Kreiselpumpen Spezielle Wälzlager für Kreiselpumpen erhöhen Lebensdauer

Die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Wälzlagern trägt maßgeblich zur Betriebs- und Prozesssicherheit von Pumpen bei. NSK hat speziell für den Einsatz in Kreiselpumpen Hochleistungs-Rillenkugellager entwickelt, die nach eigenen Angaben eine bis zu 30% längere Lebendauer erreichen.

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Rund 80% aller Pumpen sind Kreiselpumpen, die zumeist mit drei Wälzlagern ausgestattet sind. Ein Paar Schrägkugellager nimmt axiale Lasten auf, radiale Lasten werden von einem Zylinderrollenlager aufgenommen.

Die generelle Lebensdauer (L10) solcher Pumpenwälzlager wird in Jahren angegeben, und diese Werte werden auch erreicht, wenn die Lager fachgerecht installiert, geschmiert und regelmäßig gewartet werden. In der Praxis werden jedoch nicht selten nur Standzeiten von etwa einem Jahr erreicht. Damit gehören Wälzlagerschäden zusammen mit mechanischen Schäden an Dichtungen zu den wesentlichen Ursachen für ungeplanten Stillstand von Pumpen.

Um die Lebensdauer der Wälzlager zu erhöhen, hat NSK gemeinsam mit mehreren Pumpenherstellern die wälzlagerbezogenen Ausfälle genauer untersucht und Maßnahmen entwickelt, die die Standzeit von Wälzlagern in Pumpenantrieben erhöhen und zugleich der Forderung nach immeren kompakteren Antriebseinheiten Rechnung tragen. In diesen Antrieben müssen die Wälzlager ebenfalls kompakter sein und zugleich höhere Lasten und Kräfte aufnehmen, da die Anforderungen an die Betriebsbedingungen stetig steigen.

Optimiertes Wärmebehandlungsverfahren macht’s möglich

Diese Anforderung erfüllt NSK mit einer neuen Baureihe von Hochleistungs-Rillenkugellagern, die speziell für den Einsatz in Kreiselpumpen entwickelt wurden. Die dynamische Belastbarkeit dieser Lager ist um rund 10% höher als die der bisher eingesetzten Wälzlager, und die Lebensdauer konnte sogar um rund 30% erhöht werden – ohne Änderungen an den äußeren Abmessungen. Diese Verbesserungen wurden u.a. durch ein optimiertes Wärmebehandlungsverfahren, einen vergrößerten Kugeldurchmesser und eine neue, an die Einsatzbedingungen angepasste Konstruktion der Lagerkäfige erreicht.

NSK arbeitet bei der Optimierung von Wälzlagern für Kreiselpumpen aber nicht nur mit den Pumpenanwendern, sondern auch mit den Herstellern zusammen. Gemeinsam entwickelt man konstruktive Detaillösungen, die die Zuverlässigkeit der Pumpen erhöhen und zugleich zur Senkung der Betriebskosten beitragen. Ein Praxisbeispiel

Ein Beispiel, das die Vorteile einer solchen Engineering-Unterstützung verdeutlicht, ist das Problem, das eine Raffinerie in Frankreich mit dem Zylinderrollenlager in einer Zentrifugal-Prozesspumpe hatte. Hier traten in Folge mehrere Lagerschäden auf, für die man zunächst keine Ursache fand und die zu kostspieligem Stillstand führten.

Der Betreiber kontaktierte daraufhin NSK und bat um eine Analyse. NSK-Ingenieure untersuchten die Einsatzbedingungen sowie die defekten Lager und stellten die Schadensurache fest: Die Raffinerie hatte die Pumpen von Riemen- auf Direktantrieb umgerüstet. Dadurch waren die Radiallasten, die auf das Zylinderrollenlager wirkten, erheblich reduziert worden. Dies wiederum führte zu Schlupf auf dem inneren Laufring und – nach dem Grundsatz „Reibung erzeugt Wärme“ – zu erhöhter Hitzeentwicklung. Als Gegenmaßnahme schlug NSK den Austausch des Zylinderrollenlagers durch ein Rillenkugellager vor. Die Raffinerie folgte diesem Vorschlag – und das Problem war gelöst.

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