7 Ursachen für übermäßiges Spiel in Wolframkarbidbuchsen

Wenn bei einer Pumpe, einem Mischer, einer Ventilbaugruppe oder einer anderen rotierenden Maschine ein zu großes Lagerspiel auftritt, wird oft sofort die Lagerbuchse als Ursache genannt.

Ich verstehe, warum. Das Spiel wird an der Buchse gemessen, daher scheint die Buchse die offensichtliche Fehlerquelle zu sein. In der Praxis lässt sich jedoch nicht immer feststellen, welches Bauteil tatsächlich defekt ist.

Übermäßiger Spielraum kann entstehen, weil:

● Die Buchsenbohrung ist größer geworden

● Der Gegenschaftschaft bzw. die Gegenhülse ist kleiner geworden.

● Die Buchse bewegt sich im Inneren des Gehäuses

● Die ursprünglichen Maße oder Toleranzen waren falsch.

● Die Wellenbewegung erzeugt mehr funktionales Spiel, als die Zeichnung vermuten lässt.

Dies ist ein wichtiger Unterschied für Käufer vonWolframkarbidbuchsenDer Austausch des Hartmetallbauteils ohne Ermittlung der zugrunde liegenden Ursache kann lediglich dazu führen, dass der gleiche Fehlerzyklus erneut beginnt.

Bei Langsun Carbide lautet unsere erste Frage daher nicht einfach: „Wie groß ist der Spalt?“

Wir fragen uns, welche Oberfläche sich verschoben, abgenutzt, korrodiert oder ihre Stützwirkung verloren hat.

Diese Frage führt in der Regel zu einer zuverlässigeren Antwort.

Was bedeutet übermäßiges Buchsenspiel?

Das Laufspiel ist der beabsichtigte Abstand zwischen dem Innendurchmesser der Buchse und dem Außendurchmesser der Gegenwelle oder -hülse.

Der diametrale Abstand kann wie folgt ausgedrückt werden:

Diametrales Spiel = Durchmesser der eingebauten Buchsenbohrung − Durchmesser der Gegenwelle oder Hülse

Das Radialspiel beträgt die Hälfte des Diametralspiels.

Das Spiel wird dann übermäßig, wenn es den in der Gerätezeichnung, vom Pumpenhersteller, in der Dichtungssystemauslegung oder in der nachgewiesenen Betriebsgrenze festgelegten Wert überschreitet.

Es gibt keine allgemeingültige maximale Lichtstärke für alleWolframkarbid-PumpenbuchsenDer zulässige Wert hängt von der Funktion der Buchse ab.

Buchsenfunktion	Mögliche Folge übermäßiger Clearance
Führungs- oder Radialstützbuchse	Verminderte Wellenabstützung, Vibrationen, instabile Rotation und ungleichmäßiger Sekundärverschleiß
Drossel- oder Begrenzungsbuchse	Erhöhte Leckage, reduzierte Druckkontrolle und schlechtere Dichtungskammerisolierung
Verschleißbuchse	Größere Bewegung zwischen rotierenden und stationären Teilen und schnellere Beschädigung benachbarter Bauteile
Dichtungsbereichsbuchse	Verlust der Spülkontrolle, Verunreinigung der Dichtungskammer und verringerte Dichtungsstabilität
Ventil oder Führungsbuchse	Schlechte Positionierung, Vibrationen, Stöße und beschleunigter Verschleiß von Sattel oder Vorbau

Drei Möglichkeiten zur Erhöhung der Freigängigkeit

Bevor wir auf die sieben Ursachen eingehen, ist es hilfreich, das Wachstum der Bodenfreiheit in drei grundlegende Wege zu unterteilen.

1. Die Buchsenbohrung vergrößert sich.

Abrieb, Riefenbildung, Korrosion, Kantenbelastung oder direktes Reiben können Material aus der Hartmetallbohrung entfernen.

2. Die Welle oder Hülse wird kleiner.

Das Gegenstück kann weicher als das Hartmetall sein. Es kann Riefen bilden, an Durchmesser verlieren oder ungleichmäßig verschleißen, selbst wenn die Hartmetallbohrung nahezu ihre ursprüngliche Größe beibehält.

3. Die Buchse bewegt sich im Gehäuse.

Ist die Presspassung unzureichend oder die Gehäusebohrung beschädigt, kann sich die gesamte Buchse verschieben. Die gemessene Bohrung kann zwar noch korrekt sein, aber die Welle läuft nicht mehr konzentrisch darin.

Dieses Drei-Pfade-Modell ist zentral für den Ansatz von Langsun Carbide.Analyse des Versagens von HartmetallbuchsenDadurch wird verhindert, dass sich die Untersuchung allein auf die Hartmetallbohrung konzentriert.

Sieben Ursachen auf einen Blick

Ursache	Typische Beweise	Erste Überprüfung
1. Falsche Anfangsabmessungen	Gleichmäßiges Spiel bei einer neuen oder wenig gebrauchten Baugruppe	Zeichnung, Toleranzstapel, Definition von Radial- versus Diametralmaßen und installierte Messungen
2. Abrasiver Verschleiß	Rillen, polierte Bohrung, gleichmäßige Erweiterung oder Partikelspuren	Partikelgröße, Härte, Konzentration, Spülrichtung und Verschleißmuster
3. Mangelhafte Schmierung oder Spülung	Hitzebedingte Verfärbungen, Riefen, Materialablagerungen oder polierte Kontaktbänder	Flüssigkeitszufuhr, Trockenlaufereignisse, Durchflussunterbrechungen und Ablagerungen
4. Fehlausrichtung oder Wellendurchbiegung	Einseitiger Verschleiß oder starker Verschleiß an einem Ende der Bohrung	Wellenrundlauf, Ausrichtung, Lagerzustand, Betriebspunkt und Radialbelastung
5. Verschleiß an Schaft oder Hülse	Rillen oder Durchmesserverlust am Gegenstück	Messen Sie die Welle an mehreren axialen und Winkelpositionen
6. Korrosionsbedingter Verschleiß	Lochfraß, raue Oberfläche, Bindemittelverlust oder Kornausriss	Prozesschemie, pH-Wert, Temperatur, Hartmetallbinder und Schaftmaterial
7. Lockerer Gehäusesitz	Polierter Buchsenaußendurchmesser, Reibspuren, Gehäusebeschädigung oder Buchsenrotation	Gehäusebohrung, Interferenzen, Lagerungsbedingungen und Temperaturwechsel

1. Falsche Ausgangsmaße oder fehlerhafte Toleranzkette

Nicht jedes Problem mit zu großem Spiel wird durch Verschleiß verursacht. Manchmal ist das Spiel in der Baugruppe von vornherein zu groß.

Dies kann beispielsweise in folgenden Fällen passieren:

● Das Radialspiel wird mit dem Diametralspiel verwechselt.

● Die Nennmaße werden ohne Berücksichtigung von Toleranzen geprüft.

● Die größte Buchsenbohrung wird mit dem kleinsten Wellendurchmesser kombiniert.

● Die freie Buchse wird anstelle der eingebauten Bohrung gemessen.

● Die Dicke der Wellenbeschichtung, der Hülse oder der Oberflächenbehandlung wird nicht angegeben.

● Das Gegenstück wurde nach einer veralteten Zeichnungsrevision gefertigt.

● Die Abmessungen werden bei verschiedenen Referenztemperaturen verglichen.

Eine Zeichnung mag korrekt erscheinen, wenn man nur die Nennwerte betrachtet. Das tatsächliche maximale Spiel tritt jedoch auf, wenn die Buchse ihre größtmögliche zulässige Größe und die Welle ihre kleinstmögliche zulässige Größe aufweist.

2. Abrasive Partikel verschleißen die Buchsenbohrung.

Abrasiver Verschleiß ist eine der häufigsten Ursachen für die Vergrößerung des Spaltmaßes in Pumpen, Mischern, Bohrwerkzeugen, Anlagen zur Mineralaufbereitung und anderen Systemen mit verunreinigten Flüssigkeiten.

Harte Partikel gelangen in den Spalt zwischen der Hartmetallbuchse und dem Gegenstück der Welle. Einmal im Inneren, können sie gleiten, rollen, sich verfangen oder in kleinere Fragmente zerbrechen.

Wenngleich Wolframcarbid Es ist zwar sehr verschleißfest, aber nicht unempfindlich gegenüber unbegrenzter Belastung. Die Verschleißrate kann sich erhöhen bei:

● Höhere Feststoffkonzentration

● härtere Partikel

● Scharfe oder kantige Partikelform

● Höhere Relativgeschwindigkeit

● Höherer Druck oder höhere Kontaktbelastung

● Unzureichende Feststoffentfernung aus dem Laufspalt

● Wiederholte Zirkulation derselben kontaminierten Flüssigkeit

Metsos Leitfaden für Schlammpumpen nennt maximale Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung, Form, Härte, Dichte, Konzentration und Abrasivität als wichtige Merkmale bei der Auswahl von Schlammpumpen.

3. Mangelhafte Schmierung oder unterbrochene Spülung

Manche Hartmetallbuchsen werden durch das Prozessmedium geschmiert. Andere benötigen sauberes Wasser, Öl, eine Sperrflüssigkeit oder ein separates Spülsystem.

In beiden Fällen erfüllt die Flüssigkeit mehrere Aufgaben:

● Die beweglichen Oberflächen trennen

● Wärme abführen

● Verschleißpartikel entfernen

● Verhindern, dass sich Feststoffe im Spalt ansammeln

Die Gleitlagerrichtlinie von SKF erklärt, dass ein Schmierfilm die Wärmeableitung unterstützt, den Verschleiß reduziert und die Lagerlebensdauer verlängert. Sie warnt außerdem davor, dass sich Schmierstoff, vermischt mit Verschleißpartikeln, zu einer Paste verfestigen kann, die den Verschleiß beschleunigt.

Auch in einer Pumpenbuchse gilt dieses praktische Problem. Eine schwache oder unterbrochene Flüssigkeitszufuhr kann zu direktem Kontakt, Wärmeentwicklung und dem Festsetzen von abrasiven Partikeln zwischen den Oberflächen führen.

4. Wellenrundlauf, Fehlausrichtung oder Durchbiegung

Eine Buchse kann das korrekte durchschnittliche Spiel aufweisen und dennoch starke lokale Kontakte erfahren.

Dies geschieht, wenn die Welle nicht mittig in der Bohrung sitzt. Mögliche Ursachen sind:

● Eine verbogene Welle

● Übermäßiger Wellenrundlauf

● Verschleißte Lager

● Schlechte Ausrichtung der Pumpe zum Motor

● Fehlausrichtung des Wohnungsbaus

● Unebene Montagehalterung

● Hydraulische Radiallasten

● Betrieb weit entfernt vom optimalen Wirkungsgrad der Pumpe

Die Richtlinien des Hydraulic Institute weisen darauf hin, dass ein Betrieb deutlich oberhalb oder unterhalb des optimalen Wirkungsgradpunktes den Verschleiß beschleunigen kann und dass ein Betrieb mit geringem Durchfluss die radiale Belastung und die Wellendurchbiegung erhöhen kann.

Metso erklärt außerdem, dass veränderliche Laufradlasten eine Wellendurchbiegung verursachen und dass der Betrieb nahe dem optimalen Wirkungsgrad die Radiallast, die Durchbiegung und den Verschleiß minimiert.

5. Verschleiß des Gegenschaftsschafts oder der Hülse

Der Freiraum hängt von zwei Dimensionen ab, nicht von nur einer.

Bleibt die Hartmetallbohrung unverändert, verringert sich aber der Wellendurchmesser, vergrößert sich dennoch das Laufspiel. Dies ist eine der am häufigsten übersehenen Ursachen bei Wartungsinspektionen.

Der Gegenschaftschaft bzw. die Gegenhülse kann verschleißen, weil:

● Es besteht aus einem weicheren Material.

● Seine Oberflächenhärte ist unzureichend

● Die Oberflächenbeschaffenheit ist zu rau

● Eine Beschichtung hat sich abgenutzt

● Abrasive Partikel haben sich eingebettet oder eingeschlossen

● Die Welle reibt an einer Seite der Buchse.

● Durch Korrosion hat sich der Wellendurchmesser verringert.

6. Korrosionsbedingter Verschleiß

WolframkarbidbuchseSie bestehen aus Hartmetall. Das bedeutet, dass harte Wolframcarbidkörner durch ein metallisches Bindemittel, üblicherweise Kobalt oder Nickel, zusammengehalten werden.

Das Bindemittel ist kein unwichtiges Detail. Es beeinflusst die Zähigkeit, das Korrosionsverhalten, die thermischen Eigenschaften und den Verschleiß des Bauteils.

Hyperion erklärt, dass Nasskorrosion die Bindemittelphase entfernen oder schwächen kann. Sobald das Bindemittel verbraucht ist, können sich Karbidkörner beim Verschleiß leichter ablösen.

Dies führt zu einem kombinierten Versagensmechanismus:

1. Die Prozessflüssigkeit greift das Bindemittel an.

2. Die Oberfläche wird schwächer oder poröser.

3. Schleifpartikel entfernen die gelösten Karbidkörner.

4. Die Bohrung vergrößert sich schneller als bei reiner Abriebbelastung.

7. Lockerer Sitz, Gehäuseverschleiß oder Buchsenbewegung

Eine Hartmetallbuchse muss durch das umgebende Gehäuse, die Hülse, den Halter oder die Metallbaugruppe ordnungsgemäß abgestützt werden.

Wenn die Passung locker wird, kann die Buchse sich verschieben, vibrieren, drehen oder in ihrem Sitz wackeln. Dadurch entsteht funktionelles Spiel, selbst wenn die Hartmetallbohrung selbst noch innerhalb der Toleranz liegt.

Die SKF-Richtlinien zur Lagerausfallbehebung nennen unzureichende Gehäusepassungen als Ursache für Ringkriechen, Polierverschleiß, Adhäsionsverschleiß und Reibkorrosion.

Wann sollte eine Wolframkarbidbuchse ausgetauscht werden?

Der Austausch sollte nicht auf einer universellen Verschleißzahl basieren.

Eine Buchse sollte normalerweise ausgetauscht werden, wenn das gemessene Spiel den durch folgende Regel festgelegte Funktionsgrenzwert überschreitet:

● Der Geräte-OEM

● Die Montagezeichnung

● Die Dichtungs- oder Hydrauliksystemkonstruktion

● Ein validierter Wartungsstandard

● Historische Leistungsdaten derselben Maschine

Ein Austausch kann auch erforderlich sein, wenn:

● Die Bohrung ist stark oval oder konisch.

● Risse oder Kantenabsplitterungen gefährden die Bauteilintegrität.

● Die Korrosion hat die Oberfläche geschwächt.

● Die Buchse hat sich in ihrem Gehäuse verschoben.

● Die verbleibende Wandstärke ist unzureichend.

● Die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit kann nicht wiederhergestellt werden.

Durch Nachschleifen der Bohrung wird das Spiel in der Regel weiter vergrößert. Eine Überholung ist nur bei Konstruktionen sinnvoll, die eine übergroße Gegenhülse, einen austauschbaren Einsatz oder ein anderes technisches Instandsetzungsverfahren ermöglichen.

Wie man übermäßige Rückladungen verhindert

1. Definieren Sie den Abstand klar.Geben Sie den radialen oder diametralen Luftspalt, die Referenztemperatur und den Einbauzustand an.

2. Messen Sie beide Komponenten.Kontrollieren Sie die Hartmetallbohrung und den Wellen- bzw. Hülsendurchmesser.

3. Kontamination kontrollieren.Überprüfung von Filtration, Spülung, Abdichtung und Ablagerungen bei Stillstandsvorgängen.

4. Die Welle muss zentriert bleiben.Überprüfen Sie Ausrichtung, Lager, Rundlauf und Pumpenbetriebspunkt.

5. Wählen Sie die Hartmetallsorte entsprechend der realen Umgebung.Ausgewogene Abriebfestigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

6. Überprüfen Sie die Passgenauigkeit der Installation.Untersuchen Sie das Gehäuse und bestätigen Sie das Vorliegen von Störungen unter Berücksichtigung von Toleranzen und Temperatur.

7. Ausgangsmessungen aufzeichnen.Notieren Sie sich die ursprünglichen Werte für Bohrung, Wellendurchmesser, Rundlauf und Spiel für spätere Vergleiche.

Die Langsun Carbide-Perspektive: Messen Sie das System, nicht nur die Buchse.

Wolframkarbid wird gewählt, weil es verschleißfester ist und seine Form besser beibehält als viele herkömmliche Buchsenmaterialien. Diese Festigkeit kann die Diagnose jedoch mitunter erschweren.

Das Hartmetall kann akzeptabel aussehen, während der weichere Schaft an Durchmesser verloren hat. Die Bohrung kann korrekte Maße haben, während sich die Buchse in einem verschlissenen Gehäuse bewegt. Ein Neuteil kann seinen eigenen Zeichnungsvorgaben entsprechen, während die gesamte Toleranzkette zu übermäßigem Spiel führt.

Aus diesem Grund bin ich der Ansicht, dass eine Buchse nicht als isoliertes Bauteil betrachtet werden sollte.

Das Real Wear System umfasst:

● Die Hartmetallbuchse

● Der Gegenschaftschaft oder die Gegenhülse

● Das Gehäuse und die Einbaupassung

● Das Schmiermittel oder die Prozessflüssigkeit

● Die Schleifpartikel

● Das Schachtstützsystem

● Die Betriebstemperatur und die Last

Wenn alle sieben Punkte gemeinsam betrachtet werden, lässt sich übermäßiger Freiraum leichter erklären und tritt viel seltener wieder auf.

Häufig gestellte Fragen

Bedeutet ein zu großes Spiel, dass die Wolframkarbidbuchse von schlechter Qualität ist?

Nicht unbedingt. Zu großes Spiel kann durch abrasiven Bohrungsverschleiß, Wellenverschleiß, falsche Ausgangsmaße, Fehlausrichtung, Korrosion, mangelhafte Schmierung oder einen lockeren Gehäusesitz verursacht werden. Sowohl die Buchse als auch die gesamte Baugruppe sollten überprüft werden.

Wie sollte das Spiel von Wolframkarbidbuchsen gemessen werden?

Messen Sie die Bohrung der eingebauten Buchse und die tatsächliche Gegenwelle bzw. -hülse an mehreren axialen Positionen und in verschiedenen Richtungen. Berechnen Sie die Durchmesserabweichung und vergleichen Sie diese mit den Angaben des Originalherstellers oder den Zeichnungsgrenzen.

Warum verschleißt eine Wolframkarbidbuchse nur auf einer Seite?

Einseitiger Verschleiß deutet üblicherweise auf Wellendurchbiegung, Rundlauffehler, Fehlausrichtung, Lagerverschleiß, ein exzentrisches Gehäuse oder Betrieb unter hoher Radialbelastung hin.

Abschluss

Die sieben Hauptursachen für übermäßige Clearance inWolframkarbidbuchsensind falsche Anfangsabmessungen, abrasiver Verschleiß, mangelhafte Schmierung, Fehlausrichtung oder Wellendurchbiegung, Verschleiß an der Gegenwelle, korrosionsbedingter Verschleiß und Bewegungen im Gehäuse.

Die wichtigste Erkenntnis ist, dass ein zu großes Spiel nicht automatisch bedeutet, dass die Hartmetallbohrung verschlissen ist.

Eine vollständige Untersuchung sollte Folgendes messen:

● Die installierte Buchsenbohrung

● Der Gegenschaftschaft oder die Gegenhülse

● Das Gehäuse und die äußere Passform

● Wellenrundlauf und Ausrichtung

● Der Spül- und Schmierzustand

FürWolframkarbid-PumpenbuchsenUndBuchsen für abrasive SchlammpumpenLangsun Carbide empfiehlt, das gesamte Verschleißsystem zu diagnostizieren, bevor die Werkstoffsorte geändert oder ein Ersatzteil bestellt wird.

Eine gute Hartmetallbuchse sollte im Neuzustand nicht nur den Zeichnungsvorgaben entsprechen. Sie sollte das vorgesehene Spiel beibehalten, fest im Gehäuse sitzen und die umliegenden Bauteile während des gesamten geplanten Wartungsintervalls schützen.

Author | Allen

Allen ist Internationaler Marketingdirektor bei NINGBO LANGSUN TUNGSTEN CARBIDE CO., LTD. Er verfügt über mehr als 5 Jahre Erfahrung im Bereich industrieller Verschleißteile und Anwendungen von WolframcarbidEr arbeitet mit Kunden in den Bereichen Öl und Gas, Ventil- und Durchflussregelung, Metallverarbeitung, chemische Verarbeitung, Pumpen, Oberflächenbehandlung, Bergbau und Mineralverarbeitung zusammen.

Sein Schwerpunkt liegt darauf, OEMs, Geräteherstellern, Ingenieurbüros und Beschaffungsteams bei der Auswahl zuverlässiger Wolframkarbid-Verschleißteile zu helfen, basierend auf realen Arbeitsbedingungen, Materialeigenschaften, Herstellbarkeit und Qualitätskontrollanforderungen.

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Referenzen

● Wurzeln,Grundhandbuch für SchlammpumpenDas Handbuch behandelt die Eigenschaften von Schlammpartikeln, Verschleißmechanismen, Wellendurchbiegung, Radialbelastung, den Betrieb am optimalen Wirkungsgradpunkt und die Auslegung von Pumpensystemen.

● Metso, „Diagnose von Verschleißmustern in Kreiselpumpen für Schlämme“. Der Artikel erklärt, wie Abrieb, Erosion, Korrosion, Betriebspunkt, Partikelgröße und Verschleißerscheinungen zur Interpretation der Betriebsbedingungen der Pumpe herangezogen werden können.

● Hydraulic Institute, „Pump FAQs“. Die Ressource behandelt beschleunigten Verschleiß, radiale Belastung, Wellendurchbiegung, Kavitation und andere Folgen des Betriebs deutlich abseits des optimalen Wirkungsgradpunktes.

● SKF,Verbund-TrockengleitlagerDie Veröffentlichung erläutert die Rolle der Schmierung bei der Wärmeabfuhr und Verschleißminderung und weist darauf hin, dass mit Verschleißpartikeln vermischtes Schmiermittel den Verschleiß beschleunigen kann.

● SKF,Lagerschaden- und AusfallanalyseDie Veröffentlichung behandelt abrasiven Verschleiß, unzureichende Schmierung, Verunreinigung, Korrosion, Reibkorrosion, ungeeignete Passungen, Ringkriechen und ungleichmäßige Unterstützung.

● Hyperion Materials & Technologies, „Hartmetallsorten mit korrosionsbeständigem Bindemittel“. Die Quelle erklärt, wie Nasskorrosion die Bindemittelphase verringern und dazu führen kann, dass sich Hartmetallkörner beim Verschleiß leichter ablösen.

● Hyperion Materials & Technologies, „Thermische Eigenschaften von Hartmetall“. Die Quelle vergleicht die Wärmeausdehnung und Wärmeleitfähigkeit von WC-Co-Hartmetall mit gängigen technischen Metallen.

● CERATIZIT, „Was ist Hartmetall?“ Die Quelle erklärt die zweiphasige Struktur von Hartmetall und die Rolle der harten Karbidphase und des metallischen Bindemittels in Bezug auf Verschleißfestigkeit und Zähigkeit.