Lager für Elektromotoren: Zweck, Anwendung und Typen

Im 21. Jahrhundert werden Elektromotoren immer effizienter, die Anforderungen an sie sind jedoch entsprechend höher. Jeder, der Code befolgt, weiß, dass es wichtig ist, die Qualität und Zuverlässigkeit aller Motorkomponenten, insbesondere der Lager, zu berücksichtigen. Die Konstruktion des Lagers hat großen Einfluss darauf, wie zuverlässig der Motor arbeitet, wie schnell er verschleißt und ob seine Leistung hoch ist.

Das Lager ist eine der Haupteinheiten eines jeden Elektromotors, denn über es drückt die Rotorwelle auf das Gehäuse und überträgt die Lasten auf dieses. Und nur dank der Lagerung entsteht bei laufendem Motor unter Last ein gleichmäßiger und dauerhaft korrekter Luftspalt zwischen Stator und Rotor.

Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, die richtigen Lager auszuwählen: Sie müssen die richtige Größe, Art und Konstruktion haben, um einen höchstmöglichen Wirkungsgrad durch Minimierung der Reibungsverluste zu gewährleisten.

Für einen unerfahrenen Arbeiter mag es so aussehen, als ob bei einem Lagerausfall kein ernsthaftes Problem vorliegt und keine Reparatur oder Wartung erforderlich ist, da der Ausfall nicht so kritisch ist. Warum also Geld für Reparaturen ausgeben?

Bei Motoren mit geringer Leistung kann dies der Fall sein. Für jeden Motor gilt jedoch, dass es besser ist, sofort gute Lager des am besten geeigneten Typs und möglichst von ausreichender Qualität einzubauen, um allen Arbeitsbelastungen unter normalen Betriebsbedingungen des betreffenden Motors standzuhalten.

Unnötig zu erwähnen, dass es bei großen, leistungsstarken Motoren, bei denen selbst eine kleine Fehlfunktion des Lagers wie ein Schneeball zu einer Reihe von Problemen und Fehlfunktionen beim Betrieb der angeschlossenen Geräte führen kann, zu einer Reihe von Problemen und Fehlfunktionen kommen kann. Dies kann zu Produktionsunterbrechungen und kostspieligen Ausfallzeiten komplexer und teurer Maschinen und Anlagen führen.

Daher ist es für leistungsstarke Elektromotoren von entscheidender Bedeutung und notwendig, zuverlässige, hochwertige Lager zu verwenden, die einfach ein- und auszubauen sind und äußerst wünschenswert sind – mit Zustandsüberwachung und einfacher Wartung.

Angenommen, in einer Installation mit direkt gekoppeltem Antrieb arbeitet ein Elektromotor. Da das Getriebe längsgerichtet ist, ist die radiale Belastung des Lagers und durch das Lager auf das Motorgehäuse nicht so groß, da das Motorantriebssystem über eine eigene Abstützung verfügt.

Was aber, wenn die Entscheidung getroffen wird, einen bestimmten Motor auf einen Riemenantrieb umzurüsten, bei dem eine Riemenscheibe auf der Motorwelle montiert ist? In diesem Fall nehmen die radialen Belastungen der Lager erheblich zu und unter solchen Bedingungen kann es leicht zu einem Ausfall der Lager kommen, die für eine solche Belastung nicht ausgelegt sind.Das System kann nicht normal und stabil arbeiten.

Der Bereich der Wälzlagerentwicklung und -produktion blieb in den letzten Jahren nicht vom Fortschritt verschont. Besonders deutlich macht sich der Fortschritt bei der Präzisionsbearbeitung von Lagerwerkstoffen und der Lagerfertigungstechnik sowie in Richtung Schmierung bemerkbar: Die Laufbahnen von Ringen, Rollen und Kugeln weisen heute bessere Oberflächen auf, was zu einer Reduzierung der Reibung und damit der Geräuschentwicklung führt um Energieverluste zu reduzieren.

Die besten Schmierstoffe machen Lager wirklich langlebig und Motoren zuverlässiger und resistenter gegen vorzeitigen Verschleiß. Ein markantes Beispiel sind die Fahrmotoren der neuesten elektrischen Hochgeschwindigkeitszüge.

Elektrische Züge der neuesten Generation stellen grundsätzlich hohe Anforderungen an die Qualität und Zuverlässigkeit der Wechselstrom-Fahrmotoren. Und die neuesten Camps zeichnen sich hier aus.

Schwere Betriebsbedingungen, erhebliche Stoß- und Radiallasten bei höchster Wellengeschwindigkeit. Die Züge fahren mit hoher Geschwindigkeit und der Service ist selten. Die hohe Qualität moderner Lager liegt auf der Hand.

Lager, insbesondere in Hochgeschwindigkeitsmotoren, leiden am stärksten unter elektrischer Erosion. Der Grund für dieses zerstörerische Phänomen liegt darin, dass Streuströme durch das Lager fließen. Je größer der Strom und je länger er einwirkt, desto größer ist der Schaden am Lager.

Manchmal verursachen Lichtbögen Erosion, die zu kleinen Kratern auf den Laufbahnen und Wälzkörpern führt und zu einem vorzeitigen Lagerausfall führt.

Keramische Wälzkörper in den Lagern sowie eine durch Plasmaspritzen aufgebrachte dielektrische Beschichtung helfen, das Problem der Erosion zu lösen. Auf die Keramikschicht wird ein versiegelndes Acrylharz aufgetragen. Dies ist wichtig für Fahrmotoren in Hochgeschwindigkeitszügen. Das Harz schützt das Lager vor den schädlichen Auswirkungen von Dampf und alkalischen Reinigungsmitteln, die zum Waschen der Zusammensetzungen verwendet werden.

Eine ausreichende Nachschmierung ist ein wichtiger Faktor für die Verlängerung der Lebensdauer eines jeden Lagers. Der Schmierstoff muss ausreichend bis zu den Wälzkörpern vordringen.

Computational Fluid Dynamics (CFD) und Finite-Elemente-Analyse helfen dabei, die Schmierstoffverteilung zu optimieren und die Lagerfestigkeit aufrechtzuerhalten. Dies trägt natürlich nur dann zur Verlängerung der Lebensdauer der Baugruppe bei, wenn das Lager richtig für die Betriebslastbedingungen des Motors ausgewählt wird, in den es eingebaut wird.

Um die wirtschaftlichen Kosten der Lagerwartung zu optimieren, wird die geplante Wartung aller Geräte normalerweise an den Wartungsplan anderer Teile angepasst. Dazu verlängern sie die Schmierintervalle nach Möglichkeit direkt auf die Lager von Elektromotoren und nutzen wirksame Dichtungen sowie die besten Schmiermethoden.

Siehe auch auf der Website: Betrieb, Wartung und Fehlerbehebung von Elektromotorlagern