Wie Überschmierung Ihre Lager schädigen kann

Lageringenieure sagen oft, dass "Lager das Herz der Maschine sind", und wenn das stimmt, könnte man die Schmierung mit dem "Blut der Maschine" vergleichen. Es gibt ein interessantes Sprichwort, das besagt, dass die gesamte mechanische Industrie auf ein paar Mikrometern Ölfilm schwimmt.

Diese Ausdrücke unterstreichen die Bedeutung der Schmierung für die Lager und für alle mechanischen Geräte.

Aus der Mechanik der Schmierung wissen wir, dass der ideale Schmierzustand darin besteht, dass die Reibungsflächen durch ein Schmiermittel gut voneinander getrennt sind, so dass kein direkter Kontakt zwischen ihnen besteht. Bei Lagern bedeutet dies, dass die Wälzkörper und die Laufbahn durch einen Ölfilm voneinander getrennt sind.

Wenn die Schmierung schlecht oder unzureichend ist, können die Wälzkörper und die Laufbahn im Lager nicht richtig voneinander getrennt werden, so dass es zu einem direkten Metall-Metall-Kontakt kommt, der zu einer Verschlechterung der Oberfläche führen kann. Ingenieure sind sich im Allgemeinen der Probleme bewusst, die durch unzureichende Schmierung verursacht werden.

Andererseits geht es bei der Schmierung auch um eine Frage des "Maßes". Ein bekanntes Sprichwort besagt: "Ein Zuviel ist genauso schlecht wie ein Zuwenig". In der Tat kann eine Überschmierung erhebliche negative Auswirkungen auf die Lager haben.

Typischerweise gibt es zwei Hauptaspekte der Überschmierung: erstens eine zu hohe Viskosität des Schmierstoffs und zweitens eine zu hohe Schmierstoffmenge.

Überauswahl und Behandlung der Schmierstoffviskosität

Nach dem Mechanismus der Schmierung wirkt sich die Viskosität des Grundöls direkt auf die Bildung des Schmierfilms aus. Insbesondere erleichtert eine höhere Viskosität des Grundöls bei gleicher Drehzahl und Belastung die Bildung eines Ölfilms.

Daraus kann man leicht schließen, dass je höher die Viskosität des Grundöls ist, desto besser. Mit der Erhöhung der Schmierstoffviskosität steigt jedoch auch der Bewegungswiderstand des Wälzkörpers auf der Laufbahnoberfläche, was zu einem Anstieg des Drehmomentwiderstands des Lagers führt.

In Situationen, in denen ein bestimmtes Lagerwiderstandsmoment erforderlich ist, könnte dies dazu führen, dass die Lagerrotation weniger flexibel wird. Einige Hersteller von Klimaanlagen verlangen zum Beispiel, dass das Anlaufmoment des Motors bei niedrigen Temperaturen innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.

Wenn das Lager eine niedrige Temperatur hat, führt die niedrigere Temperatur zu einem Anstieg der Viskosität des Schmierstoffs, was zu einem Anstieg des Anlaufmoments des Lagers und damit zu Problemen beim Anlaufen führt.

Andererseits wird das durch eine zu hohe Schmierstoffviskosität hervorgerufene Widerstandsmoment bei der Drehung des Lagers letztlich als Wärme abgeführt. Daher kann eine zu hohe Schmierstoffviskosität auch zu einem Anstieg der Lagertemperatur.

In der Praxis hat es sogar Fälle gegeben, in denen eine zu hohe Fettviskosität zu einer Verklumpung des Schmierstoffs geführt hat, so dass dieser nicht wirksam zwischen Wälzkörper und Laufbahn eindringen und einen Ölfilm bilden konnte.

Ein geeigneter Indikator, um zu beurteilen, ob die Viskosität des Lagerfetts angemessen ist, ist die kappa-Zahl k. Wenn die kappa-Zahl k bei der Arbeitstemperatur größer als 4 ist, weist dies auf eine zu hohe Viskosität des Lagerfetts hin.

Bei der Auswahl von Schmierstoffen ist es daher wichtig, die Kappa-Zahl mit der Betriebstemperatur zu vergleichen. Weist das Lager eine schmierungsbedingte Erwärmung auf, sollte auch die Kappa-Zahl überprüft werden, um die richtige Auswahl des Lagerfetts zu gewährleisten.

Übermäßige Schmierung

Nach dem Einbau des Lagers muss eine ausreichende Menge Fett eingefüllt werden, um die Bildung eines Ölfilms durch eine optimale Verteilung des Fetts zwischen den Wälzkörpern und der Laufbahn während des Betriebs zu gewährleisten.

Für eine optimale Schmierung ist in der Tat eine bestimmte Menge an Fett erforderlich. Während des Betriebs des Lagers verteilt sich eine Schmierstoffschicht auf der Oberfläche der Wälzkörper und der Laufbahn, wodurch ein gewisser zyklischer Schmierstofffluss entsteht.

Der Raum zwischen den Wälzkörpern und der Laufbahn ist jedoch nicht vollständig mit Fett gefüllt. Diese Beobachtung deckt sich mit dem Allgemeinwissen; während der Lagereinbaukann das Lager mit Fett gefüllt sein.

Wenn die Fettmenge angemessen ist, kann man nach einer gewissen Betriebszeit und bei einer Inspektion feststellen, dass das Fett im Lager herausgepresst wird und nur eine Schicht auf der Lageroberfläche zurückbleibt.

Dies deutet darauf hin, dass während des Betriebs des Lagers das zwischen den Wälzkörpern verteilte Fett "herausgepresst" wird.

Dieses "Herausdrücken" ist eine grobe Beschreibung, aber sie zeigt, dass die Wälzkörper während des Lagerbetriebs das Fett aufrühren. Wenn das Fett kontinuierlich das Innere des Lagers füllt, führt dieses Rühren auch zu einem Anstieg des Rotationsmoments des Lagers, was zu einer Überhitzung des Lagers führt.

Die Grundvoraussetzung für die Befüllung mit Lagerfett ist folgende: Bei der Erstschmierung sollte das gesamte Lagerinnere befüllt werden, und 30%-50% des Fettes sollte in die Lagerkammer gefüllt werden, die das Lager nicht enthält.

Wenn das Lager in Betrieb genommen wird, ist es wichtig, dass der übliche Weg des Fettaustritts aus dem Lager gewährleistet ist. Wenn sich im Lager überschüssiges Fett befindet, wird das überschüssige Fett mit dem Betrieb des Lagers ausgestoßen.

Bei der Zusatzschmierung beträgt die geeignete Menge 0,5% von D*B, wobei D der Durchmesser des Lagers und B die Breite des Lagers ist.

Unabhängig davon, ob es sich um eine Erst- oder Zusatzschmierung handelt, wird empfohlen, die oben genannte Menge nicht zu überschreiten, da dies zu einer Überschmierung des Lagers führen könnte.