Fettschmierung – Lager

Fett wird am häufigsten verwendet für die Schmierung von Wälzlagern. Schmierungfett ist definiert als eine halb-Flüssigkeit zu solide Streuung des Verdickungsmittels in einer Flüssigkeit (Basisöl). Es besteht aus einer Mischung von bis zu 90% mineralische oder synthetische Öle und Verdickungsmittel. In fast 90% aller Fette ist das Verdickungsmittel eine metallische Seife, die durch ein Metall Hydroxid gebildet wird um mit einer Carbonsäure reagieren zu können. Ein Beispiel hierfür nennt man Lithiumstearate, auch genannt Lithium Seife. Durch Variation in den Proportionen der Seife, Öl und Additive ist es möglich verschiedene Fette für eine Vielzahl von Anwendung zu produzieren.

Merkmale

Das angewandte Fett sollte Qualitäten aufweisen die ausreichende Schmierung unter den Betriebsbedingungen bietet, in denen das Lager angewandt wird.

Konsistenz
Die Konsistenz, der Grad der Dicke eines Fettes wird hauptsächlich durch die Art und Menge des Verdickungsmittels definiert. Die Konsistenz ist laut einem von der amerikanischen (National Lubricating Grease Institute) entwickelte Konsistenzklasse eingeteilt. Diese Skala basiert sich auf der Abstand indem der Konus in das Fett sinkt innerhalb von 5 Sekunden, gemessen in Zehntel Millimeter. Das Ergebnis ist die WP-Index (Worked Penetration, mechanische Intrusion). Je weicher das Fett, desto geringer der NLGI-Index. Bei Wälzlagern werden meist Fette empfohlen mit einem NLGI-Index von zwei oder drei. Fette mit einem NLGI-Index von null oder eins können auch in Fällen auftreten, wo die Betriebstemperaturen sehr niedrig sind oder wobei die automatische Schmierungsysteme verwendet werden.

Temperaturbereich
Es ist wichtig ein Fett zu wählen das bei den Betriebstemperaturen des Lagers gut funktioniert.

Arten von Fett und Additive

In den meisten Schmierfetten werdem Kalzium (Ca), Natrium (Na) oder Lithium (Li) als eine Verdickung angewendet. Schmierfette auf Basis von Lithium Seife eignen sich insbesondere für die Schmierung von Wälzlagern.

Komplex Seiffette
Dieser Ausdruck wird verwendet für Fette, die sowohl eine Salz- als Metallseife, in der Regel von dem gleichen Metall, enthalten. Beispiele sind Lithium, Natrium, Barium und Aluminium-Komplexe. Diese Fette sind resistent gegen höhere Temperaturen als die entsprechenden normalen Fette.

Kalzium Seiffette (Ca)
Kalzium Seiffette haben eine glatte, butterartige Textur und eine gute mechanische Stabilität. Sie lösen nicht auf in Wasser und darfen nicht verwendet werden bei Temperaturen über 60° C. Kalzium Seiffette werden empfohlen für Installationen die Wasser gefährdet sind und wo die Temperatur nicht steigt über 60° C, z.B. den nassen Teil der Papiermaschinen. Einige Kalzium Seiffette bieten auch guten Schutz gegen Salzwasser und dienen daher wenn Kontakt mit Meerwasser stattfindet. Kalzium Seiffette die mit anderen Medien als Wasser sind stabilisiert, sind einsetzbar bei Temperaturen bis 120° C. Ein Beispiel davon sind die Kalzium Komplexfette.

Natrium Seiffette (Na)
Natrium Seifefette, auch Sodafette genannt, können in einem größeren Temperaturbereich als normale Kalzium Seiffette verwendet werden. Diese Fette haben gute Klebe- und Dichtungseigenschaften. Sie haben auch gute korrosionsbeständige Eigenschaften weil sie Wasser absorbieren, was aber eine reduzierte Schmierfähigkeit ergibt. Wenn zu viel Wasser in das Lager eindringt, gibt es eine Chance dass das Fett herausspült. Diese Fette können daher nicht in „nasse“ Anwendungen verwendet werden. Synthetisches Natrium Seiffett für hohe Temperaturen sind beständig  gegen Temperaturen bis 120° C.

Lithium Seiffette (Li)
Die Struktur dieser Fette ist ähnlich dem von Kalzium Seifefette. Sie haben die positiven Eigenschaften von Kalzium und Natrium Seifefette und praktisch keine der Nachteile. Sie haften gut auf metallischen Untergründen. Sie sind sehr stabil bei höheren Temperaturen. Die meisten Lithium Seifefette sind über einen weiten Temperaturbereich einsetzbar. Lithium Seifefette lösen fast nicht im Wasser. Sie können in „nasse“ Anwendungen verwendet werden, z.B. wenn die Temperatur zu hoch für Kalzium Seifefette ist.

Synthetische Fette
Zu dieser Gruppe gehören Fette auf der Grundlage von synthetischen Schmierölen wie Polyalfaolefinen (POA), Ester und Silikon die nicht so schnell oxydieren wie Mineralöle. Synthetische Fette haben im Allgemeinen einen weiteren Anwendungsbereich als andere Fette. Es gibt verschiedene Verdickungsmittel, einschließlich Lithium Seife, Bentonit und PTFE. Synthetische Fette werden hergestellt für verschiedene Spezialanwendungen, die z.B. militärische Spezifikationen erfüllen müssen und für Anwendungen in, z.B. Instrumenten und Betriebssystemen, Flugzeugen, Roboter und Satelliten. Diese Fette halten oft einen geringen Reibungswiderstand bei Temperaturen bis zu -70° c.

Additive

Zu Schmierfetten werden verschiedene Mittel hinzugefügt um zusätzliche Eigenschaften zu erhalten. Einige der am meisten verwendet sind: Anti-Korrosion-Medien, die die schützende Wirkung des Fettes verbessern. Diese Additive eignen sich für Anwendungen von Lagern in feuchter Umgebung. Sie schützen die Lager auch bei Transport und Lagerung. Antioxidans verlangsamen den Abbau des Grundöls bei hohen Temperaturen. Dies ermöglicht eine niedrige Schmierungsfrequentz und damit können die Kosten begrenzt werden. EP-Additvie (EP = Extreme Pressure) enthalten Schwefel, Chlor und Phosphorverbindungen. (Einige EP-Additvie sind schädlich für Lager, also die Wahl muss sorgfältig geschehen). Feste Schmiermittel sind Molybdändisulfid und Graphit.

Korrosionsbeständig
Fett das in einem Lager verwendet wird, sollte immer Schutz bieten gegen Korrosion. Die korrosionsbeständige Komponente sollte vorzugsweise unlöslich sein in Wasser. Das Fett sollte guten Adhäsion zeigen, so dass die Stahloberflächen immer mit einer Schicht aus Fett abgedeckt werden. Dies sollte auch der Fall sein, wenn das Fett mit Wasser gesättigt ist.

Mechanische Stabilität
Einige Fette sind tendenziell weicher unter dem Einfluss der mechanischen Bearbeitung, die zu Undichtigkeit führen kann. Wenn das Lager Schwingungen unterworfen ist, wird das Fett vom Lagergehaüse geworfen in das Lager. Wenn das Fett mechanisch nicht stabil ist, wird es in einem ständigem Prozess durch das Lager geschliffen und wieder ausgearbeitet. Dies führt zum Abbau der Struktur der Seife und zerstört das Fett. Es ist wichtig eine gute, mechanische Stabilität ein Schmierfett zu wählen.

Dichtungen
Eine Dichtung muss beide Lager und das Schmiermittel gegen die Umwelt schützen. Es darf keine Schmutzpartikel oder Feuchtigkeit eindringen in das Lager, wo sie Schaden anrichten könnten. Dichtungen müssen außerdem sicherstellen, dass das durchsickern von Fett minimiert wird. Die Wirksamkeit einer Abdichtung ist entscheidend für die Lebensdauer eines Lagers. Es ist wichtig dass der richtige Dichtungstyp gewählt wird. Verwenden Sie nicht länger ein Lager, dessen Dichtung beschädigt ist, oder in einem schlechten Zustand ist.

Mischen von Fetten

Mischen Sie nie Fette die nicht zusammen passen! Wenn das passiert, ist das Ergebnis in der Regel eine weichere Mischung, die schliesslich Lagerschäden verursacht durch weglaufen. Wenn Sie nicht wissen mit welcher Art von Fett das Lager ursprünglich geschmiert wurde, müssen die alte Reste von Fett vollständig entfernt werden aus dem Lager und der Raum herum, bevor das Lager wieder geschmiert wird.

Klassifizieren von Schmierfette

Auf der Grundlage ihrer Nützlichkeit von Temperatur und Betriebsbedingungen können die Schmierfetten in Gruppen unterteilt werden. Die Konsistenz und Schmierqualitäten eines Fettes werden durch die Betriebstemperatur beeinflusst. Ein Lager die bei einer bestimmten Temperatur läuft, muss geschmiert werden mit einem Fett, dem die richtige Konsistenz und Schmieröl Effekt besitzt bei der gleichen Temperatur. Fette werden hergestellt in Kompositionen für verschiedene Betriebstemperaturen und werden klassifiziert wie Niedertemperatur Fette (LT), Normaltemperatur Fette (MT) oder Hochtemperatur Fette (HT). Es gibt auch eine Gruppe der Fette, die als EP (‘Extreme Pressure’) oder EM (‘Extreme pressure Molybdenum disulphide’, Molybdändisulfid) bezeichnet werden; diese enthalten Additive die den Schmierfilm verbessern.

Normaltemperatur Fette (MT)
Die sogenannte „Multipurpose“-Fette werden empfohlen für Lager, die laufen bei Temperaturen von – 30 bis + 120° C. Sie können für die allermeisten Anwendungen verwendet werden, die Fettschmierung benötigen. Die Viskosität des Grundöls sollte zwischen 75 und 200 mm2/s bei 40° C liegen. Die Konsistenz ist in der Regel zwei (oder drei) entsprechend der NLGI-Tabelle. Für Anwendungen die ständig über 80° C laufen, wird ein Hochtemperaturfett empfohlen.

EM-Fette
Fette mit der Angabe EM enthalten Molybdändisulfid (MoS2), die eine Schicht von MoS2-Molekülen auf den Metalloberflächen erzeugt, die über einander schieben. Infolgedessen werden diese vorübergehend geschmiert. Manchmal werden auch Graphit oder ähnliche Festschmierstoffe verwendet.

EP-Schmierfette
EP-Schmierfette enthalten Schwefel, Chlor oder Phosphorverbindungen. Sie haben die Eigenschaft, den Schmierfilm zu stärken, d.h. sie erhöhen die Tragfähigkeit der Schmierfilm. Dies ist wichtig, wenn Fette verwendet werden für stark belastete mittlere und große Lager. Wenn die Kontakte zwischen den Spitzen der metallischen Kontaktflächen des Lagers heiß genug sind, tritt eine chemische Reaktion, wobei Abnutzung der beiden Flächen verhindert wird. Die Viskosität des Grundöls ist etwa 200 mm2/s bei 40° C. Die Konsistenz ähnelt der NLGI-Klasse 2. Im Allgemeinen können diese Fette nicht verwendet werden, bei Temperaturen unter – 30° C oder höher + 110° C.

Warnung

Einige EP-Additive sind schädlich für Lager und können seine Lebensdauer erheblich verkürzen. Für Anwendungen, die ständig bei Temperaturen über 80° C laufen, wird eine hohe Temperatur Fett empfohlen.

Ein Schmierfett wählen

Alle Vorsichtsmaßnahmen um Lagerschaden zu verhindern, haben wenig Bedeutung wenn das falsche Fett gewählt wird. Es ist wichtig, dass das gewählte Fett ein Grundöl mit der richtigen Viskosität enthält für eine gute Schmierung bei vorherrschenden Betriebstemperatur. Die Viskosität ist stark abhängig von Temperatur; sie sinkt bei steigender Temperatur und erhöht mit abnehmender Temperatur. Es ist daher wichtig die Viskosität des Grundöls bei Betriebstemperatur zu wissen. Hersteller von Maschinen verschreiben in der Regel eine bestimmte Art von Fett. Die meisten standard Fette eignen sich für vielfältige Einsatzbereiche. Die wichtigsten Überlegungen bei der Auswahl eines Fettes sind: Maschinentyp, Lagerart und Größe, Betriebstemperatur, Betriebsbedingungen, einschließlich des Funktionierens der Lager, Rotationsgeschwindigkeit, Betriebsbedingungen (Schwingungen und Deposition der Welle horizontal oder vertikal), Kühlungsbedingungen, Wirksamkeit der Dichtung, Umgebungsedingungen.
Die meisten Benutzer der Lager wählen eine Reihe von Fette, die für fast jede Anwendung geeignet sind. Es gibt Fette für die effektive Wirkung in 95% aller Lageranwendungen. LGHT-Fett sollte verwendet werden bei Temperaturen über 80° C; LGLT-Fett bei Temperaturen unter 0° C. Für Lager die bei extrem hohen Belastungen ausgesetzt werden und Lager die bei sehr niedrigen Drehzahlen drehen, kann LGEM 2-Fett verwendet werden; mittlere hohe Belastungen erfordern LGEP 2-Fett, kleine bis mittlere Lager können mit LGMT 2 geschmiert werden, größere Lager mit LGMT 3.
In der Tabelle auf der folgenden Seite finden Sie eine Auswahl an mehrere Lagerfette.

nasmeerinterval-tabel

Die Lebenserwartung des Fettes hängt von mehreren Faktoren ab, wie die Art von Fett, die Drehzahl und die Betriebstemperatur des Lagers. Die Umwelt und die Dichtungen spielen auch eine Rolle. Bei kleinen Kugelwälzlagern beträgt die Lebensdauer manchmal so lange, dass es keine Notwendigkeit gibt, nachgeschmiert zu werden. In solchen Fällen sind „für das Leben geschmierte“ Lager mit metallen oder kunststoff  Dichtungen eine gute Wahl.

Ein Rillenkugellager mit einem Durchmesser (d) 100 mm läuft bei 1000 Umdrehungen. Die Betriebstemperatur wechselt zwischen 60 bis 70° C. Was ist der richtige Schmierintervall? Folg die Linie von 1000 auf der X-Achse des Diagramms, bis dies die die Linie für d schneidet = 100 mm. Zeichnen Sie jetzt von diesem Schnittpunkt eine fiktive horizontale Linie (parallel zur X-Achse) zu der „Skala a“ (radial Kugelwälzlager) angegebenen Spalte.

LAGER FETTE LGMT 1 LGMT 2 LGEP 2 LGLT 2 LGHQ 3 LGFP 2 LGWA 2
Legende:
empfohlen
0 erlaubt
– vermeidbar
> 120° C hohe Temperatur + +
niedrige Temperatur +
sehr hohe Geschwindigkeiten O O O + O O
sehr niedrige Geschwindigkeiten oder oszillierende Bewegungen O
niedriger Drehmoment und Reibung + O + O O O
Starke Vibration + O O O
Schwere Belastung O O + O O +
Korrosionbeständige Eigenschaften O O + O O + +
feuchtigkeitsbeständige Eigenschaften O O + + O + +
Beschreibung Alle Industrie- und Automobilanwen-dungen Alle Industrie- und Automobilan-wendungen Extreme Belastungen niedrige Temperaturen hohe Temperaturen Lebensmittel Industrie breites Temperatur-spektrum
Temperaturbereich -30/+120° C -30/+120° C -20/+110° C -55/+110° C -20/+150° C -20/+110° C -30/+140° C
Verdickungsmittel /
Grundöl
Lithium Seife /
Mineralöl
Lithium Seife /
Mineralöl
Lithium Seife /
Mineralöl
Lithium Seife /
Di-Ester Öl
Lithium Komplex Seife / Mineralöl Aluminium Komplex / medizinische Weißöl Lithium Komplex Seife / Mineralöl
Viskosität von Grundöl 110 120-130 200 15 110 130 185
Legende:
empfohlen
0 erlaubt
– vermeidbar
LGLC 2 LGMB 2 LGHB 2 LGEM 2 LGEV 2 LGWM 1
> 120°C hohe Temperatur +
niedrige Temperatur + +
sehr hohe Geschwindigkeiten + O
sehr niedrige Geschwindigkeiten oder oszillierende Bewegungen + + + + O
niedriger Drehmoment und Reibung + O
Starke Vibration + O + +
Schwere Belastung O + + + + +
Korrosionbeständige Eigenschaften + + + O + +
feuchtigkeitsbeständige Eigenschaften + + + O + +
Beschreibung Niedrige Temperatur und
hohe Drehmomente
Hohe Viskosität EP Hohe Viskosität EP und
hohe Temperatur
Hohe Viskosität mit
festen Fetten
Extrem hohe Viskosität
mit festen Fetten
Extreme Belastungen und
niedrige Temperatur
Temperaturbereich -40/+120° C -20/+120° C -20/+150° C -20/+120°C -10/+120° C -30/+110° C
Verdickungsmittel /
Grundöl
Kalzium Komplex Seife / Ester Mineralöl Lithium / Komplex Seife / Mineralöl Kalzium-Sulfat-Komplex / Mineralöl Lithium Seife / Mineralöl Lithium / Komplex Seife / Mineralöl Lithium Seife /Mineralöl
Viskosität von Grundöl 24 780 400-450 500 1020 200