Een blog over de belasting, levensduur en smering van lagers in elektromotoren

Clemens Kuiphuis, Accountmanager regio Almelo

10 september 2018

We krijgen regelmatig vragen over de belasting, smering en levensduur van lagers in elektromotoren. Dit is natuurlijk compleet afhankelijk van de situatie waarin de elektromotor wordt toegepast. We kunnen echter wel een aantal belangrijke factoren toelichten.

Belasting van de lagers in elektromotoren

Het ontwerp van een elektromotor is vaak gebaseerd op het gebruik van een flexibele koppeling (zoals een V-snaar) met de aan te drijven toepassing. Elektromotoren worden echter ook vaak op een directe wijze gekoppeld aan een machinetoepassing. Hierdoor worden de lagers in de motoren ook direct belast met axiale of radiale krachten.

Het komt vaak voor dat deze belasting groter is dan de belasting waarop de motorlagering is berekend. Wij schreven al eerder een blog over slijtage en defecten in lagers van elektromotoren. Het is dus van groot belang dat er voor een elektromotor wordt gekozen met de juiste lagers. De plaatsing van de elektromotor is ook van essentieel belang: de lagers in een verticaal geplaatste motor hebben met heel andere krachten te maken dan horizontaal geplaatste elektromotoren.

In de meeste gevallen wordt een elektromotor standaard geleverd met een lager dat is ontwikkeld voor het vermogen van de motor. Sommige toepassingen vragen om bijzondere lagertypes, in deze gevallen moet er een ander lager gemonteerd worden. Hiermee kunnen we je uiteraard van dienst zijn.

Levensduur  van de lagers in elektromotoren

Als je de levensduur van een lager wilt berekenen, dan moet er worden uitgegaan van de totale axiale en/of radiale belasting, in combinatie met het toerental en de lagerconstructie van de elektromotor. De levensduur van lagers die door vet gesmeerd worden is afhankelijk van de volgende factoren:

  • Het type lager dat wordt gebruikt in de elektromotor
  • De axiale en radiale belasting van het toegepaste lager
  • De kwaliteit van het gebruikte lagervet
  • De temperaturen van het lager en het lagervet
  • De omtreksnelheid van het toegepaste lager. Dit is onder andere afhankelijk van het toerental van de elektromotor.
  • De omstandigheden waarin het lager moet functioneren. Denk hierbij aan vocht, verontreiniging, trillingen, etc.

 

Type lagers in elektromotoren

De meeste elektromotoren worden standaard geleverd met kogellagers. Vaak gaat het hier om C3 lagers, zodat er altijd ruimte is voor de juiste axiale- of radiale speling. Cilinderlagers worden toegepast als er sprake is van een te hoge radiale belasting aan de aandrijfzijde. Cilinderlagers kunnen grotere krachten beter verwerken dan kogellagers, maar hebben echter ook een nadeel: ze moeten namelijk twee keer zo vaak worden nagesmeerd als kogellagers.

Uiteraard kunnen motoren ook met andere lagers geleverd worden. Denk hierbij aan bijvoorbeeld NU-lagers of elektrisch geïsoleerde lagers, zoals de SKF Insocoat producten.

SKF Insocoat lagers zijn elektrisch geïsoleerd en daardoor uiterst geschikt voor het gebruik in elektromotoren
SKF Insocoat lagers zijn elektrisch geïsoleerd en daardoor uiterst geschikt voor het gebruik in elektromotoren

Levensduur van het smeervet

Bij elektromotoren met hoge toerentallen en grote lagers hebben we vaak te maken met relatief hoge omtreksnelheden. Het smeervet krijgt daarom een hogere mechanische belasting te voortduren. Het gevolg hiervan is dat door vermaling de zeepstructuur van het vet sneller achteruit gaat.

Ook is de opstelling van de elektromotor van invloed op de levensduur van het smeervet. Wordt de motor geplaatst in een verticale opstelling, dan wordt de levensduur ten opzichte van een horizontaal opgestelde motor gehalveerd. Daarbij hebben ook externe trillingen invloed op de levensduur, omdat het smeervet door trillingen olie kan gaan afscheiden. Dit wordt ook wel ‘bleeding’ genoemd.

Temperatuur

De levensduur van lagers in elektromotoren wordt niet alleen beïnvloed door de ontwikkeling van warmte in het lager zelf, maar ook door de warmteontwikkeling in de elektromotor. Ook de warmte die wordt geproduceerd door de aangedreven toepassing kan invloed hebben op het lager. Deze warmte kan worden overgedragen worden door de motoras naar het lager.

Hierbij is het belangrijk om te weten dat tweepolige elektromotoren (3000 toeren) meer warmte produceren dan meerpolige motoren (1500- en 1000 toeren). Ook zorgt de toepassing van bijvoorbeeld frequentieregelaars ervoor dat het verlies in de rotor groter is, waardoor er ook meer warmte wordt ontwikkeld door de elektromotor. Dit komt doordat de elektromotor langzamer draait en de koelwaaier daardoor minder koeling verzorgt. Uiteraard hebben de koeleigenschappen van de motor het meeste invloed op de bedrijfstemperatuur.

Open lagers

Er worden zelden elektromotoren geleverd met een open lager. Hoe dan ook, in het geval van een open lager is het van belang om regelmatig het vet aan te vullen of te vervangen. De hoeveelheid vet heeft daarbij invloed op de bedrijfstemperatuur; teveel vet kan zorgen voor meer warmteontwikkeling, vooral bij hoge toerentallen.

Maar wat is dan een juiste hoeveelheid? Dit verschilt natuurlijk per toepassing, maar over het algemeen kan worden gesteld dat het lager en de vrije ruimte in het lagerhuis (~30-50%) gedeeltelijk met vet moeten worden afgevuld.

Levensduur

De levensduur en belasting van de lagers in elektromotoren zijn van heel veel factoren afhankelijk is, zoals hierboven te lezen is. Dit zijn echter algemene factoren, de werkelijke belasting van een lager is per situatie verschillend. Er kunnen ook elektromotoren geleverd worden met lagerconstructies die speciaal zijn samengesteld voor jouw toepassing. Daarmee zijn we je uiteraard graag van dienst.

Meer weten?

Meer weten over elektromotoren? Schipper heeft hiervoor een adviesgids uitgebracht. Deze is hier te vinden!

Blijf op de hoogte van ons laatste nieuws

Op de hoogte blijven van het laatste nieuws uit onze sector en ons aanbod? Schrijf je dan in voor onze maandelijkse nieuwsbrief!