Wissen Sie, welche Auswirkungen kaltes Wetter auf Radlager hat? Und wie können Sie diesen negativen Effekt abmildern?

In vielen Szenarien der industriellen Produktion und des Betriebs mechanischer Anlagen sind Lager Schlüsselkomponenten, und ihre Leistungsstabilität steht in direktem Zusammenhang mit dem normalen Betrieb des gesamten Systems. Bei kaltem Wetter treten jedoch eine Reihe komplexer und schwieriger Probleme auf, die den normalen Betrieb des Lagers erheblich beeinträchtigen.

 

Materialschrumpfung

Lager bestehen in der Regel aus Metall (z. B. Stahl), das die Eigenschaft der thermischen Ausdehnung und Kontraktion hat. Die Komponenten vonLager, wie z. B. die Innen- und Außenringe, schrumpfen in kalten Umgebungen. Bei einem Lager in Standardgröße können sich Innen- und Außendurchmesser um einige Mikrometer verringern, wenn die Temperatur von 20 °C auf -20 °C sinkt. Diese Schrumpfung kann dazu führen, dass sich das Lagerspiel verringert. Ist das Spiel zu gering, erhöht sich die Reibung zwischen Wälzkörper und Innen- und Außenring während des Betriebs, was die Rotationsflexibilität des Lagers beeinträchtigt, den Widerstand erhöht und das Anlaufdrehmoment des Geräts senkt.

Härteänderung

Kaltes Wetter verändert die Härte des Lagermaterials. Metalle werden bei niedrigen Temperaturen im Allgemeinen spröde und ihre Härte steigt relativ an. Lagerstahl weist zwar eine gute Zähigkeit auf, nimmt aber in extrem kalten Umgebungen ab. Bei Stoßbelastungen kann diese Härteänderung dazu führen, dass das Lager anfälliger für Risse oder sogar Brüche wird. Beispielsweise ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung von Lagern in Bergbaumaschinen im Freien höher, wenn sie bei kaltem Wetter durch herabfallendes Erz beschädigt werden als bei normalen Temperaturen.

Änderung der Fettleistung

Schmierfett ist einer der Schlüsselfaktoren für die Funktionsfähigkeit von Lagern. Bei kaltem Wetter steigt die Viskosität des Schmierfetts. Herkömmliches Schmierfett kann dickflüssiger und weniger flüssig werden. Dies erschwert die Bildung eines guten Ölfilms zwischen Wälzkörper und Laufbahnen des Lagers. Bei Normaltemperatur kann das Schmierfett alle Zwischenräume eines Motorlagers gut ausfüllen. Bei sinkender Temperatur wird das Schmierfett klebrig, und der Wälzkörper kann das Schmierfett beim Rollen nicht gleichmäßig an alle Kontaktteile verteilen. Dies erhöht Reibung und Verschleiß. Die Rotationsgeschwindigkeit kann schwanken, was die Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit der bearbeiteten Teile beeinträchtigt. In schwerwiegenden Fällen kann dies zur Überhitzung oder sogar zum Festfressen des Lagers führen.

Verkürzte Lebensdauer

Eine Kombination dieser Faktoren, erhöhte Reibung, verringerte Schlagzähigkeit und schlechte Schmierung der Lager bei kaltem Wetter können den Lagerverschleiß beschleunigen. Unter normalen Umständen können Lager Tausende von Stunden laufen, aber in kalten Umgebungen kann es aufgrund des erhöhten Verschleißes nach einigen hundert Stunden zu Ausfällen kommen, wie z. B. Rollkörperverschleiß, Laufbahnlochfraß usw., was die Lebensdauer der Lager erheblich verkürzt.

 

Wie können wir diese negativen Auswirkungen der Kälte auf die Lager lindern?

Wählen Sie das richtige Fett und kontrollieren Sie die Menge

Bei kaltem Wetter sollte Fett mit guter Kältebeständigkeit verwendet werden. Solche Fette behalten ihre gute Fließfähigkeit auch bei niedrigen Temperaturen, wie beispielsweise Produkte mit speziellen Additiven (z. B. Fette auf Polyurethanbasis). Sie sind nicht zu viskos und können die Lagerreibung beim Anfahren und im Betrieb effektiv reduzieren. Der Pourpoint (die niedrigste Temperatur, bei der eine gekühlte Ölprobe unter bestimmten Testbedingungen fließfähig ist) von Tieftemperaturfetten ist im Allgemeinen sehr niedrig und kann bei manchen bis zu -40 °C oder sogar darunter liegen. Dadurch ist auch bei kaltem Wetter eine gute Lagerschmierung gewährleistet.

Die richtige Fettmenge ist auch für den Lagerbetrieb bei kaltem Wetter wichtig. Zu wenig Fett führt zu unzureichender Schmierung, während zu viel Fett zu einem zu hohen Lagerwiderstand führt. Bei kaltem Wetter sollte eine Überfüllung aufgrund der erhöhten Viskosität des Fetts vermieden werden. Bei kleinen und mittelgroßen Lagern beträgt die Fettfüllmenge normalerweise etwa 1/3 bis 1/2 des Lagerinnenraums. Dies gewährleistet die Schmierung und reduziert den durch überschüssiges Fett verursachten Widerstand.

 

Regelmäßig Fett ersetzen und Dichtung verstärken
Selbst bei Verwendung des richtigen Fetts kann es mit der Zeit und durch den Betrieb des Lagers verunreinigt, oxidiert usw. werden. Diese Probleme können sich bei kaltem Wetter verschlimmern. Es wird empfohlen, den Fettwechselzyklus je nach Betrieb der Anlage und Umgebungsbedingungen zu verkürzen. Beispielsweise kann das Fett unter normalen Bedingungen alle sechs Monate gewechselt werden, bei Kälte auf alle drei bis vier Monate, um eine stets gute Leistung des Fetts zu gewährleisten.
Eine gute Abdichtung verhindert das Eindringen von kalter Luft, Feuchtigkeit und Verunreinigungen in das Lager. Bei kaltem Wetter können Hochleistungsdichtungen wie Doppellippendichtungen oder Labyrinthdichtungen verwendet werden. Doppellippendichtungen haben Innen- und Außenlippen, um Fremdkörper und Feuchtigkeit besser abzuhalten. Labyrinthdichtungen verfügen über eine komplexe Kanalstruktur, die das Eindringen von Fremdkörpern in das Lager erschwert. Dies reduziert Schäden an der inneren Lagerstruktur durch die Ausdehnung von Eiswasser und verhindert das Eindringen von Verunreinigungen, die zu erhöhtem Lagerverschleiß führen.
Die Lageroberfläche kann mit einer Schutzschicht wie Rostschutzfarbe oder einer Kälteschutzschicht versehen werden. Rostschutzfarbe kann Lagerrost bei Kälte oder Nässe verhindern, während kryogene Schutzschichten die Auswirkungen von Temperaturschwankungen auf das Lagermaterial abmildern. Solche Beschichtungen schützen die Lageroberfläche vor direkter Erosion in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen und tragen dazu bei, temperaturbedingte Veränderungen der Materialeigenschaften zu minimieren.
Aufwärmen der Ausrüstung
Das Aufwärmen der gesamten Einheit vor dem Start ist eine effektive Methode. Kleinere Geräte können für eine gewisse Zeit in einen Wintergarten gestellt werden, um die Lagertemperatur zu erhöhen. Bei großen Geräten, wie z. B. Kranlagern, können Heizbänder, Heißluftgebläse oder andere Geräte zum Vorwärmen der Lager verwendet werden. Die Vorwärmtemperatur kann in der Regel bei etwa 10–20 °C liegen. Dadurch können sich die Lagerteile ausdehnen und das normale Spiel wieder einnehmen. Gleichzeitig wird die Viskosität des Schmierfetts reduziert, was einen reibungslosen Start der Anlage fördert.
Für einige zerlegbare Lager ist das Vorwärmen im Ölbad eine gute Methode. Legen Sie die Lager in das auf die entsprechende Temperatur erhitzte Schmieröl, damit sie gleichmäßig erwärmt werden. Dadurch dehnt sich nicht nur das Lagermaterial aus, sondern ermöglicht auch, dass das Schmiermittel vollständig in das Lagerspiel eindringt. Die Temperatur des vorgewärmten Öls beträgt in der Regel etwa 30–40 °C. Die Einwirkzeit kann je nach Lagergröße, Material und anderen Faktoren auf etwa 1–2 Stunden eingestellt werden, wodurch die Startleistung des Lagers bei kaltem Wetter effektiv verbessert wird.

Obwohl Kälte dem Lager Probleme bereitet, kann durch die Wahl des richtigen Schmierfetts, der richtigen Dichtung und des richtigen Vorwärmschutzes eine starke Abwehr aufgebaut werden. Dies gewährleistet nicht nur den zuverlässigen Betrieb der Lager bei niedrigen Temperaturen und verlängert ihre Lebensdauer, sondern fördert auch die stabile Entwicklung der Branche, sodass TP beruhigt einen neuen industriellen Weg einschlagen kann.

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