NSK korrigiert die dynamische Tragzahl vieler Wälzlagerbaureihen deutlich nach oben. Der äquivalente Wert der Ermüdungslebensdauer ist eigenen Angaben zufolge nun teilweise doppelt so hoch – ohne konstruktive Veränderungen an den Lagern. Grund dafür: Durch Forschung und Entwicklung sei dem Unternehmen ein Durchbruch bei der genaueren Berechnung der Lagerlebensdauer gelungen.
Das Projekt begann vor etwa zwanzig Jahren. Damals stellten Ingenieure von NSK eine stetig wachsende Diskrepanz zwischen der laut ISO-Norm berechneten Lagerlebensdauer und der tatsächlichen Lagerlebensdauer fest, die in Dauertests ermittelt wurde. Deshalb initiierte das Unternehmen eine detailliertere Studie und konnte nachweisen, dass die Lebensdauer der geprüften Wälzlager etwa zwanzigmal länger war als die Lebensdauer gemäß der ISO-Normen. Im Jahr 2024 kann die tatsächliche Lebensdauer der Lager des Unternehmens mehr als fünfzig Mal länger sein als nach Norm ermittelt. Eine gewisse Vorsicht sei sicher gut, aber eine längere Lebensdauer der Wälzlager trage zur Verbesserung der Produktionseffizienz bei und schone Ressourcen. Die Ermittlung der neuen Werte für die Lagerlebensdauer erfolgt laut Unternehmen auf der Grundlage einer gut recherchierten Methodik, die durch eine umfangreiche empirische Datenbasis gestützt würde. Alle neuen und höheren Werte werden grundsätzlich innerhalb des sicheren Bereichs liegen.
Ultraschallprüfverfahren detektiert nichtmetallische Einschlüsse
Schaubild des Micro-UT Messverfahrens: Ultraschallprüfung zum Nachweis nichtmetallischer Einschlüsse im Wälzlagerstahl
Die unternehmenseigene Forschung habe gezeigt: Bei guter Schmierung ist die Zusammensetzung und Qualität (das heißt die Menge an Verunreinigungen) des Lagerstahls ein sehr guter Indikator zur Vorhersage der Lebensdauer eines Lagers. Als noch aussagekräftiger erwies sich eine Bewertungsmethode, welche die Mechanik von Brüchen und Rissen im Lager berücksichtigt.
Die Technologieentwicklung begann im Rahmen eines gemeinsamen Projektes von NSK und der Universität Kyushu. Das Ergebnis war die Entwicklung einer quantitativen Bewertungsmethode, mit der festgestellt wurde, welche Faktoren den Prozess der Rissausbreitung in einem Wälzlagerstahl beeinflussen und in welchem Ausmaß. Insbesondere durch die Kombination der neuen Methode mit einem Ultraschallprüfverfahren, das nichtmetallische Einschlüsse im Stahlvolumen detektiert, konnte die Lebensdauer der Wälzlager nachweislich mit sehr viel höherer Genauigkeit bestimmt werden.
Mit dem Ultraschallprüfverfahren Micro-UT, das im Rahmen des Projektes entwickelt wurde, ist es heute möglich, im Vergleich zu herkömmlichen mikroskopischen Prüfmethoden mehr als das 3.000-fache Volumen des Stahls in einem Lager zu prüfen, und zwar in nur 20 Prozent der Zeit. Das Unternehmen setze diese Prüfsysteme nach eigenen Angaben in seinen Technologiezentren auf der ganzen Welt ein.
Aus der Größe und Menge nichtmetallischer Einschlüsse lassen sich Rückschlüsse auf die Lebensdauer von Wälzlagern ziehen
Bilder: NSK
