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Hallo Gemeinde.

Um welchen Betrag wird eine Welle dicker bei deltaT=250°C?
D=40f6.
Werkstoff=1.4571.
Die Längenänderung ist bekannt und nicht gleich der Änderung der Dicke.

Gruß
ThoMay

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Hallo ThoMay,

ich würde trotzdem mit dem Ausdehnungskoeffizienten rechnen.

Wenn Du es ganz genau wissen musst hilft ohnehin nur die Welle aufzuheizen und nachmessen.

Grüße Andreas 

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Stillstand ist Rückschritt

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Hallo, mir ist nichts bekannt, daß die Wärmedehnung bei Stahl irgendwie anisotrop wäre.

Die Änderung der Dehnung über die Temperatur ist da doch wichtiger.
Kann ja sein, daß sich die Welle verzogen hat.

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Klaus

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Hallo Andreas und Klaus.

Die Änderung des Durchmesseres der Welle ist nicht gleich der Längenänderung der Welle.
Irgendwo im Netz habe ich das mal gelesen.
Die Ausdehnung des Durchmesser hat sich da über die Volumenausdehnung gerechnet.
Habe auf Wiki das gefunden Weiter unten bei Zusammenhang zwischen Längen- und Raumausdehnungskoeffizienten. Dieses bezieht sich allerdings auf einen Würfel.

Da aufheizen der Welle wär kein Problem, das diese bei uns in der Versuchsanlage läuft. Das Messen ist dann das Problem. Bei ca 250°C mach ich das mal eben nicht mit einer Mikrometerschraube.

Klaus schreibt:

Zitat:

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Die Änderung der Dehnung über die Temperatur ist da doch wichtiger.

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Dem stimme ich zu. Nur ist die Welle 2400mm lang, links (los) und rechts (fest) gelagert.
Die Loslagerung ist das Problem. Die vorgegebene Passung bei Raumtemperatur und bei Betriebstemperatur sind zwei paar Schuhe.
Zusätzlich ist der Temperaturverlauf (Aufheizen) von 450°C in der Mitte zur Lagerstelle mit ca. 250°C.
Die Längenausdehnung (ca. 7mm) haben wir berücksichtigt. Die vorgegebene Passung an der Loslagerseite ist von einem Dienstleister ausgerechnet. Die Lagerung ist ein Flanschlager mit Verschraubung in axialer Richtung. Nicht immer, aber oft treten so große Krafte auf, daß das Gußgehäuse reißt. Wie festgestellt werden konnte ist die Welle auf dem Innenring "festgefressen".

Auf der Suche nach einer Lösung für das Problem kam ich halt als erstes auf die Ideen, die Paßung der Loslagerung neu auszulegen. Dabei habe ich mich halt dumpf daran erinnert, das die Änderung des Durchmessers bei großem deltaT  (Wie groß?... keine Ahnung)über die Änderung des Volumens berechenbar sein dürfte, könnte, sollte.
Daher meine Anfrage hier.
Vielleicht kommt darüber auch heraus, das der Unterschied bei rechnen mit Längenausdehnung und Volumenausdehnung irrelevant klein ist.

Gruß
ThoMay

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Hallo ThoMay,

Zitat:

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Das Messen ist dann das Problem. Bei ca 250°C mach ich das mal eben nicht mit einer Mikrometerschraube.

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wieso das denn ,  ist wie 10 sec. die Hand in den Backofen halten.

Macht meine Frau täglich um zu prüfen ob der heiß genug ist 

Grüße Andreas 

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Stillstand ist Rückschritt

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Hallo Tom,

das mit der Längenänderung und Volumenänderung ist viel einfacher als
bei Wiki erklärt.
Fast immer ist bei Dehnung nur eine Länge gemeint.
Die Volumenänderung ist dann etwas vereinfacht das 3-fache wg. dreidimensional.
Mathematisch genau ist die Volumenänderung dann ( 1 + alpha ) hoch 3.

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Klaus

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Hallo ihr Beiden.

@Andreas OT

Zitat:

---

Macht meine Frau täglich um zu prüfen ob der heiß genug ist 

---

Wie alt ist den der Backofen? Kenne ich eigentlich nur bei Holzbefeuerten mit angeschlossenem Backraum.
Auch da gab es schon Thermometer.

@Klaus
Du verzeihst.

Zitat:

---

Mathematisch genau ist die Volumenänderung dann ( 1 + alpha ) hoch 3.

---

Das ist vereinfacht für einen Würfel. O.k. Wie ist das bei einem Quarder der Breite sehr viel kleiner Höhe hat und die Länge ein Vielfaches. zudem ist die Welle eine Kreisfläche. Wie ist das dann mit den einzelnen Dehnungen in den Richtungen?

Es wird von mir, durch euch dargelegt, für den Durchmesser mal die Dehnung bezogen auf den Radius angesetzt.
Wenn es weitergehen soll und die Volumenänderung des Würfels auf den Zylinder gerechnt wir => Meine Mathe ist da nicht mehr ausreichend.
Nu gehe ich wieder in das Sudatorium im Keller.
Gruß
ThoMay

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Der Faktor ist in alle Richtungen gleich.
Also die prozentuale Änderung.

Die 7 mm gelten natürlich nicht für alle Richtungen.

------------------
Klaus

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---

Hi  ,

Zitat:

---

Original erstellt von ThoMay:
.....
Das ist vereinfacht für einen Würfel. ...

---

aus einem Würfel kann man eine Welle machen.

Es dehnt sich ja in alle (Himmels) Richtungen aus.

G.   thomas

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Hallo Klaus und Andreas.

War nett mit euch zu unterhalten.

Danke Gruß
ThoMay

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Hallo ThoMay,

das Stahl ist Isotrop und verhält sich wie von Klaus beschrieben.
Ob Kugel, Würfel oder Stange.

Gruß
Kris

------------------
/wer glaubt alles zu wissen, weiß nichts.

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Bei einem hochlegierten Stahl rechnet man mit einem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,000 016/K. Die Welle mit 40mm Durchmesser wird bei 250K Erwärmung also um 0,16mm dicker.

Das ist aber nur die halbe Wahrheit. Die Wärme fließt bei Deiner Anordnung wohl von der Mitte der Welle über die Enden und die Lager ab.
Das heißt, das Ende der Welle ist kühler als die Mitte, der Innenring kühler als der Wellenzapfen, der Außenring kühler als der Innenring, und das Lagergehäuse wieder kühler als der Außenring.
Unter den Bedingungen ist es nicht verwunderlich, dass die Lager festfressen.
Rechnen wird sich da nicht viel lassen. Du müsstest Innen- sowie Außenring mit reichlich Spielpassung versehen und, wenn Du es genauer wissen willst, die Temperaturen an den genannten Stellen messen.
Am besten mit dem Lagerhersteller reden.

------------------
Gert Dieter 

Tu es, oder tu es nicht. Es gibt kein Versuchen.
Yoda

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Danke Gert Dieter

Gruß
ThoMay

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Bei einer Welle, bei der von vornherein betriebsmäßige Längenänderunen in dieser Größenordnung bekannt sind, ist es m. E. eine Pechvogellösung, das Loslager zu realisieren, indem der Lagerring (womöglich auch noch der Innenring?) auf seinem Sitz axial bewegt wird.
Wenn es sich irgendwie machen ließe, würde ich ein Zylinderrollenlager nehmen oder auch ein Nadellager mit überbreitem Innenring bzw. überbreiter Lauffläche. In diesem Fall aber wegen der Länge der Welle und wegen ihrer daraus resultierenden Durchbiegung vielleicht keine Option?

Übrigens ist es bei Stehlagern doch gang und gäbe, dass man sie zum Loslager macht, indem man dem Außenring axiale Beweglichkeit gibt (Pendelrollenlager wird ohne Distanzringe ins Gehäuse eingesetzt). Bei den Standard-Stehlagergehäusen frisst da auch so schnell nichts, weil die Gehäuse aus Grauguss sind.

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Bild03-160120.jpg

Hallo Leute.

Unser Lager sieht im Moment so aus.

Meinungen, Ideen,...?

Gruß
ThoMay

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Wenn der Einbauraum ausreicht: FAG Flanschlagergehäuse Baureihe F5, als Loslager, d. h. ohne sogenannten Festring (Distanzring-Segment).

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-Ist die Wellenoberfläche hart und Korrosionsgeschützt an die Gleitfläche? Sollte es schon sein in diesem Fall, bei solche Temperaturen. Damit es kein Passungsrost oder Fressneigung gibt.
Wir haben auch Maschinen von Fremdfirmen gehabt, wo deshalb die Welle Kaputtging. Der Kugellager Innenring fraß die Welle ab weil es Spielpassung hatte. Eine so beschädigte Welle wird sich auch nicht mehr sauber verschieben.

Gruß
Kris

------------------
/wer glaubt alles zu wissen, weiß nichts.

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Hallo Kris.

Du bist nahe dran. Das Lager wurde ausgebaut.
Es hat sich erwiesen, das Kohlestaub zwischen Innenring und Welle festgebacken ist.
Damit wurde das Loslager zum Festlager. Die Ausdehnung der Welle ist so stark, daß das Gehäuse über den Lageraußenring geprengt wurde.
=> Extra Abdichtgung zwischen Innenraum und Lager mittels Stopfbuchse.

Gruß
ThoMay

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Kohlestaub? Naja. Stahlabrieb sieht auch schwarz aus.
Spielpassung bei Umlauflast ist nun mal falsch. Die Welle läuft dann im Innenring um und reibt sich dabei kaputt oder frisst sich fest.

------------------
Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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Zitat:

---

Original erstellt von ThoMay:
Die Ausdehnung der Welle ist so stark, daß das Gehäuse über den Lageraußenring geprengt wurde.

---

Wer glaubt denn so was?   Da würden sich doch lange vorher die Wälzkörper verabschieden!   Außerdem ist der Außenring doch noch ganz... 

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

[Diese Nachricht wurde von Roland Schröder am 21. Jan. 2016 editiert.]

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---

Hi,

Zitat:

---

Original erstellt von Roland Schröder:
Wer glaubt denn so was?   ...

---

na ich zum Beispiel.. (bilig)Guß gegen Stahl - es geht schon.

G.   thomas

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---

Wie gesagt, Ursache dürften die durch den Wärmefluss bedingten Temperaturunterschiede sein
Deshalb brauchen wir schon eine Spielpassung am Innenring, damit er dann bei Betriebstemperatur fest sitzt.
Möglichst auch mehr Lagerluft. Mit dem Hersteller reden!

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Gert Dieter 

Tu es, oder tu es nicht. Es gibt kein Versuchen.
Yoda

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---

Hallo Gemeinde.

Vorab:
Eure aufgeführten Argumente sind alle richtig.

@Roland
Du schreibst:

Zitat:

---

Kohlestaub? Naja. Stahlabrieb sieht auch schwarz aus.

---

Möchste ich nicht bezweifeln.
Es ist aber tatsächlich Kohlestaub. Der Schneckenförder arbeiten in einem Carbonisierungsprozess. Er Fördert heise Holzkohle welche auch mit Wasser abgelöscht wird. Die daraus entstehende Suppe backt zwischen Innenring und Well mit der Zeit fest.

Weiter schreibst du:

Zitat:

---

Spielpassung bei Umlauflast ist nun mal falsch.

---

Auch das stelle ich nicht in Zweifel.
Das Problem ist die Längenausdehnung der Welle bei Betriebstemp von 7mm nicht zu verachten.

Noch von dir geschrieben:

Zitat:

---

Wer glaubt denn so was?

---

Mittlerweile ist ein 2tes Lager aufgetaucht. Dort ist zu sehen, wie das Lager etwa 5mm aus dem gespregten Gehäuse gedrückt wurde.

Wenn du das obige Bild mal vergrösserst, dann kannst du sehen, das die Bruchstelle ein gewaltbruch ist. Das Pendelkugellager hat den kleinen inneren "Haltewulst" deformiert.

@Dieter.
Du schreibst:

Zitat:

---

Deshalb brauchen wir schon eine Spielpassung am Innenring, damit er dann bei Betriebstemperatur fest sitzt.
Möglichst auch mehr Lagerluft.

---

Das ist ja das Dilemma. Je größer der Spalt, desto schneller das Festbacken.

Hier noch eine kleine Beschreibung:
Die Lager haben im Innern keinerlei Schmierung mehr nur noch Kohlestaub.
Der Innenring des Lagers weist so fleckige Abriebstellen auf.
Das Gußgehäuse ist in Richtung Förderer stark verrostet.
...
Meiner Meinung nach ist das ein Verschmutzungsproblem.
Daher wurde von mir der Vorschlage unterbreitet, zwischen der Lagerstelle und dem Ende des Schneckenförderers eine Stopfbuchse als Abdichtung einzubauen. Das wurde seitens der Leitung genehmigt.

Mal schauen, ob das Lager unter der Beachtung eurer Voraschläge und der Stopfbuchse länger überlebt.

Gruß
ThoMay

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Hallo ThoMay,

hier hilft nur ein verschiebbares Lagergeäuse - baue das Lager (Flanschlager) auf feststehende Bolzen (mit ein Paar Tellerfedern dazwischen - Anzahl nach Verschiebung festlegen, nicht auf block arbeiten lassen, "weich" geschichtet) ein. Dann kann es auch "atmen" ... Es funzt allerdings nur dann, wenn es nicht all zu sehr geschüttelt wird. Sonst sind die Bolzen auch schnell durch.

G.  thomas

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Hallo und guten Abend Thomas

Werde morgen in der Frühe mal daruber nachdenken.
Könnte eine Lösungsmöglichkeit sein.

Gruß
ThoMay

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Hallo Thomas.

Ich hab's noch nicht ganz begriffen:
Gehst Du jetzt davon aus, dass die radiale Ausdehnung der Welle Dein Lager gesprengt hat, oder die axiale Ausdehnung in Zusammenspiel mit dem Festbacken (was ich mir irgendwie eher vorstellen könnte)?
Aber selbst wenn Du die Verschmutzung fernhalten könntest und damit den Lossitz des Innenrings sicherstellst, dann bleibt das doch trotzdem eine falsch ausgelegte Lagerung, oder nicht?
Mir erscheint es da eher sinnvoll, das Flanschlager zu skippen und selbst was zu bauen.
Mit verschiebbarem Außenring und einigermaßen effektiv abgedichtet.
Das kommt doch letztendlich fast kostengünstiger als da jetzt an das Flanschlager eine Stopfbuchse vorzubasteln.

Gruß, Torsten

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Hallo und guten Morgen Thorsten.

Du schreibst:

Zitat:

---

die axiale Ausdehnung in Zusammenspiel mit dem Festbacken

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Jepp.Nach dem ich das demontierte Lager gesehen habe.

Weiter

Zitat:

---

trotzdem eine falsch ausgelegte Lagerung, oder nicht?

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Jein. Die Lager laufen bei ähnllicher Anwendung in anderen Anlagen einwandfrei durch. Bei den Anlagen ist die Verschmutzung nicht gegeben.

Die Lager sind eigentlich weit überdimensioniert worden.
Die Verschmutzung wurde dann auch den verschiebbaren Außenrin betreffen. Habe ich dann nicht die "Störzone" vom Innen- auf den Außenring verlegt?

Gruß
ThoMay

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Hallo Thomas.

Ich dachte nur daran:
Wenn Du Dir selbst das Lagergehäuse baust (eben mit Lossitz am Außenring) kannst Du ja gleich die Aufnahme meinetwegen für einen PTFE-Dichtring oder eine Spalt-/Labyrinthdichtung vorsehen.
Oder, wenn vorhanden, könnte man auch ein bischen Sperrluft da reinschicken, um den Staub draußen zu halten.
Erscheint mir alles einfacher, als um das Kauflager herumzuarbeiten.

Gruß, Torsten

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Zitat:

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Original erstellt von Torsten Niemeier:
...Oder, wenn vorhanden, könnte man auch ein bischen Sperrluft da reinschicken, um den Staub draußen zu halten...

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Das ist sowieso die beste Lösung wenns um wirklich raue Einsatzbedingungen geht.

------------------
mfg - Leo

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Hallo Gemeinde.

Spaäte Antwort, aber heute war die Hölle los.

@Thorsten
Du schreibst:

Zitat:

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Oder, wenn vorhanden, könnte man auch ein bischen Sperrluft da reinschicken, um den Staub draußen zu halten.
Erscheint mir alles einfacher, als um das Kauflager herumzuarbeiten.

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Auch dieser Vorschlag ist richtig gut. Aber da wir, wie geschrieben, den Schneckenförderer im Carbonisierungsprozess laufen haben, kommt Sauerstoff mit Luft einblasen nicht gut. Das gibt ein ganz nettes Feuer im Schneckenförderer.

Das mit dem Einfacher ist einsehbar für mich.
Ihre kennt alle die Situation:
Schnell mal, ganz pragmatisch, eine Lösung auf die vorhandenen Förderer anpassen.

Dennoch werde ich eure Vorschläge zur Suche eines Lösungprinzips mit einbinden.
Vielen Dank Euch allen.
Gruß
ThoMay

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Der zweitbeste Lösungsansatz scheint mir zu sein, Fett automatisch zuzuführen.
Wir haben auch schon mal Wasser als Sperrmedium vor einem Lager verwendet.

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mfg - Leo

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