Wie man den Ausfall von Lagern durch Verschleiß verhindert

Lager-Verschleiß ist im Allgemeinen auf unzureichende Schmierung oder Verschmutzung zurückzuführen. Obwohl ein gewisses Maß an Verschleiß unvermeidlich ist, gibt es Möglichkeiten, die Verschleißrate minimal zu halten und somit die Produktionskosten niedrig zu halten.

Lager spielen eine unverzichtbare Rolle in Maschinen und Geräten. Ihre Geschichte reicht bis ins alte Ägypten zurück und möglicherweise sogar noch weiter, möglicherweise vor der Erfindung des Rads. Unabhängig von ihrem Ursprung werden Lager heute in praktisch allen Geräten eingesetzt, in denen es eine relative Bewegung zwischen zwei Oberflächen gibt. Dies ist in hochkomplexen Industrieanlagen ebenso der Fall wie in einfachen Haushaltsgeräten. In diesem Artikel werden wir genauer untersuchen, welche Leistungen Gleitlager erbringen können.

Was ist ein Lager?

Lager sind Bauteile, die bewegliche Teile führen. Bei Wälzlagern tragen Wälzkörper die Welle und drehen sich mit ihr, während bei Gleitlagern die Welle direkt auf der Lagerbuchse oder den Lagerschalen gleitet. Dies erzeugt Reibung, die wiederum zu Verschleiß führt. Um diese Reibung zu minimieren, ist eine Schmierung zwischen den Gleitflächen erforderlich.

Bild: Lager mit Schmiernuten und Anlaufscheibe
Anlaufscheibe aus AMPCO® 18.23

Gleitlager haben einen einfachen Aufbau und enthalten keine beweglichen Teile. Ihre Form ist normalerweise zylindrisch. Je nach Art der auf das Lager wirkenden Kräfte und je nach Anwendung gibt es Radiallager für radiale Kräfte und Axiallager für axiale Kräfte. Vereinfacht ausgedrückt sind Gleitlager tribologische Elemente, die Lasten aufnehmen und direkt mit einem anderen beweglichen Teil in Kontakt stehen.

Verschleiß und Reibung der Lager

Da die beiden Kontaktflächen in Berührung stehen, tritt Verschleiß an diesen Kontaktstellen auf und begrenzt die Lebensdauer des Lagers. Die wichtigsten Faktoren, die die Reibung in Lagern beeinflussen, sind die Belastung, die Gleitgeschwindigkeit, die Betriebstemperatur und die Oberflächenrauheit, auf der das Lager läuft. Im Allgemeinen lassen sich drei Arten von Reibung unterscheiden:

• Trockenreibung: Bei dieser Art der Reibung reiben die Kontaktflächen direkt aneinander, ohne Schmierung. Die Reibung und der Verschleiß hängen von den Oberflächeneigenschaften der reibenden Teile ab. Hier besteht das Risiko des Festfressens. Um den Verschleiß zu minimieren, werden Werkstoffpaarungen verwendet, die wenig Reibung erzeugen, oder mindestens einer der Werkstoffe verfügt über selbstschmierende Eigenschaften.

• Flüssigkeitsreibung: Hierbei besteht kein direkter Kontakt zwischen den Teilen. Ein Schmierstoff fungiert als Trennmittel. Die Intensität der Reibung hängt von der Struktur des Schmierstoffs ab. Gleitlager, die auf Flüssigkeitsreibung basieren, arbeiten praktisch verschleißfrei im Dauerbetrieb. Dies wird vor allem dann eingesetzt, wenn hohe Lebensdauer und geringe Energieverluste gefragt sind, wie in Generatoren zur Energieumwandlung.

• Mischreibung: Diese Art der Reibung tritt auf, wenn sowohl getrennte Kontaktbereiche der Teile als auch direkte Kontaktbereiche vorhanden sind. Mischreibung entsteht beim Gleiten von Oberflächen, wenn die Schmierung nicht ausreicht, um Flüssigkeitsreibung zu ermöglichen. Sie kann auch als vorübergehender Zustand zu Beginn einer Bewegung auftreten, wenn beispielsweise der Schmierstoff nicht gleichmäßig verteilt ist.

Was sind hydrodynamische Lager?

Hydrodynamische Gleitlager erzeugen den Schmierfilm durch die Drehbewegung der Welle oder Achse, die anfangs auf dem Gleitlager aufliegt. Während des Anfahrvorgangs entsteht eine Mischreibung zwischen Welle und Lager. Mit zunehmender Drehung der Welle wird Schmieröl auf die unbelastete Oberseite aufgetragen, was den Druck um die Welle erhöht und sie anhebt. Dies führt zu Flüssigkeitsreibung und somit zu geringerer Reibung.

Der Reibungskoeffizient ist daher eine wichtige Eigenschaft bei der Auswahl der richtigen Werkstoffe für Ihr Lager. AMPCO®-Legierungen sind perfekt geeignet, da sie einen niedrigen Reibungskoeffizienten bei hoher Verschleißfestigkeit aufweisen. Darüber hinaus bieten sie hohe Druckstreckgrenzen und keine Adhäsion gegenüber rostfreiem Stahl. Typische AMPCO®-Legierungen, die häufig als Lagermaterialien verwendet werden, sind AMPCO® 18, AMPCO® 18.23, AMPCO 21, AMPCO 45 und AMPCO® M4.

Bild: AMPCO®-Legierungen für Lager

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