Fanglager

Fanglager

Fanglager für aktive Magnetlager

In schnell drehenden  Anwendungen werden aktive Magnetlager (AMBs – Active Magnetic Bearings), die nach dem Prinzip des Magnetschwebens arbeiten, eingesetzt, um Wellen berührungslos und verschleißfrei zu lagern. AMBs kommen in einem breiten Anwendungsspektrum zum Einsatz, von sehr großen Turboverdichtern bis hin zu sehr kleinen Turbomolekularpumpen und in einer Vielzahl von dazwischenliegenden Systemen wie z.B. Gebläse zur Wasseraufbereitung, Gasexpander oder Werkzeugmaschinenspindeln. CEROBEAR bietet für all diese und weitere Anwendungen Fanglager an.

Bei einem AMB-Ausfall oder vorübergehendem Stromausfall fangen Fanglager die Welle auf, bevor der Rotor den Stator berührt. Bei einem Absturz werden die Fanglager innerhalb von Sekundenbruchteilen von Null auf Betriebsdrehzahl beschleunigt. Die CEROBEAR Fanglager haben dabei ihre Leistungsfähigkeit bei Drehzahlkennwerten (Drehzahl n x Wälzlagerteilkreis dm) von bis zu 3,6 Mio. mm/min erfolgreich unter Beweis gestellt. Aufgrund ihrer kundenspezifischen Geometrie können sie die Wellen auch bei höchsten radialen und axialen Stoßbelastungen aufnehmen.

Verschiedene Fanglager Spezifikationen

Je nach Anforderungen kann der Kunde zwischen verschiedenen Fanglagerspezifikationen wählen. Für hochbeanspruchte Systeme werden zweireihige Superduplex-Lager mit einem einteiligen Innenring in Kombination mit einem axial geteilten zweiteiligen Außenring. Der Vorteil der Superduplex-Konfiguration ist die gleichmäßigere Lastverteilung auf beide Kugelreihen, was zu einer geringeren Hertz‘schen Pressung im Wälzkontakt führt. Für weniger anspruchsvolle Anwendungen bietet CEROBEAR auch einreihige Schrägkugellagerpaare an. Beide Ausführungen sind für eine Feder- oder Festvorspannung erhältlich. Für letztere bietet CEROBEAR eine äußerst präzise Lagerabstimmung, wobei der Spalt zwischen den Außenringen  auf +/- 2,5 Mikrometer toleriert wird.

Auf der Materialseite bietet CEROBEAR eine Vielzahl überlegener Spezifikationen im Vergleich zu Standard-Wälzlagerstählen. Das Herzstück jedes Fanglagers sind Kugeln aus Siliziumnitrid (Si3N4). Si3N4 ist ein inerter und sehr harter (1550 HV) keramischer Werkstoff, der eine um 60% geringere Dichte und einen um 40% reduzierten Reibungskoeffizienten im Vergleich zu Standardwälzlagerstahl bietet. Aufgrund der geringeren Dichte benötigt man weniger Energie, um Keramikkugeln zu beschleunigen, wodurch ein Gleiten der Kugeln vermieden wird. Und selbst bei Gleiterscheinungen kommt es durch die chemisch inerte Si3N4 Keramik zu keinem adhäsiven Verschleiß zwischen Laufbahnen und Kugeln. CEROEAR bietet zusätzlich zu den Si3N4-Kugeln höherwertige Lagerringe aus druckstickstofflegiertem Stahl (HNS – High Nitrogen Steel) oder M50-Werkzeugstahl an. In Kombination mit einem kundenspezifischen Querschnitt und Kontaktwinkel führt dies zu einer überlegenen Tragfähigkeit und Lebensdauer.

CEROBEAR Fanglager mit HNS-Lagerringen sind aufgrund der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit des druckstickstofflegierten-Stahls besonders für den Einsatz in H2S (Sauergas)-Umgebungen geeignet.

CEROBEAR Fanglager werden in der Regel ohne Käfig in vollkugelligen Spezifikation eingesetzt, sind aber auch mit Segmentkäfigen erhältlich. Der  Segmentkäfig verhindert den  Kugel zu Kugel Kontakt und ermöglicht so mehr Fangfälle bei hoher Geschwindigkeit, ohne dass es zu Verschleiß an den Kugeln kommt.

Bei Anwendungen, bei denen die Lager direkt den Prozessgasen ausgesetzt sind, müssen die Fanglager ohne Öl- oder Fettschmierung auskommen. Für diese Bedingungen bietet CEROBEAR Beschichtungen der Lagerringe an, wie z.B. Silber- oder WS2-Schichten, die als eine Art Festschmierstoff wirken. Der Festschmierstoff reduziert dabei nicht nur die Rollreibung, sondern auch die Reibung zwischen Welle und Innenring, was dazu beiträgt so genannte  „Whirls“ (Backward und Forward Whirls) zu vermeiden.

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