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Schmierstoffanalyse und Nachschmierplan für Lager: Temperatur, Drehzahlfaktor und Schmierstoffverträglichkeit

Technical analysis: Grease analysis and relubrication schedule: bearing operating temperature, speed factor, and grease

Аналіз мастила та графік дозмащування підшипників: температура, швидкісний фактор і сумісність мастил - UNITEC-D Industrial MRO

1. Geltungsbereich und Zweck

Dieses Handbuch behandelt die Schmierungsanalyse und Nachschmierungsplanungsverfahren für industrielle Wälz- und Gleitlager in kritischen Fertigungsanlagen. Ziel ist es, durch die Auswahl des richtigen Schmierstoffs, die Festlegung optimaler Nachschmierintervalle und die Überwachung des Schmierstoffzustands den zuverlässigen Betrieb der Lager sicherzustellen, ihre Lebensdauer zu verlängern und ungeplante Produktionsausfälle zu verhindern. Die Einhaltung dieser Empfehlungen ist für Geräte in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Lebensmittel-, Chemie- und Energieindustrie zwingend erforderlich.

2. Vorsichtsmaßnahmen

WARNUNG: Bevor Sie mit Wartungsarbeiten beginnen, stellen Sie sicher, dass das Gerät gemäß den LOCKOUT/TAG OUT (LOTO)-Verfahren Ihrer Einrichtung vollständig heruntergefahren, stromlos und gesperrt ist. Dies verhindert ein unbeabsichtigtes Anlaufen und schützt das Personal vor beweglichen Teilen, elektrischem Strom und anderen gefährlichen Energiequellen.

WARNUNG: Heiße Oberflächen: Lager und umgebende Komponenten können während oder nach dem Betrieb heiß sein. Verwenden Sie hitzebeständige Handschuhe und andere geeignete PSA.

WARNUNG: Schmierstoffe können Haut- und Augenreizungen verursachen. Verwenden Sie eine Schutzbrille, Nitril- oder chemikalienbeständige Handschuhe. Bei Kontakt mit der Haut oder den Augen sofort mit viel Wasser abspülen und einen Arzt aufsuchen.

Pflichtige PSA: Schutzbrille, Nitrilhandschuhe, Arbeitskleidung, Sicherheitsschuhe.

3. Notwendige Werkzeuge und Materialien

Werkzeug / Material Spezifikation Menge
Gleitmittelspritze Manuell oder pneumatisch, mit kalibriertem Spender (±5 g) 1
Infrarot-Thermometer Messbereich von -30°C bis +400°C, Genauigkeit ±1,5°C 1
Kontaktthermometer Sonde für Oberflächenmessungen, Bereich von 0°C bis +250°C 1
Drehzahlmesser Laser oder Kontakt, Bereich bis 20.000 U/min, Genauigkeit ±0,05 % 1
Schmierstoff-Probenahmeset Vakuumpumpe, sterile Probenflaschen (50-100 ml) 1
Reinigungsset Fusselfreie Tücher, Entfetter (z. B. Isopropylalkohol) 1
Schmiermittel (geeigneter Typ) Gemäß den Empfehlungen des Herstellers oder nach Analyse Hängt von der Lautstärke ab
Schmierstoffkompatibilitätstabellen Gedruckt oder digital (z. B. von UNITEC-D oder OEM) 1
Drehmomentschlüssel Bereich 5-50 Nm, für Schmiernippel und Abdeckungen 1
Ein Satz Schlüssel und Steckdosen Metrisch, für den Zugang zu Schmierstellen 1

4. Checkliste vor der Wartung

Artikel Überprüfung Annahme-/Ablehnungskriterien Notizen
1. Wartungshistorie Machen Sie sich mit dem Datum der letzten Nachschmierung, der Art des Schmiermittels und der Menge vertraut. Verfügbarkeit einer vollständigen Dokumentation. Wenn keine Daten vorliegen, gehen Sie davon aus, dass die Art des Schmiermittels unbekannt ist.
2. Sichtprüfung der Lagerbaugruppe Auf Öllecks, Dichtungsschäden, Korrosion und Fremdkörper prüfen. Keine Undichtigkeiten, Unversehrtheit der Dichtungen, keine sichtbaren Schäden. Undichtigkeiten können auf übermäßige Nachschmierung oder beschädigte Dichtungen hinweisen.
3. Schmiernippel Überprüfen Sie die Sauberkeit und Unversehrtheit der Schmiernippel. Die Brustwarzen sind sauber, nicht verstopft, nicht beschädigt. Verschmutzte Nippel können zur Verunreinigung des frischen Gleitmittels führen.
4. Lagertemperatur (im Betrieb) Messen Sie die Temperatur des Lagergehäuses mit einem Infrarot-Thermometer. Temperatur innerhalb normaler Grenzen (typischerweise <70 °C oder gemäß OEM). Erhöhte Temperaturen können auf Probleme mit dem Schmiermittel oder dem Lager hinweisen.
5. Rotationsgeschwindigkeit Messen oder erhalten Sie Daten zur Drehzahl der Welle. Entspricht Bauart bzw. Arbeitsgeschwindigkeit. Erforderlich zur Berechnung des Geschwindigkeitsfaktors (DN).
6. Art der Ausrüstung und Lagerung Identifizieren Sie den Maschinentyp und das Lager (Modellnummer). Genaue Identifizierung. Es beeinflusst die Wahl des Schmierstoffs und die Nachschmierintervalle.

5. Schritt-für-Schritt-Anleitung

5.1. Sammlung von Daten zum Lagerbetrieb

  1. Messen Sie die Betriebstemperatur des Lagers:
    • Verwenden Sie ein Infrarot-Thermometer für eine schnelle, berührungslose Messung der Oberfläche des Lagergehäuses. Verwenden Sie außerdem ein Kontaktthermometer, um die Temperatur am Außenring oder Lagergehäuse genauer zu messen.
    • Notieren Sie die maximale stabile Temperatur während des Normalbetriebs.
    • Häufiger Fehler: Die Temperatur direkt nach dem Starten oder Stoppen messen, was zu ungenauen Daten führt. Warten Sie, bis sich die Temperatur stabilisiert hat.
  2. Bestimmen Sie die Drehzahl der Welle (U/min):
    • Verwenden Sie einen Drehzahlmesser (Laser oder Kontakt), um die Drehzahl der Welle zu messen.
    • Wenn das Gerät über eine CNC oder SPS verfügt, überprüfen Sie die Geschwindigkeitsanzeige auf dem Bedienfeld.
    • Notieren Sie die Nennbetriebsgeschwindigkeit.
    • Häufiger Fehler: Geschwindigkeit annehmen statt messen, insbesondere bei Geräten mit variabler Geschwindigkeit.
  3. Lagerinformationen sammeln:
    • Notieren Sie den Innendurchmesser (d, mm), den Außendurchmesser (D, mm) und die Breite (B, mm) des Lagers. Diese Informationen finden Sie in der OEM-Dokumentation oder auf dem Lager selbst.
    • Bestimmen Sie die Art des Lagers (z. B. Kugel, Rolle, Kegel).
  4. Belastung und Umgebungsbedingungen bewerten:
    • Bestimmen Sie, ob das Lager hohen Stoßbelastungen, Vibrationen, extremen Temperaturen, Wasser, Staub oder aggressiven Chemikalien ausgesetzt ist.
    • Diese Faktoren beeinflussen maßgeblich die Wahl des Schmierstoffs und das Nachschmierintervall.

5.2. Berechnung des Geschwindigkeitsfaktors (DN) und des Nachschmierintervalls

  1. Berechnen Sie den Geschwindigkeitsfaktor (DN):
    • DN = D (Lageraußendurchmesser in mm) × n (Drehgeschwindigkeit in U/min).
    • Dieser Faktor ist entscheidend für die Schmierstoffauswahl und die Intervallbestimmung.
    • Beispiel: Für ein Lager mit D=100 mm, das sich mit einer Drehzahl von 1500 U/min dreht, ist DN = 100 * 1500 = 150.000.
  2. Bestimmen Sie das anfängliche Nachschmierintervall:
    • Verwenden Sie die Empfehlungen des Lagerherstellers (z. B. SKF, FAG) oder die OEM-Dokumentation. Dabei handelt es sich in der Regel um Diagramme oder Formeln, die den DN-Faktor, den Lagertyp und die Betriebsbedingungen berücksichtigen.
    • Für allgemeine Fälle können Sie empirische Formeln verwenden. Beispielsweise kann bei Zylinderrollenlagern der Abstand kleiner sein als bei Kugellagern mit gleichem DN.
  3. Passen Sie das Nachschmierintervall an die Temperatur an:
    • Gemäß der Arrhenius-Regel halbiert jeder Anstieg der Betriebstemperatur des Lagers um 10–15 °C über 70 °C die Fettlebensdauer.
    • Verwenden Sie Korrekturfaktoren (fT) entsprechend den Normen (z. B. ISO/TR 10609) oder den Empfehlungen der Schmierstoffhersteller.
    • Beispiel: Wenn das Basisintervall 1000 Stunden bei 70 °C beträgt, sind es bei 80 °C 500 Stunden und bei 90 °C 250 Stunden.
  4. Passen Sie das Intervall für andere Faktoren an:
    • Last (fP): Hohe Lasten verkürzen das Intervall.
    • Vibration (fV): Starke Vibration verkürzt das Intervall.
    • Verschmutzung (fE): Staub, Feuchtigkeit, Chemikalien verkürzen das Intervall.
    • Häufiger Fehler: Ein einziges Intervall für alle Lager anwenden, ohne individuelle Bedingungen zu berücksichtigen.

5.3. Analyse von Schmierstoffproben (falls erforderlich)

  1. Schmierstoffprobenahme:
    • SICHERHEIT: Stellen Sie sicher, dass die Probenahmequelle sicher ist und nicht unter Druck steht. Verwenden Sie geeignete PSA.
    • Wählen Sie eine repräsentative Probenahmestelle (z. B. Ablassloch, Schmiernippel während des Betriebs, sofern dies gefahrlos möglich ist).
    • Reinigen Sie den Bereich um die Probenahmestelle, um eine äußere Kontamination zu vermeiden.
    • Verwenden Sie eine saubere, trockene Vakuumpumpe und sterile Probenflaschen (50–100 ml).
    • Nehmen Sie eine Fettprobe, die repräsentativ für den Betriebszustand des Lagers ist.
    • Häufiger Fehler: Probenahme von einem nicht repräsentativen Punkt (z. B. von einem Tank, in dem das Öl nicht zirkuliert) oder Kontamination der Probe während der Probenahme.
  2. Sichtprüfung der Probe:
    • Prüfen Sie auf Farbe, Klarheit, Vorhandensein von Feststoffen, Wasser oder Konsistenzänderung (Verfestigung/Verflüssigung).
    • Eine plötzliche Farbänderung oder das Vorhandensein von Partikeln kann auf eine Verschlechterung des Schmiermittels oder Verschleiß des Lagers hinweisen.
  3. Laboranalyse (empfohlen):
    • Senden Sie Proben zur umfassenden Analyse an ein akkreditiertes Labor:
    • Spektroskopie: Bestimmung der Konzentration von Verschleißmetallen (Fe, Cr, Ni, Cu, Pb, Sn – aus Lagern, Ca, Li, Al – aus Fett), Verunreinigungen (Si – Staub).
    • IR-Spektroskopie (FTIR): Bestimmung von Oxidation, Nitrierung, Anwesenheit von Wasser, Veränderungen im Grundschmierstoff.
    • Viskosität: Kinematische Viskositätsmessungen bei 40 °C und 100 °C.
    • Feuchtigkeit: Karl-Fischer-Methode (ISO 12937) zur genauen Bestimmung des Wassergehalts.
    • NLGI-Konsistenz: Penetrationsmessung (ISO 2137) zur Bewertung der Konsistenz.
    • Ferrographie: Analyse der Morphologie von Verschleißpartikeln zur Bestimmung der Art des Verschleißes.
    • Häufiger Fehler: Ignorieren von Laborempfehlungen oder fehlende regelmäßige Analyse kritischer Geräte.

5.4. Bestimmung der Schmierstoffverträglichkeit

  1. Identifizieren Sie den aktuellen und geplanten Schmierstofftyp:
    • Hier finden Sie Informationen zum Grundöl (mineralisch, synthetisch: PAO, Ester, Silikon) und zum Verdickungsmitteltyp (Lithium, Lithiumkomplex, Kalzium, Polyharnstoff, Aluminiumkomplex). Diese Informationen sind in den technischen Datenblättern der Schmierstoffe (SDB/TDS) enthalten.
  2. Überprüfen Sie die Kompatibilität mit Tabellen:
    • Verwenden Sie Standard-Schmierstoffkompatibilitätstabellen von UNITEC-D, Schmierstoffherstellern oder OEMs.
    • Tabellen bezeichnen die Kompatibilität normalerweise wie folgt:

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