De kracht van de hybride glijlager oplossing
Metalen kussenbloklagers worden economischer dankzij voordelige sferische kliklagers uit igus high performance polymeren: een hybride glijlageroplossing
Veel exploitanten van fabrieken schrikken ervoor terug om over te schakelen van klassieke metalen lagers naar polymeer glijlagers, ondanks de duidelijke voordelen. De omschakeling blijkt te omslachtig te zijn. De in Keulen gevestigde specialist voor bewegingskunststoffen igus reageert met voordelige bolvormige kogels uit hoogwaardig polymeer, die in luttele seconden in metalen lagerblokken geplaatst kunnen worden en zo een rendabele en krachtige hybride vormen.
Metalen lagerblokken – of het nu kussenbloklagers of vaste flenslagers zijn – zijn een onmisbaar onderdeel van de machine- en installatiebouw. Ze worden overal gebruikt waar draaibewegingen en verdraaiingen rond alle assen nodig zijn, bijvoorbeeld aan geleiderollen van transportbanden in de drankenindustrie. Het probleem doet zich vooral voor in omgevingen met zware vervuiling. Stof betekent zo’n hoge belasting dat onderhoudspersoneel de lagers regelmatig moet smeren om ze überhaupt in beweging te houden. Dat kost veel tijd en geld. En toch moeten ze vaak al na een jaar worden vervangen. Is er een alternatief? – Ja, lagers die gemaakt zijn van hoogwaardige polymeren en die droog kunnen werken zonder smeerolie. “Dergelijke polymeerglijlagers zijn al geruime tijd op de markt verkrijgbaar. Veel gebruikers schrikken er echter voor terug om over te stappen, omdat ze ervan uitgaan dat ze nieuwe behuizingen met andere afmetingen in de machines zouden moeten integreren, wat tijdrovend en duur zou zijn. In de meeste gevallen is dit niet nodig”, verklaart Nico Bleumer, productmanager voor igubal bollagers bij ELCEE. “Onze JEM-SP sferische kogels uit hoogwaardig polymeer kunnen in slechts enkele seconden in metalen lagerblokken gemonteerd worden. Zo ontstaat een krachtige hybride die volledig afziet van smeerolie.”
Hybride glijlager oplossing vermindert de kosten met een factor 20
Achter het geheim van de droge werking zit een hoogwaardig polymeer, iglidur genaamd. Het bestaat uit een thermoplastisch basismateriaal dat verrijkt is met een ingebed vast smeermiddel. Het smeermiddel komt vrij tijdens de beweging, waardoor extra smering overbodig wordt. “Dit betekent een enorme kostenbesparing voor de gebruikers”, zegt Nico Bleumer. Tot nu toe gebruikten veel bedrijven externe smeertoestellen, die ongeveer 30 euro per jaar en per lager kosten. En ondanks de smering moeten ze meestal jaarlijks de aan slijtage onderhevige onderdelen van het lager vervangen en investeren ze gemiddeld nog eens 30 euro per lager. “Bolvormige insteeklagers van hoogwaardig polymeer daarentegen worden spuit gegoten, kosten slechts ongeveer drie euro en werken zonder externe smeermiddelen. De hybride oplossing is dus 20 keer kosten effectiever.” En meestal duurzamer, want een bolkogel uit de JEM-SP-serie werkt in veel gevallen langer dan een jaar. Dit is te danken aan vezels en vulstoffen die aan de materiaalmatrix zijn toegevoegd en de sferische kogels uitzonderlijk robuust en slijtvast maken.
Smering? Niet nodig met hybride glijlager oplossing
Gebruikers besparen niet alleen op materiaalkosten, maar ook op onderhoud. Enerzijds zijn servicebeurten niet meer nodig. “Een lager met de hand smeren duurt ongeveer drie minuten. Voor grote installaties met 1.000 lagers die om de veertien dagen moeten worden gesmeerd, vervalt een werkbelasting van 1.200 uur per jaar”, benadrukt de productexpert. Bovendien dalen de kosten voor reserveonderdelen omdat de assen minder snel slijten. Tenslotte zijn bolvormige kogels van hoogwaardig polymeer 80 procent lichter dan hun metalen tegenhangers – een vermindering van de massa die het aandrijfvermogen van machines verlaagt en ook kosten bespaart. Ze kunnen ook de betrouwbaarheid van machines en systemen vergroten. Want momenteel is inadequate, verkeerde of vervuilde smering in de meeste gevallen de oorzaak van defecten aan wentellagers. Het feit dat de polymeer bolletjes smeringsvrij zijn, is ook goed voor de zenuwen van het onderhoudspersoneel. Medewerkers hoeven niet langer moeilijk bereikbare plaatsen te smeren, zich bloot te stellen aan verwondingsrisico’s of machines stil te zetten. De gebruiker hoeft de sferische insteeklagers alleen aan het einde van hun levensduur, die afhankelijk van de toepassing twee tot drie jaar of meer bedraagt, in het kader van gepland onderhoud voor weinig geld en met weinig moeite te vervangen.
Montage in enkele seconden, zonder ombouwkosten
De montage van de bolvormige kogels is kinderspel. Ze kunnen in enkele seconden met de hand in metalen kussenbloklagers- en flenslagers ingebouwd worden – zonder dure en tijdrovende ombouw. De sferische kogels van de igubal-serie zijn momenteel verkrijgbaar in vijf afmetingen voor goedkope plaatstalen behuizingen en in acht afmetingen voor gietijzeren behuizingen (UC203-210). “Dankzij de uniforme afmetingen kunnen de sferische insteeklagers van hoogwaardig polymeer onafhankelijk van de fabrikant worden ingebouwd en bijvoorbeeld worden gebruikt in 2-gats en 4-gats vaste flenslagers, evenals in kussenbloklagers”, legt Bleumer uit. Aangezien de overstap naar polymeer glijlagers eenvoudig is, stappen steeds meer exploitanten van fabrieken en machinebouwers over op de hybride technologie. De kogelgewrichtslagers uit hoogwaardig polymeer worden onder andere gebruikt in transportinstallaties, vulinstallaties en landbouw- en bouwmachines. Gebruikers profiteren van de duurzaamheid, slijtvastheid en chemische bestendigheid van de standaardmaterialen iglidur J en J4. Het materiaal neemt nauwelijks vocht op, dus buitengebruik in weer en wind is geen probleem. De corrosiebestendigheid van de bolvormige kogels is hier een extra voordeel. Voor speciale eisen buiten de standaardtoepassing biedt igus nog meer iglidur-materialen aan: van de hoge-temperatuurbestendige variant iglidur X tot het FDA-conforme alternatief A350 voor de gevoelige levensmiddelensector.
“Bedrijven verbeteren hun eco-efficiëntie”
Als bedrijven beslissen om gesmeerde metalen lagers te vervangen door polymeer glijlagers, verbeteren ze hun eco-efficiëntie. Waarom? – Omdat ze helpen smeermiddelen te besparen. Niet alleen kussenbloklagers en vaste flenslagers, maar ook andere lagertypes kunnen vervangen worden door polymeer varianten. Bijvoorbeeld de klassieke metaalcomposietlagers, die bestaan uit een metalen schaal en een dunne laag polytetrafluorethyleen (PTFE). De PTFE-laag heeft een slijtagezone van ongeveer 0,05 millimeter en slijt af tijdens het gebruik. Als de technici de lagers niet op tijd vervangen, is dure gevolgschade onvermijdelijk. Als de PTFE-laag is opgebruikt, loopt metaal op metaal, met as-beschadiging of vastlopen van het lager tot gevolg. “Bij polymeer glijlagers zorgt de doorlopende structuur zonder lagen voor een vrijwel constante wrijvingscoëfficiënt en slijtage gedurende de gehele levensduur van het product. Door de homogene structuur is theoretisch de volledige wanddikte beschikbaar als slijtagezone”, verduidelijkt de igus-specialist.
Polymeerglijlagers als alternatief voor naaldlagers en sinterlagers
Ook gebruikers van naaldlagers kunnen baat hebben bij een uitwisseling. Het probleem hier is dat naaldlagers een hoge Hertzian-druk hebben door het lijncontact tussen naaldrollen en loopbanen en gevoelig zijn voor trillingen en schokken. Bovendien moeten gebruikers meestal geharde assen gebruiken, omdat zachte assen het risico lopen te krimpen door de hoge kantdruk. Bij polymeerglijlagers daarentegen is het risico op inlopen van de as geringer dan bij naaldlagers, zelfs bij hoge kantbelasting, zodat gebruikers zachte assen kunnen gebruiken. Bovendien zijn polymeerglijlagers geschikt voor toepassingen met trillingen en zware schokbelastingen. Last but not least zijn ze corrosievrij en door hun organische aard bestand tegen zowel anorganische media als zuren, logen en zoutoplossingen.
Polymeer glijlagers maken ook korte metten met de nadelen van gesinterde lagers. Deze nemen in hun poreuze lichaam een olie-impregnatie op, die bij hoge draaisnelheden voor een smerende werking zorgt. Het probleem: bij langzame of draaiende bewegingen kan de smeerlaag zich vaak niet optimaal opbouwen. “In dit geval zorgt de homogene structuur van de polymeer glijlagers met vaste smeermiddelen ervoor dat er altijd smeermiddel beschikbaar is – ongeacht het type beweging en de snelheid”, concludeert Bleumer. “Uitstekende wrijvings- en slijtagecoëfficiënten worden gegeven over de gehele levensduur van het product.” Als sterkte minder belangrijk is, maar absolute vrijwaring van corrosie, een zo laag mogelijk gewicht of maximale trilling demping wel, kan de klant natuurlijk blijven vertrouwen op de volledig polymere oplossingen van igus. De bolvormige kogel van zelfsmerend iglidur-materiaal bevindt zich in een kunststof behuizing van vezelversterkt polymeer.
Testlaboratorium maakt risicovrije omschakeling mogelijk
De voorbeelden tonen aan dat het in veel (niet alle!) gevallen economisch en duurzaam is om klassieke metalen lagers te vervangen door varianten uit high performance polymeren. Of een overstap het overwegen waard is, beantwoordt igus met een online levensduurcalculator. Geïnteresseerden kunnen de parameters van hun toepassing opgeven en de gebruiksduur van polymeer glijlagers laten berekenen. De berekening is gebaseerd op resultaten van realistische tests uit het eigen laboratorium, het grootste in de industrie, dat jaarlijks enkele miljarden bewegingen evalueert. Dit betekent dat de omschakeling op een solide basis berust.
