Wie sich bronzeumwickelte Lager unter Bedingungen hoher Belastung und geringer Schmierung verhalten

Stellen Sie sich eine Führungsbuchse für ein Stanzwerkzeug vor, deren automatische Fettleitung mitten in einer Schicht ausfällt. Eine gegossene Bronzebuchse auf derselben Spindel reißt innerhalb von Minuten und friert, bevor die Stunde zu Ende ist. Ein mit Bronze umwickeltes Lager mit eingebetteten Graphitstopfen läuft für den Rest der Schicht weiter und bei der Demontage liegt sein Radialverschleiß oft unter 0,05 mm.

Aus diesem Grund spezifizieren die Ingenieure von Zhejiang Shuangnuo Bearing Technology Co., Ltd. (Shuangnuo) mit Bronze umwickelte Lager für Gleitpunkte, die schwere Lasten tragen und die Ölversorgung nicht garantieren können. Die Konstruktion besteht aus einer stahlunterlegten Buchse mit einer Sinterbronzeschicht und Festschmierstoffstopfen in der Bohrung. Es ersetzt nicht die Schmierung; es macht Schmierverluste überlebensfähig.

Definition: Ein mit Bronze umwickeltes Lager unterstützt einen hohen Oberflächendruck durch seinen Stahlrücken, während eingebettete Festschmierstoffe einen trockenen, reibungsarmen Übertragungsfilm auf der Welle aufrechterhalten.

Was macht mit Bronze umwickelte Lager anders?

Bronzeumwickelte Lager verdanken ihre Leistung bei hoher Belastung und geringer Schmierung einer dreischichtigen Struktur und nicht einem einzelnen Material.

Der Stahlrücken ist der Lastenträger. Bei der Serie FB090 wird ein kohlenstoffarmer Stahlstreifen zu einer Buchse geformt und mit Presspassung eingebaut. Da der Stahl dünn, aber steif ist, überträgt das Lager den Anpressdruck direkt auf das Gehäuse. Auf diese Weise trägt eine umwickelte Buchse statische Belastungen von bis zu 250 MPa in einem Bruchteil des radialen Raums, den eine Buchse aus massivem Bronzeguss benötigt.

Die mittlere Schicht ist eine gesinterte Bronzematrix, typischerweise 0,2–0,5 mm dick, die mit dem Stahl verbunden ist. Es gleicht kleinere Fehlausrichtungen aus, bettet Schmutz ein und leitet Reibungswärme von der Oberfläche ab.

Die dritte Komponente besteht aus einem Satz Stopfen aus Graphit oder einer Graphitverbindung, die in Löcher durch die Bronzeschicht gepresst werden. Während sich die Welle bewegt, schert das Stopfenmaterial ab und schmilzt auf der Welle, wodurch der Übertragungsfilm entsteht, der die Last trägt, wenn kein Öl vorhanden ist.

FB090 Bronzeumwickeltes Lager mit Diamantschmiertaschen Diese mit CuSn8-Bronze umwickelte Buchse bietet eine hohe Belastbarkeit und Selbstschmierleistung für schwere Maschinen und ersetzt herkömmliche Gussbronzebuchsen und spart gleichzeitig Platz und Kosten. Produkt anzeigen →

Leistung bei hoher Belastung: Der Stahlrücken trägt die Belastung

Bei hohen statischen und dynamischen Belastungen sorgt der Stahlrücken für Formstabilität; Die Bronze verwaltet nur die Oberfläche.

Lager der Güteklasse FB090 weisen eine typische maximale statische Belastung von 250 MPa und eine maximale dynamische Belastung von 140 MPa auf, vorausgesetzt, ein starres zylindrisches Gehäuse und eine Presspassung. Die gleiche Buchse in einem flexiblen Gehäuse verliert einen großen Teil dieser Kapazität, weshalb die Gehäusesteifigkeit Teil des Lagersystems ist.

Verschleißverhalten folgt. In Schwingungstests bei 25 MPa Kontaktdruck und 0,08 m/s Gleitgeschwindigkeit zeigen FB090-Buchsen, die trocken gegen eine Welle aus gehärtetem Stahl laufen, typischerweise einen radialen Verschleiß von 0,02 bis 0,04 mm pro 100 Stunden, der in der gleichen Größenordnung liegt wie eine gefettete Gussbronze-Buchse und weitaus besser als eine ungefettete.

Eine 40-mm-Bohrung, die eine 52-mm-Gehäusetasche aus Gussbronze benötigt, passt als umwickelte Buchse in eine 44-mm-Tasche, wodurch radialer Raum frei wird und die Materialkosten für die Buchse um etwa 60 % gesenkt werden.

FB092 Bronzeumwickeltes Lager mit Öllöchern für den Einsatz bei niedriger Drehzahl Diese selbstschmierende Buchse wurde für Anwendungen mit mittlerer Last und niedriger Drehzahl entwickelt. Sie speichert Öl in Bohrlöchern, reduziert den Wartungsaufwand und kann herkömmliche Vollkupferhülsen zu geringeren Kosten ersetzen. Produkt anzeigen →

Verhalten bei geringer Schmierung: Der Transferfilmmechanismus

Wenn kein Fett oder Öl vorhanden ist, laufen bronzeumwickelte Lager weiter, da die Stopfen kontinuierlich einen festen Film auf der Gleitfläche erneuern.

Das Material des Graphitstopfens ist weicher als Bronze und wird daher durch den Kontaktdruck über den Schaft verteilt. Innerhalb weniger Minuten entsteht ein dünner dunkler Film, und es kommt zu einem Gleiten zwischen diesem Film und der Bronze statt zwischen Metall und Metall. Die Trockenreibung sinkt vom Bereich von 0,15 bis 0,30 bei Trockengussbronze auf typische 0,06 bis 0,12.

Der Film baut sich nach jedem Abwürgen und Neustart wieder auf, weshalb die Konstruktion für den oszillierenden, reziproken und Start-Stopp-Betrieb geeignet ist. Stopfen auf Graphitbasis erweitern den Einsatzbereich von -40 bis 200 °C und liegen damit über dem Grenzwert der meisten Fette.

Der Wellenzustand steuert die Filmhaftung. Für Belastungen über 50 MPa verwenden Sie eine auf 45 HRC gehärtete Welle mit einer Oberflächengüte von Ra 0,4–1,6 Mikrometer. Unser Analyse der Verschleißfestigkeit von FB090 behandelt die Fehlermodi im Detail.

Wenn der Betrieb eine kontinuierliche Drehung über 0,5 m/s erfordert, füllen Sie Öl nach. Bei Oszillationen, Hin- und Herbewegungen oder langen Leerlaufzeiten unter Last übernimmt allein die Transferfolie die Aufgabe.

Mit Bronze umwickelte Lager im Vergleich zu Gussbronze-, Bimetall- und PTFE-ausgekleideten Lagern

Mit Bronze umwickelte Lager liegen zwischen den Extremen des Gleitlagerspektrums: stärker als PTFE-ausgekleidete Typen bei Stößen und Verschmutzung, fehlertoleranter ohne Öl als Gussbronze und kompakter als beide.

Auswahlregel: Wählen Sie Bronze mit Ummantelung, wenn das Lager periodischem Trockenlauf, Stößen und Schmutz standhalten muss; Wählen Sie Bimetall, wenn das Öl zeitweise ankommt; Wählen Sie eine PTFE-Auskleidung nur für sauberes, leicht belastetes Gleiten. Wählen Sie Gussbronze nur, wenn dicke Wände erforderlich sind.

FB094 Bleifreies Bronze-Wickellager mit Dichtring Eine verbesserte Version von FB092 mit einem Dichtungsring, der das Austreten von Fett und das Eindringen von Schmutz verhindert und bleifreie, selbstschmierende Leistung bei hoher Belastung für anspruchsvolle Industrieumgebungen bietet. Produkt anzeigen →

Wo mit Bronze umwickelte Lager ihren Unterhalt verdienen

Mit Bronze umwickelte Lager kommen überall dort zum Einsatz, wo schwere oszillierende Lasten auf unterbrochene Schmierung treffen: Drehzapfen, Führungspfosten, Zylinderzapfen und ähnliche Aufgaben.

• Bau- und Erdbewegungsgeräte: Ausleger- und Schaufeldrehzapfen an Baggern und Ladern, Staub und langen Wartungsintervallen ausgesetzt.
• Landmaschinen: Drehgelenke der Anhängerkupplung, Gestänge der Sämaschine und Mechanismen der Ballenpresse, die saisonal geschmiert werden.
• Hydrauliksysteme: Zylinderzapfen und Pumpenbuchsen unter Grenzschmierung.
• Werkzeuge und Matrizen: Führungspfosten, Auswerferhülsen und Verschleißplatten in Stanz- und Spritzgussformen.
• Materialhandhabung: Förderrollen, Palettierer und Kranscheiben.
• Marine und Offshore: Lukenmaschinen und Takelage, wo Abwaschwasser Fett entfernt.

Shuangnuo fertigt die FB090-Serie im hauseigenen Bronzeguss, Schmelzphasenspektroskopie bei jeder Schmelze und Bearbeitung auf einer Flotte von mehr als 80 CNC-Maschinen. Die erstmalige Materialproduktion auf Bestellung verkürzt die Lieferzeiten für metrische und nicht standardmäßige Größen.

Die einkaufsrelevante Fähigkeit ist die Rückverfolgbarkeit: Wenn ein Lager an der Kontaktstelle einer Belastung von 250 MPa ausgesetzt ist, sind die interne Schmelzkontrolle und mechanische Testberichte Dritter von Bedeutung.

Mit Bronze umwickelte Lager ersetzen keine Schmierung; Sie sorgen dafür, dass Schmierverluste verkraftbar sind. Konstrukteure erhalten einen kleineren Bauraum, einen einfacheren Schmierkreislauf und eine Maschine, die ein verpasstes Wartungsintervall übersteht, anstatt eine Welle zu zerreißen. Um FB090 für einen bestimmten Betrieb zu bewerten, verwenden Sie den PV-Grenzwert als erstes Tor und überprüfen Sie dann die Gehäusesteifigkeit und die Wellenbeschaffenheit.

Häufig gestellte Fragen