Dünnring-Kugellager: Neugestaltung der Leistung von Kernkomponenten für Bagger, Erschließung neuer Möglichkeiten für schwere Lasten mit „konstantem Querschnitt“

Als Hauptkraft in Baumaschinen arbeiten Bagger lange Zeit unter rauen Bedingungen und die Zuverlässigkeit ihrer Kernkomponenten wirkt sich direkt auf die Arbeitseffizienz aus. Dünnring-Kugellager mit ihren Vorteilen „konstanter Querschnitt, geringes Gewicht und hohe Steifigkeit“ sind zu einer wichtigen Komponente für die Aufrüstung von Schwenkplattformen und Fahrwerken von Baggern geworden.

I. Wesentliche Vorteile von Dünnringkugellagern

(1) Konstanter Querschnitt, hohe Raumausnutzung

Wenn sich der Innen- und Außendurchmesser ändern, bleibt die Wandstärke konstant, wodurch die Einschränkung herkömmlicher Lager, bei denen „die Wandstärke mit zunehmender Größe zunimmt“, aufgehoben wird. Wenn beispielsweise der Innendurchmesser von 100 mm auf 300 mm zunimmt, steigt die Schnittstärke herkömmlicher Lager von 15 mm auf 35 mm, während die von Dünnringkugellagern weiterhin bei 12–15 mm liegt. Dadurch bleibt mehr Platz für die inneren Komponenten von Baggern und das Volumen der Komponenten wird um 20–25 % reduziert.

(2) Geringes Gewicht und hohe Steifigkeit, reduzierter Energieverbrauch

Sie bestehen aus hochfestem legiertem Stahl und sind 25 % bis 30 % leichter als herkömmliche Lager gleicher Größe, wobei die Radialsteifigkeit um 10 % bis 12 % erhöht ist. Das leichte Design reduziert die Bewegungsträgheit und die Belastung der Ausrüstung; die hohe Steifigkeit widersteht wechselnden Stoßbelastungen von 50 bis 100 kN und verlängert die Dauerbetriebszeit.

(3) Hohe Präzision und starke Abdichtung, anpassungsfähig an raue Bedingungen

Die Fertigungspräzision erreicht die Klasse P5 (Rundlauf ≤ 0,015 mm) und gewährleistet Positioniergenauigkeit der Schwenkplattform von ±0,5°; die Dichtungsleistung entspricht IP65 oder höher und verhindert das Eindringen von Staub und Schlammwasser.

Ihre Lebensdauer beträgt 8.000–10.000 Stunden und übertrifft damit bei weitem die durchschnittliche Lebensdauer herkömmlicher Lager von 6.000 Stunden. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch flexible Installationsmethoden aus, die den Wartungsaufwand reduzieren.

II. Anwendungen in Kernkomponenten von Baggern

(1) Drehplattform: Stabil und präzise

Die Schwenkplattform trägt Verbundlasten und herkömmliche Lager neigen zu Blockaden und Abweichungen. Für 20-30-Tonnen-Bagger (z. B. Sany SY215) werden dünnwandige Kugellager der K-Serie (z. B. K80×95×7) verwendet. Mit Wandstärke von 7 mm können sie Radialbelastung von 120 kN und Axialbelastung von 80 kN aufnehmen, wodurch die Anlaufzeit auf 0,8 Sekunden verkürzt und die Positioniergenauigkeit von ±1° auf ±0,8° verbessert wird.

(2) Fahrmechanismus: Geringer Widerstand und hohe Lebensdauer

Der Fahrmechanismus wird auf unebenen Straßen eingesetzt und herkömmliche Lager sind anfällig für Verschleiß. Für 15-Tonnen-Bagger (z. B. XCMG XE150D) werden Dünnringkugellager der RNA-Serie (z. B. RNA60×72×12) verwendet. Mit Wandstärke von 12 mm sparen sie 33 % Platz im Vergleich zu herkömmlichen Lagern, haben einen Reibungskoeffizienten von 0,0015 und reduzieren den Bewegungswiderstand um 25 %. Der Verschleißverlust pro 1.000 Stunden sinkt von 0,12 mm auf 0,05 mm und die Lebensdauer verlängert sich auf 12.000 Stunden.

(3) Auslegergelenk: Geringer Wartungsaufwand

Auslegergelenke schwingen häufig und tragen Grabkraft von 80-120 kN, während herkömmliche Kupferbuchsen häufig Wartung erfordern. Der Liugong CLG920E verwendet das 51120X Axial-Dünnringkugellager mit Querschnittsdicke von 20 mm und integrierter Selbstschmierung. Der Wartungszyklus verlängert sich von 3.000 auf 8.000 Stunden, die Kosten für einen einzelnen Austausch sinken um 37,5 % und die jährlichen Wartungskosten werden um 40 % reduziert.

III. Technologische Weiterentwicklungen zur Anpassung an Branchentrends

(1) Materialinnovation: Widerstandsfähig gegen extreme Bedingungen

QIBR Bearing stellt Dünnringkugellager aus Maraging-Stahl (18Ni-300) her, der Zugfestigkeit von 2.000 MPa aufweist und bei 150 °C stabil arbeitet. Bei Einsatz in XCMG XE700-Bergbaubagger im Jahr 2024 beträgt die Ermüdungsschadenrate dieser Lager nach 600 Stunden Schwerlastbetrieb nur 1/3 derjenigen herkömmlicher Lager, bei einer erwarteten Lebensdauer von 15.000 Stunden (30 % länger).

(2) Prozessoptimierung: Hohe Präzision und Stabilität

Durch die Einführung von 5-Achsen-CNC-Schleifmaschinen und automatisierten Produktionslinien beträgt die Schleifgenauigkeit von dünnwandigen Kugellagern ≤ 0,005 mm und der Rundheitsfehler der Wälzkörper ≤ 0,002 mm.

Durch die vollständige Abdeckung der Laserinspektion steigt die Qualifikationsrate von 98 % auf 99,8 %, und die Standardabweichung des Radialschlags von Dünnringkugellagern der K-Serie sinkt um 27 %, wodurch die Montagegenauigkeit gewährleistet wird.

IV. Branchenwert und Schlussfolgerung

Dünnringkugellager treiben die Modernisierung der Baggerindustrie voran, indem sie die Kosten senken (20 % bis 25 % niedrigere Lebenszykluskosten), die Effizienz verbessern (15 % bis 20 % höheres tägliches Betriebsvolumen) und die Emissionen reduzieren (15 % weniger CO2-Emissionen, 10 % längere Lebensdauer der Batterie). Auch in Zukunft wird QIBR Bearing seine Forschungs- und Entwicklungsbemühungen im Bereich der Dünnringkugellager fortsetzen, um der Branche zu helfen, Engpässe zu überwinden und eine effiziente und kohlenstoffarme Entwicklung zu erreichen.