem Erfolg in der Stahlindustrie erkundeten die Anwendungs-, Konstruktions- und Servicetechniker von Timken andere Märkte, die von der Technologie profitieren könnten. Wir haben eine ADAPT-Linie für die Papierindustrie entwickelt und angefangen, sie vor Ort zu testen. Unser am längsten laufendes Testlager für die Papierindustrie ist seit fast zwei Jahre in Betrieb und arbeitet außergewöhnlich gut.

Interne Tests und praktische Erprobungen in Papierfabriken bestätigen, dass ADAPT-Lager während des Betriebs unter unterschiedlichsten Einsatzbedingungen bis zu 10 % kühler laufen als Lager der Konkurrenz und bis zu 10 % kleinere Laufmomente besitzen. Diese Faktoren stehen in direktem Zusammenhang mit der Leistung in Trockenpartien von Papiermaschinen.

Wir haben ADAPT-Lager mit einer Vielzahl von Teilenummern und -größen in den Papiermarkt eingeführt und kürzlich bei zwei großen Erstausrüstern mit Niederlassungen in Europa, Brasilien und China Erfolge erzielt. Wir gehen davon aus, dass ADAPT-Lager von Timken die Konkurrenz auf dem Papiermarkt ebenso wie bei Stranggießanlagen übertreffen wird.

Erfahren Sie mehr darüber, wie ADAPT-Lager Ihre betriebliche Effizienz verbessern können

Last Updated: 2021/06/9

Published: 2021/05/24