Lagerbelasting, -levensduur en -smering

Lagerbelasting, -levensduur, - smering

Algemeen


Bij de constructie van de elektromotor gaat men er meestal vanuit dat de elektromotor middels een flexibele koppeling of een V-snaar overbrenging gekoppeld wordt aan het werktuig. Elektromotoren worden echter dikwijls ook direct gekoppeld met het werktuig, waarbij dus de motorlagering ook direct belast wordt met axiale en/of radiale krachten die afkomstig zijn van het werktuig. Meestal is zo'n belasting aanmerkelijk groter dan de belasting van de elektromotor zelf. Bij  de berekening van de lagerlevensduur moet steeds worden uitgegaan van de totale axiale en/of radiale belasting in combinatie met het toerental en de toegepaste lagerconstructie.

De levensduur van vet-gesmeerde lagers is o.a. afhankelijk van de volgende factoren:
- totale axiale en/of radiale belasting van het lager
- type lager
- omtreksnelheid van het lager (mede afhankelijk van het motortoerental)
- temperaturen van het lager en het lagervet
- kwaliteit en smerende eigenschappen van het lagervet
- bedrijfsomstandigheden (bijv. invloed van vocht,verontreinigingen,externe trillingen, etc.)

Kogellagers of cilinderlagers

Bij voorkeur worden elektromotoren voorzien van kogellagers. Alleen bij een (voor kogellagers) te hoge radiale belasting moeten aan de aandrijfzijde (D.E.) cilinderlagers worden toegepast (NU lagers). Deze kunnen grotere radiale krachten opnemen,maar hebben als nadeel, dat ze twee keer zo vaak moeten worden nagesmeerd in vergelijking met kogellagers.

Bij grote lagers in combinatie met hoge toerentallen, is er sprake van een relatief hoge omtreksnelheid. Hierdoor wordt het smeervet hoog mechanisch belast, waardoor de zeepstructuur van het vet door vermaling sneller achteruit gaat. De levensduur van het smeervet is ook afhankelijk van de opstelling van de elektromotor. Bij verticale opstelling wordt de theoretische levensduur t.o.v. een horizontale opstelling gehalveerd. Ook externe trillingen hebben een nadelige invloed op de levensduur van het vet. Er is dan mogelijk sprake van 'bleeding', waarbij het vet olie afscheidt.

In elektromotoren wordt de lagerlevensduur niet alleen bepaald door de warmte ontwikkeling in het lager, maar ook door toegevoegde warmte uit de elektromotor of warmte, die door de motoras wordt overgedragen en afkomstig is van het werktuig.
Het is van belang om te weten, dat 2-polige elektromotoren (3000 min-1) een hogere temperatuur hebben t.o.v. meerpolige motoren (1500 en 1000 min-1).
Ditzelfde geldt voor de toepassing van elektromotoren op spannings-, frequentieregeling waarbij doorgaans de verliezen in de rotor veel groter zijn. Ook dit veroorzaakt een hogere temperatuur van de rotoras en daardoor ook van de lagers.

Open lager

Is er echter sprake van open lager, dan zal een gunstige bedrijfstemperatuur van het lager mede gerealiseerd worden als het is voorzien van de juiste hoeveelheid vet die nodig is om een goede smering te waarborgen. De hoeveelheid vet in een lagerconstructie verliest zijn smerende eigenschappen als gevolg van mechanische belasting, veroudering en toenemende verontreiniging. Het is daarom nodig dat het vet in open lagers van tijd tot tijd aangevuld of vervangen wordt. Echter, een overmaat aan vet zal de bedrijfstemperatuur van het lager snel doen stijgen, vooral bij hoge toerentallen. Als algemene regel kan worden gesteld, dat alleen het lager en de vrije ruimte in het lagerhuis gedeeltelijk (tussen 30 en 50%) met vet moeten worden gevuld.

Levenduurberekening

Indien de axiale en/of radiale asbelasting (die afkomstig is van het werktuig) bekend is, kan Rotor B.V. deze combineren met de gegevens van het motortype en middels een computerprogramma een theoretische levensduurberekening maken. Dit geeft echter slechts een indicatie, aangezien de haalbare praktische levensduur o.a. sterk afhankelijk is van de hierboven genoemde factoren. Er kunnen ook rotor nl® elektromotoren geleverd worden met een speciale lagerconstructie die is afgestemd op een specifieke toepassing c.q. bedrijfsomstandigheid (zie verder onder 'Onderhouds- en bedrijfsvoorschriften').