Klassifizierung und Auswahl von Schmierstoffen: Ein umfassender Leitfaden

Stellen Sie sich eine Welt ohne Schmierstoffe vor. Maschinen kommen zum Stillstand, Motoren fressen sich fest und der Fortschritt kommt zum Erliegen. In diesem Artikel tauchen wir in die komplexe Welt der Schmierstoffklassifizierung und -auswahl ein und beleuchten die entscheidende Rolle, die diese unbesungenen Helden für den reibungslosen Betrieb unserer mechanischen Wunderwerke spielen. Erforschen Sie mit uns die Feinheiten dieses faszinierenden Fachgebiets und lassen Sie sich dabei von erfahrenen Experten des Maschinenbaus beraten.

Klassifizierung und Auswahl von Schmierstoffen: Ein umfassender Leitfaden

Inhaltsverzeichnis

I. Klassifizierung von Schmierstoffen

Schmierstoffe können aufgrund ihres physikalischen Zustands in vier verschiedene Kategorien eingeteilt werden: flüssige Schmierstoffe, halbfeste Schmierstoffe, feste Schmierstoffe und gasförmige Schmierstoffe. Jede Kategorie verfügt über einzigartige Eigenschaften und Anwendungen in verschiedenen industriellen und mechanischen Prozessen

1. Flüssige Schmiermittel

Flüssige Schmierstoffe stellen die vielfältigste und am häufigsten verwendete Kategorie von Schmierstoffen in industriellen Anwendungen dar. Zu dieser Gruppe gehören mineralische Schmieröle, synthetische Schmieröle, Öle auf biologischer Basis (tierisch und pflanzlich) und Flüssigkeiten auf Wasserbasis.

Das Markenzeichen flüssiger Schmierstoffe ist ihr breiter Viskositätsbereich, der eine präzise Auswahl für mechanische Komponenten ermöglicht, die unter verschiedenen Lasten, Geschwindigkeiten und Temperaturen arbeiten. Diese Vielseitigkeit ermöglicht eine optimierte Schmierung für ein breites Spektrum von industriellen Prozessen und Maschinen.

(1) Mineralisches Schmieröl: Derzeit dominieren Mineralöle den Markt und machen etwa 90% des gesamten Schmierstoffvolumens aus. Diese Öle werden durch Vermischen von raffinierten Grundölen auf Erdölbasis mit leistungssteigernden Additiven hergestellt. Zu den Additiven gehören in der Regel Verschleißschutzmittel, Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren und Viskositätsmodifikatoren, mit denen die Eigenschaften des Öls auf bestimmte Anwendungen zugeschnitten werden.

(2) Synthetisches Schmieröl: Synthetische Öle werden durch chemische Synthese hergestellt und bieten im Vergleich zu Mineralölen überlegene Leistungsmerkmale. Sie weisen eine verbesserte thermische Stabilität, Oxidationsbeständigkeit und einen höheren Viskositätsindex auf und eignen sich daher ideal für extreme Betriebsbedingungen. Zu den gängigen Typen gehören Polyalphaolefine (PAOs), synthetische Ester und Polyalkylenglykole (PAGs).

(3) Biobasierte Öle: Diese umweltfreundlichen Schmierstoffe werden aus tierischen Fetten oder pflanzlichen Quellen gewonnen und sind aufgrund ihrer biologischen Abbaubarkeit und Erneuerbarkeit auf dem Vormarsch. Raps-, Soja- und Palmöl sind gängige Schmiermittel auf pflanzlicher Basis, während Walratöl (das inzwischen weitgehend aus dem Verkehr gezogen wurde) früher für Präzisionsinstrumente verwendet wurde.

(4) Flüssigkeiten auf Wasserbasis: Diese Schmiermittel enthalten Wasser als Hauptbestandteil und bieten hervorragende Kühleigenschaften und Feuerbeständigkeit. Sie werden in zwei Haupttypen eingeteilt:

  • Lösungsarten: Wasserlösliche Verbindungen, die in Wasser gelöst sind (z. B. Glykollösungen)
  • Emulsionsarten: Öl-in-Wasser-Emulsionen (O/W) oder Wasser-in-Öl-Emulsionen (W/O), stabilisiert durch Emulgatoren

2. Halbfeste Schmierstoffe (Schmierfett)

Halbfeste Schmierstoffe, die gemeinhin als Fette bezeichnet werden, weisen bei Standardtemperatur und -druck eine einzigartige Konsistenz zwischen festem und flüssigem Zustand auf. Diese Schmierstoffe zeichnen sich durch ihre kolloidale Struktur aus, die in der Regel aus einem Verdickungsmittel besteht, das in einem flüssigen Schmierstoffgrundöl dispergiert ist.

Schmierfett besitzt mehrere wichtige Eigenschaften, die es für verschiedene industrielle Anwendungen unentbehrlich machen:

  1. Adhäsionsvermögen: Seine Fähigkeit, auf Metalloberflächen zu haften, bietet einen hervorragenden Schutz vor Verschleiß und Korrosion.
  2. Wasserbeständigkeit: Viele Fettarten bieten eine hervorragende Wasserbeständigkeit und eignen sich daher ideal für Anwendungen, die Feuchtigkeit oder Abwaschwasser ausgesetzt sind.
  3. Dichtungseigenschaften: Schmierfett kann als Barriere gegen Verunreinigungen wirken und Lager und andere mechanische Komponenten wirksam abdichten.
  4. Längere Schmierung: Aufgrund seiner halbfesten Beschaffenheit bleibt Fett in der Regel länger an Ort und Stelle als flüssige Schmiermittel, so dass es seltener nachgeschmiert werden muss.
  5. Temperaturbeständigkeit: Je nach Formulierung kann ein Schmierfett seine Schmiereigenschaften über einen breiten Temperaturbereich hinweg beibehalten.

Die Konsistenz von Schmierfetten wird in der Regel nach dem Klassifizierungssystem des National Lubricating Grease Institute (NLGI) eingestuft, das von 000 (sehr weich) bis 6 (sehr hart) reicht. Diese Klassifizierung hilft Ingenieuren bei der Auswahl des geeigneten Schmierfetts für bestimmte Anwendungen auf der Grundlage von Faktoren wie Betriebstemperatur, Last und Geschwindigkeit.

Moderne Schmierfettformulierungen enthalten häufig fortschrittliche Additive zur Verbesserung der Leistungsmerkmale, wie z. B. Hochdruckadditive (EP-Additive) für Anwendungen mit hoher Belastung oder Antioxidantien für eine längere Lebensdauer. Die Wahl des Verdickungsmittels (z. B. Lithium, Kalzium, Polyharnstoff) und des Grundöls (mineralisch oder synthetisch) beeinflusst die Eigenschaften des Schmierfetts und seine Eignung für verschiedene industrielle Anwendungen erheblich.

3. Festschmierstoffe

Festschmierstoffe wirken durch drei primäre Mechanismen, die jeweils einzigartige Materialeigenschaften nutzen, um Reibung und Verschleiß in mechanischen Systemen zu verringern. Diese Schmiermittel sind besonders wertvoll unter extremen Bedingungen, wo herkömmliche flüssige Schmiermittel versagen können.

Die erste Kategorie bildet einen zähen Film mit geringer Scherfestigkeit auf Reibungsflächen, der die Grenzschmierung nachahmt. Dieser Film haftet fest am Substrat und ermöglicht gleichzeitig eine leichte Scherung zwischen den Gleitflächen, wodurch Reibung und Verschleiß wirksam verringert werden. Beispiele hierfür sind Molybdändisulfid (MoS2) und Wolframdisulfid (WS2).

Der zweite Typ umfasst Festschmierstoffe aus weichen Metallen, wie Blei, Indium und Silber. Diese Materialien nutzen ihre von Natur aus geringe Scherfestigkeit und hohe Plastizität für eine wirksame Schmierung. Unter Belastung verformen sie sich leicht und bilden eine dünne Schutzschicht zwischen beweglichen Teilen, die Relativbewegungen mit minimalem Widerstand zulässt.

Der dritte Mechanismus betrifft lamellare Festkörper mit einer charakteristischen Schichtkristallstruktur, wie z. B. Graphit und hexagonales Bornitrid. Diese Materialien weisen schwache Zwischenschichtbindungen auf, die eine leichte Scherung parallel zu den Basalebenen ermöglichen. Dieses Strukturmerkmal ermöglicht die Bildung eines Übertragungsfilms auf den sich berührenden Oberflächen, was eine reibungslose Relativbewegung erleichtert.

Die in der Industrie am häufigsten verwendeten Festschmierstoffe sind:

  1. Molybdändisulfid (MoS2): Bekannt für seine hervorragende Tragfähigkeit und seinen niedrigen Reibungskoeffizienten, insbesondere im Vakuum oder in inerten Atmosphären.
  2. Graphit: Hochwirksam unter Umgebungsbedingungen aufgrund seiner Fähigkeit, Feuchtigkeit zu interkalieren, wodurch seine Schmiereigenschaften verbessert werden.
  3. Polytetrafluorethylen (PTFE): Geschätzt wegen seiner chemischen Inertheit, seines breiten Temperaturbereichs und seines außergewöhnlich niedrigen Reibungskoeffizienten.

Diese Festschmierstoffe werden in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in der Schwerindustrie eingesetzt, wo sie unter extremen Temperaturen, Drücken oder Umweltbedingungen oft besser abschneiden als flüssige Schmierstoffe.

4. Gas-Schmierstoffe

Als kompressible Flüssigkeiten folgen Gase den Grundsätzen der Fluiddynamik und der Schmierungstheorie, so dass sie unter bestimmten Bedingungen als wirksame Schmiermittel fungieren können, ähnlich wie ihre flüssigen Gegenstücke.

Die Vorteile von Gasschmierstoffen sind vielfältig:

  1. Außergewöhnlich niedrige Reibungskoeffizienten, oft um eine Größenordnung niedriger als bei flüssigen Schmierstoffen
  2. Minimale Reibungswärmeentwicklung bei hohen Drehzahlen, entscheidend für Präzisionsmaschinen
  3. Vernachlässigbarer Temperaturanstieg während des Betriebs, Aufrechterhaltung der thermischen Stabilität
  4. Flexibler Betrieb in einem breiten Spektrum von Umgebungsbedingungen
  5. Breiter Arbeitstemperaturbereich, von kryogenen bis zu extrem hohen Temperaturen
  6. Kein Kontaminationsrisiko, ideal für Reinraum- und Lebensmittelverarbeitungsanwendungen
  7. Selbstreinigende Eigenschaften, da Gase Partikel abtransportieren können

Gasförmige Schmierstoffe weisen jedoch auch gewisse Einschränkungen auf:

  1. Geringe Dichte und Viskosität, was zu einer geringeren Tragfähigkeit im Vergleich zu flüssigen Schmierstoffen führt
  2. Eingeschränkter Anwendungsbereich: typischerweise geeignet für pneumatische Geräte mit einem Betriebsdruck von 30-70 kPa und hydrostatische Lager mit einem Betriebsdruck von höchstens 100 kPa
  3. Höhere Präzisionsanforderungen bei der Konstruktion und Herstellung von Lagern, um dünne Gasfilme zu erhalten
  4. Mögliche Instabilität bei hohen Geschwindigkeiten oder schwankenden Lasten

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich die Gasschmierung besonders für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit geringer Belastung, wie z. B. Luftlager in Präzisionsmessgeräten, Turbomaschinen und bestimmte Komponenten in der Luft- und Raumfahrt. Die Wahl zwischen Gas- und Flüssigkeitsschmierung hängt letztlich von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, einschließlich Geschwindigkeit, Last, Temperatur und Umweltaspekten.

II. Zusammensetzung der Schmierstoffe

Zusammensetzung der Schmierstoffe

1. Basisöl

Grundöl ist der Hauptbestandteil von Schmierstoffen, der in der Regel 80% bis 95% des Gesamtvolumens ausmacht, und dient als Träger für leistungssteigernde Additive. Grundöle werden grob in zwei Haupttypen eingeteilt: Mineralöle und synthetische Öle.

(1) Mineralöl

Mineralöle, die durch Raffinationsverfahren aus Rohöl gewonnen werden, werden in den meisten Ländern, so auch bei uns, in drei Hauptkategorien eingeteilt, die auf ihrer Molekularstruktur und ihren Eigenschaften beruhen:

  • Paraffinische Grundöle: Sie zeichnen sich durch einen hohen Viskositätsindex, gute Oxidationsstabilität und einen niedrigen Stockpunkt aus.
  • Intermediäre Grundöle: Liegen in ihren Eigenschaften zwischen paraffinischen und naphthenischen Ölen.
  • Naphthenische Grundöle: Bekannt für hervorragende Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen und gute Löslichkeit für Additive.

(2) Synthetisches Öl

Synthetische Grundöle werden durch kontrollierte chemische Reaktionen hergestellt, die zu Molekülen mit spezifischen, gewünschten Eigenschaften führen. Sie bieten mehrere Vorteile gegenüber Mineralölen:

  • Höhere chemische Reinheit und molekulare Einheitlichkeit
  • Hervorragende thermische und oxidative Stabilität
  • Verbesserte Viskositäts-Temperatur-Beziehungen
  • Verlängerte Lebensdauer und verbesserte Leistung unter extremen Bedingungen

Diese Eigenschaften machen synthetische Öle zur bevorzugten Wahl für Hochleistungsanwendungen und sind der Wegweiser für die Zukunft der Schmierstofftechnologie.

Synthetische Öle sind derzeit in der Luft- und Raumfahrt unverzichtbar und gewinnen auch in der Industrie immer mehr an Bedeutung. Zu den gängigsten Arten von synthetischen Grundölen gehören:

  1. Synthetische Kohlenwasserstoffe (z. B. Polyalphaolefine - PAOs)
  2. Synthetische Ester
  3. Polyisobutylene (PIB)
  4. Polyalkylenglykole (PAGs)
  5. Silikonöle

2. Zusatzstoffe

Bei Additiven handelt es sich um unbedeutende, aber wichtige Bestandteile, die in Schmierstoffe eingearbeitet werden, um bestimmte Merkmale deutlich zu verbessern oder neue Eigenschaften einzuführen. Ihre Funktionen sind die folgenden:

(1) Detergenzien.

Werden in erster Linie in Verbrennungsmotorenölen eingesetzt, um Lack- und Kohlenstoffablagerungen von Zylinderwänden und Kolbenringen zu entfernen. Außerdem verteilen sie wirksam Gummi- und Rußpartikel im Öl und verhindern so die Agglomeration und Bildung größerer, potenziell schädlicher Partikel.

(2) Antioxidantien.

Diese Verbindungen hemmen den Oxidationsprozess des Schmieröls und verlängern so seine Lebensdauer und erhalten seine Leistungsmerkmale über die Zeit. Sie wirken, indem sie freie Radikale neutralisieren und Peroxidverbindungen abbauen.

(3) Antiverschleißmittel.

Diese Additive verbessern die Verschleiß- und Abriebfestigkeit des Öls, indem sie einen Schutzfilm auf den Metalloberflächen bilden. Sie verringern den Verschleiß der Ausrüstung, verhindern das Festfressen oder Versintern und sind besonders wichtig bei Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen.

(4) Ölige Mittel.

Diese auch als Reibungsmodifikatoren bekannten Additive verringern den Reibungskoeffizienten und verbessern die Schmierleistung, indem sie einen zähen, adsorbierten Film auf Metalloberflächen bilden. Dieser Film sorgt für Grenzschmierung unter schwierigen Betriebsbedingungen.

(5) Metalldeaktivatoren.

Sie bilden einen passiven Film auf Metalloberflächen, um die korrosiven Auswirkungen des Öls auf das Metall zu minimieren und die katalytische Oxidation des Öls durch Metallionen zu hemmen. Dies ist besonders wichtig in Systemen, die Kupfer oder seine Legierungen enthalten.

(6) Viskositätsindexverbesserer.

Diese polymeren Additive erhöhen den Viskositätsindex des Öls und verbessern so dessen visko-thermische Leistung. Sie dehnen sich bei höheren Temperaturen aus und wirken so der natürlichen Tendenz des Öls zur Ausdünnung entgegen, wodurch eine angemessene Schmierung über einen breiten Temperaturbereich aufrechterhalten wird.

(7) Rostschutzmittel.

Diese Additive wirken auf die Metalloberfläche, um bei Kontakt mit Wasser Rost oder Korrosion zu verhindern. Sie bilden eine Schutzbarriere, die Wasser abweist und seine Wechselwirkung mit der Metalloberfläche verhindert.

(8) Pourpoint-Senker.

Sie senken den Stockpunkt des Öls, indem sie die Kristallisation von Wachspartikeln bei niedrigen Temperaturen verändern und so die Fließfähigkeit und Pumpfähigkeit des Öls bei niedrigen Temperaturen verbessern. Dies ist entscheidend für die Kaltstartleistung und den Betrieb in Niedrigtemperaturumgebungen.

(9) Entschäumer.

Diese Additive verändern die Schaumneigung des Öls, indem sie die Oberflächenspannung herabsetzen und bewirken, dass Oberflächenblasen schnell zerplatzen. Dadurch wird das Mitreißen von Luft verhindert, was zu einer verminderten Wirksamkeit des Schmierstoffs und erhöhter Oxidation führen kann.

(10) Emulgatoren und Anti-Emulgatoren.

Emulgatoren werden in Emulgierölen verwendet, um eine einheitliche und stabile Emulsion mit Wasser zu bilden, was für bestimmte Schmierstoffanwendungen wie Metallbearbeitungsflüssigkeiten unerlässlich ist. Umgekehrt werden Anti-Emulgatoren oder Demulgatoren in allgemeinen Schmierstoffen verwendet, um die schnelle Trennung von Wasser und Öl zu erleichtern, die Integrität des Schmierstoffs zu erhalten und Korrosion zu verhindern.

3. Verdickungsmittel

Verdickungsmittel sind ein entscheidender Bestandteil von Schmierfetten und unterscheiden sie grundlegend von Schmierölen. Schmierfett ist ein komplexes kolloidales System, das aus im Grundöl dispergierten Verdickern und leistungssteigernden Additiven besteht. Diese einzigartige Zusammensetzung führt zu einer festen oder halbfesten Substanz mit viskoelastischen Eigenschaften, die in der Lage ist, hohen Belastungen standzuhalten und ihre Struktur unter Scherbeanspruchung zu erhalten.

Verdickungsmittel spielen bei der Formulierung von Schmierfetten eine vielseitige Rolle, da sie mehrere Schlüsseleigenschaften erheblich beeinflussen:

  1. Konsistenz: Verdickungsmittel bestimmen die Festigkeit und die Fließeigenschaften des Schmierfetts, die in der Regel anhand von NLGI-Klassen (National Lubricating Grease Institute) gemessen werden.
  2. Tropfpunkt: Die Temperatur, bei der das Schmierfett von einem halbfesten in einen flüssigen Zustand übergeht, was für Hochtemperaturanwendungen entscheidend ist.
  3. Wasserbeständigkeit: Verdickungsmittel tragen dazu bei, dass das Fett wasserabweisend ist und seine Struktur in nassen Umgebungen beibehält.
  4. Belastbarkeit: Bestimmte Verdickungsmittel, insbesondere solche auf Seifenbasis, können die Fähigkeit des Schmierfetts verbessern, hohen Belastungen und Drücken standzuhalten.
  5. Scherstabilität: Verdickungsmittel beeinflussen die Fähigkeit des Fettes, seine Konsistenz unter mechanischer Belastung beizubehalten.
  6. Ölabgabe und Entlüftung: Das Verdickernetzwerk steuert die Geschwindigkeit, mit der das Grundöl freigesetzt wird, was sich auf die Schmiereffizienz auswirkt.

Die Auswahl geeigneter Verdickungsmittel ist entscheidend für die Anpassung der Fetteigenschaften an spezifische Anwendungen, von Hochgeschwindigkeitslagern bis hin zu schweren Industriemaschinen, die unter schwierigen Bedingungen arbeiten.

III. Auswahl des Schmieröls

1. Faktoren bei der Wahl des Schmieröls

Die Auswahl des Schmieröls wird von drei Hauptfaktoren bestimmt: den tatsächlichen Betriebsbedingungen der Anlage, den Spezifikationen oder Empfehlungen des Herstellers und den Richtlinien des Öllieferanten. Während die Empfehlungen der Hersteller in der Regel die Grundlage für die Schmierstoffauswahl bilden, ist es entscheidend, die spezifischen Last-, Geschwindigkeits- und Temperaturbedingungen der Anlage in realen Anwendungen zu berücksichtigen.

Bei der Auswahl eines Schmieröls sind die folgenden Leistungsindikatoren entscheidend:

  1. Viskosität:

Die Viskosität dient als Hauptkriterium für die Klassifizierung und Einstufung von Schmierölen und spielt eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung der Qualität und der Bestimmung der Leistung. Die optimale Viskosität für die Schmierung von Anlagen wird auf der Grundlage von Konstruktionsspezifikationen oder berechneten Daten bestimmt, die sich häufig auf branchenübliche Viskositätstabellen und Betriebsbedingungen beziehen.

  1. Gießpunkt:

Der Pourpoint ist ein indirektes Maß für die Fließfähigkeit eines Schmieröls bei niedrigen Temperaturen, die für die Lagerung, den Transport und die Verwendung in kalten Umgebungen entscheidend ist. Die besten Praktiken der Industrie schreiben vor, dass die Betriebstemperatur 5-10°C höher als der Pourpoint sein sollte, um einen angemessenen Fluss und eine ausreichende Schmierung zu gewährleisten.

  1. Flammpunkt:

Als wichtiger Sicherheitsindikator ist der Flammpunkt entscheidend für die sichere Lagerung, den Transport und die Verwendung von Schmieröl. Eine allgemeine Faustregel besagt, dass der Flammpunkt mindestens 50% höher sein sollte als die maximal zu erwartende Betriebstemperatur. Bei einem Verbrennungsmotor, bei dem die Öltemperatur in der unteren Schale 120°C nicht übersteigt, sollte der Mindestflammpunkt des Motoröls beispielsweise auf 180°C festgelegt werden.

  1. Oxidationsstabilität:

Diese Eigenschaft gibt an, wie widerstandsfähig das Öl bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von Sauerstoff ist, was sich auf seine Lebensdauer und Leistung auswirkt.

  1. Zusatzstoffe Paket:

Moderne Schmieröle enthalten häufig Additive zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften wie Verschleißschutz, Korrosionsbeständigkeit und Reinigungsvermögen. Die Auswahl eines geeigneten Additivpakets ist entscheidend für die Optimierung der Leistung in bestimmten Anwendungen.

  1. Kompatibilität:

Vergewissern Sie sich, dass das gewählte Schmiermittel mit den Werkstoffen der Anlage, einschließlich Dichtungen und Metalloberflächen, verträglich ist, um eine Zersetzung oder chemische Reaktionen zu verhindern.

Angesichts der Komplexität der Leistungsindikatoren von Schmierölen und der erheblichen Unterschiede zwischen den verschiedenen Typen sollte die endgültige Auswahl durch eine rationale Analyse der Betriebsbedingungen der Anlage, der Herstelleranforderungen und der Spezifikationen des Ölprodukts erfolgen. Es ist ratsam, bei der endgültigen Entscheidung sowohl den Anlagen- als auch den Schmierstoffhersteller zu konsultieren, insbesondere bei kritischen Anwendungen oder wenn die Betriebsbedingungen erheblich von den Standardparametern abweichen.

2. Substitution von Schmieröl

Die richtige Wahl des Schmierstoffs ist entscheidend für eine optimale Leistung und Langlebigkeit der Anlagen. Jeder Schmierstoff besitzt einzigartige Eigenschaften, die auf spezifische Anwendungen zugeschnitten sind, was eine direkte Substitution schwierig macht. Wenn eine Substitution unvermeidlich ist, sollten Sie sich an diese umfassenden Richtlinien halten, um mögliche Risiken zu minimieren:

(1) Wählen Sie einen Ersatzschmierstoff aus der gleichen Schmierstofffamilie oder mit eng verwandten Leistungsmerkmalen. Dies gewährleistet die Kompatibilität mit Dichtungen, Lagern und anderen Systemkomponenten. Achten Sie besonders auf den Grundöltyp, das Additivpaket und die Leistungsdaten (z. B. API-, ISO-, DIN-Normen).

(2) Behalten Sie die Viskositätskonsistenz innerhalb eines engen Bereichs bei. Die kinematische Viskosität des Ersatzöls sollte bei Betriebstemperatur um nicht mehr als ±15% vom Original abweichen. Etwas höhere Viskositäten sollten bevorzugt werden, um eine ausreichende Filmdicke und Tragfähigkeit zu gewährleisten, insbesondere bei Grenzschmierung.

(3) Entscheiden Sie sich für höherwertige Ersatzstoffe, wenn dies möglich ist. Hochwertige Grundstoffe (z. B. Öle der Gruppe III oder synthetische Öle) und fortschrittliche Additivtechnologien können eine höhere Oxidationsstabilität, einen besseren Verschleißschutz und längere Wartungsintervalle bieten. Achten Sie jedoch auf die Kompatibilität mit den Systemmaterialien und den vorhandenen Schmierstoffen, wenn ein vollständiger Ölwechsel nicht möglich ist.

(4) Betrachten Sie die Betriebsumgebung des Geräts ganzheitlich. Faktoren wie der Umgebungstemperaturbereich, mögliche Verunreinigungen, Luftfeuchtigkeit und Lastschwankungen sollten die Auswahl des Ersatzstoffs beeinflussen. Für Anwendungen bei extremen Temperaturen können synthetische Schmierstoffe mit hohem Viskositätsindex (VI) vorzuziehen sein, um die richtige Viskosität über einen größeren Temperaturbereich zu erhalten.

(5) Konsultieren Sie Gerätehersteller und Schmierstofflieferanten für spezifische Empfehlungen. Sie können wertvolle Einblicke in potenzielle Kompatibilitätsprobleme, Kompromisse bei der Leistung und notwendige Änderungen an Wartungsplänen oder -verfahren nach einem Schmierstoffwechsel geben.

(6) Führen Sie beim Wechsel zwischen inkompatiblen Schmierstoffen ein gründliches Spülverfahren durch, um nachteilige Reaktionen oder die Bildung von Ablagerungen zu vermeiden. Überwachen Sie die Leistung der Anlage nach dem Wechsel genau, einschließlich Ölanalysen in kürzeren Abständen, um sicherzustellen, dass der neue Schmierstoff die Systemanforderungen erfüllt.

3. Mischen von Schmierölen

Das Mischen verschiedener Typen, Marken, Hersteller und Zustände (neu oder gebraucht) von Schmierölen sollte wegen möglicher Unverträglichkeiten und Leistungseinbußen nach Möglichkeit vermieden werden. Die folgenden Kombinationen sind streng verboten:

(1) Spezial- oder anwendungsspezifische Öle dürfen nicht mit anderen Ölsorten gemischt werden.

(2) Für Emulsionsbeständigkeit formulierte Öle dürfen nicht mit nicht emulsionsbeständigen Varianten kombiniert werden.

(3) Ammoniakbeständige Turbinenöle müssen von Standardturbinenölen getrennt bleiben.

(4) Zinkhaltige Verschleißschutz-Hydrauliköle sind nicht mit silberhaltigen Hydraulikflüssigkeiten kompatibel.

(5) Herkömmliche Getriebeöle dürfen aufgrund der unterschiedlichen Additivpakete und Viskositätsanforderungen nicht mit Schneckengetriebeschmierstoffen gemischt werden.

Bestimmte Ölkombinationen können jedoch unter bestimmten Umständen akzeptabel sein:

(1) Produkte desselben Herstellers mit vergleichbaren Qualitätsstufen und Spezifikationen.

(2) Verschiedene Markenprodukte ein und desselben Herstellers, sofern sie ähnliche Grundstoffe und chemische Zusatzstoffe enthalten.

(3) Grundöle verschiedener Typen, wenn sie in einer Formulierung ohne Additive gemischt werden (was bei modernen Schmierstoffen allerdings selten ist).

(4) Ölsorten, deren Kompatibilität durch strenge Mischtests und Stabilitätsstudien nachgewiesen wurde.

(5) Verbrennungsmotorenöle können trotz verschiedener Additive in Notfällen gemischt werden

IV. Auswahl des Schmierfetts

Bei der Auswahl eines Schmierfetts sollte in erster Linie seine Funktion berücksichtigt werden, d. h. seine Rolle bei Schmierung, Reibungsminderung, Schutz und Abdichtung.

Bei reibungsverringernden Fetten sind die wichtigsten Faktoren die Beständigkeit gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen, die Belastung und die Drehzahl.

Bei Schutzfetten liegt der Schwerpunkt auf den Medien und Materialien, mit denen sie in Berührung kommen, insbesondere auf den Schutzeigenschaften und der Stabilität für Metalle und Nichtmetalle. Bei Dichtungsfetten sollten die in Kontakt kommenden Materialien und Medien sowie die Verträglichkeit des Fettes mit dem Material (insbesondere Gummi) berücksichtigt werden, um das geeignete Schmierfett auszuwählen.

Bei der Wahl des Schmierfetts sollten die Betriebstemperatur, die Drehzahl, die Größe der Last, die Arbeitsumgebung und die Art der Schmierfettversorgung der Maschine berücksichtigt werden. Zu den allgemeinen Überlegungen gehören die folgenden Faktoren:

(1) Temperatur.

Der Einfluss der Temperatur auf Schmierfette ist erheblich.

Es wird allgemein angenommen, dass, wenn die Betriebstemperatur der Schmierstelle die obere Grenze der Fetttemperatur überschreitet, Verdampfungsverluste, oxidativer Abbau und kolloidale Schrumpfung des Grundöls des Schmierfetts zunehmen.

Bei jedem Temperaturanstieg um 10℃ bis 15℃ erhöht sich die Oxidationsgeschwindigkeit des Fettes um das 1,5- bis 2-fache, und die Lebensdauer des Fettes verringert sich um die Hälfte. Die Betriebstemperatur der Schmierstelle ändert sich auch mit der Umgebungstemperatur.

Darüber hinaus können auch Faktoren wie Last, Geschwindigkeit, Dauerbetrieb und Überfüllung des Schmierfetts die Betriebstemperatur der Schmierstelle beeinflussen.

Für Umgebungen mit hohen Umgebungstemperaturen und Maschinen, die bei hohen Temperaturen betrieben werden, sollte ein hochtemperaturbeständiges Fett verwendet werden. Die Temperatur des allgemeinen Schmierfetts sollte 20℃ bis 30℃ unter seinem Tropfpunkt (Temperatur) liegen.

(2) Rotationsgeschwindigkeit.

Je höher die Betriebsgeschwindigkeit der geschmierten Bauteile ist, desto größer ist die Scherbeanspruchung des Schmierfetts und desto stärker wird die vom Verdicker gebildete Faserstruktur geschädigt, wodurch sich die Lebensdauer des Schmierfetts verkürzt.

Verdoppelt sich die Betriebsgeschwindigkeit des Geräts, verkürzt sich die Lebensdauer des Schmierfetts auf ein Zehntel der ursprünglichen Dauer.

Bei Komponenten, die mit hohen Geschwindigkeiten betrieben werden, entsteht mehr und schneller Wärme, wodurch das Schmierfett möglicherweise verdünnt wird und ausläuft. Daher sollte in solchen Fällen ein dickeres Schmierfett verwendet werden.

(3) Belastung.

Die Wahl des richtigen Schmierfetts je nach Belastung ist ein wichtiger Aspekt für eine wirksame Schmierung.

Für hochbelastete Schmierstellen sollte ein Schmierfett mit einem hochviskosen Grundöl, einem hohen Verdickergehalt und hervorragenden Hochdruck- und Verschleißschutzeigenschaften gewählt werden. Die Konuspenetration des Schmierfetts steht in direktem Zusammenhang mit der Belastung, die es bei der Verwendung bewältigen kann.

Bei hoher Belastung sollte ein Schmierfett mit geringerer Konuspenetration (höhere Viskosität) gewählt werden.

Wenn die Anwendung sowohl schwere als auch stoßartige Belastungen mit sich bringt, sollten Schmierfette mit Hochdruckzusätzen, wie z. B. solche mit Molybdändisulfid, verwendet werden.

(4) Umweltbedingungen.

Die Umgebungsbedingungen beziehen sich auf die Arbeitsumgebung und die Umgebungsmedien der Schmierstelle, wie Luftfeuchtigkeit, Staub und das Vorhandensein korrosiver Stoffe.

In feuchten Umgebungen oder bei Kontakt mit Wasser sollte ein wasserbeständiges Schmierfett gewählt werden, z. B. ein Schmierfett auf Kalzium-, Lithium-, Kalziumkomplex- oder Kalziumsulfonatkomplexbasis. Unter schwierigen Bedingungen sollte ein rostvorbeugendes Schmierfett anstelle eines Schmierfetts auf Natriumbasis mit schlechter Wasserbeständigkeit verwendet werden.

In Umgebungen mit starken chemischen Medien sollten chemikalienbeständige synthetische Fette, wie z. B. Fluorkohlenstofffette, verwendet werden.

(5) Andere Faktoren.

Zusätzlich zu den oben genannten Punkten sollte bei der Auswahl des Schmierfetts auch auf dessen Wirtschaftlichkeit geachtet werden.

Dazu gehört eine umfassende Analyse, bei der unter anderem untersucht wird, ob der Einsatz des Fettes den Schmierzyklus verlängert, wie oft Fett nachgefüllt werden muss, wie hoch der Fettverbrauch ist, wie hoch die Ausfallrate der Lager ist und wie hoch die Wartungskosten sind.

(6) Die Beziehung zwischen Fettviskosität und Anwendung.

Tabelle: Anwendungsbereich in Bezug auf die Fettviskosität.

NLGI-KlasseAnwendungsbereich
000 Klasse, 00 KlasseHauptsächlich für die Schmierung von offenen Zahnrädern und Getrieben verwendet.
0 GradHauptsächlich für die Schmierung von offenen Zahnrädern, Getrieben oder Zentralschmieranlagen verwendet.
1 KlasseHauptsächlich zur Schmierung von Nadellagern oder Rollenlagern, die mit höheren Drehzahlen arbeiten.
2. KlasseAm häufigsten wird es für die Schmierung von verschleißfesten Lagern bei mittlerer Belastung und mittlerer Geschwindigkeit verwendet.
3 GradHauptsächlich zur Schmierung von verschleißfesten Lagern bei mittlerer Belastung und mittlerer Geschwindigkeit sowie von Radlagern in Kraftfahrzeugen.
4 KlasseHauptsächlich für die Schmierung von Lagern und Wellenkränzen in Wasserpumpen und anderen Anwendungen mit hoher Belastung und niedriger Drehzahl verwendet.
5. Klasse, 6. KlasseHauptsächlich für die Schmierung unter besonderen Bedingungen, wie z. B. die Schmierung des Kugelmühlenhalses, verwendet.

Referenzindikatoren für Fettversagen

ProjektReferenzindikatoren für das Versagen von Schmierfetten
TropfpunktSchmierfett sollte entsorgt werden, wenn der Tropfpunkt in die folgenden Bereiche fällt: 
1. Der Tropfpunkt (Temperatur) von Schmierfetten auf Lithiumbasis liegt unter 140°C.
2. Der Tropfpunkt (Temperatur) von Verbundschmierfetten auf Lithiumbasis liegt unter 200°C.
3. Der Tropfpunkt (Temperatur) von Schmierfetten auf Kalziumbasis fällt unter 50°C.
4. Der Tropfpunkt (Temperatur) von Verbundschmierfetten auf Kalziumbasis fällt unter 180°C.
5. Der Tropfpunkt (Temperatur) von Schmierfetten auf Natriumbasis fällt unter 120°C.
ViskositätWenn sich die Konuspenetration des Schmierfetts um mehr als +20% ändert, sollte das Schmierfett entsorgt werden.
ÖlgehaltWenn das prozentuale Verhältnis zwischen dem Ölgehalt des gebrauchten Schmierfetts und dem Ölgehalt des neuen Schmierfetts unter 70% liegt, sollte das Fett entsorgt werden.
AschegehaltWenn die Änderungsrate des Aschegehalts der getesteten Probe 50% überschreitet, sollte das Fett entsorgt werden.
KorrosionWenn das Schmierfett den Kupferstreifen-Korrosionstest nicht besteht, sollte es entsorgt werden.
OxidationWenn das Schmierfett einen starken ranzigen Geruch entwickelt oder der Säurewert des lithiumbasierten Schmierfetts 0,3 mg/g (KOH) übersteigt, sollte es durch neues Schmierfett ersetzt werden.
Mechanische VerunreinigungenWenn sich während des Gebrauchs Partikel mit einer Größe von mehr als 125μm in das Schmierfett mischen, sollte es durch neues Fett ersetzt werden.
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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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