Lagerschmierung

Die Auswahl des geeigneten Schmierstoffs für Hochpräzisions-Kugellager beruht im Wesentlichen auf den maximalen Betriebsdrehzahlen der Lagerung.

Schmierstoff-Auswahl

Um die Leistungskapazität von GMN Hochpräzisions-Kugellagern im Maschinenbetrieb optimal zu nutzen, ist insbesondere die Berücksichtigung einer geeigneten Lagerschmierung erforderlich.
Höchstmögliche Drehzahlen sowie maximale Lebensdauer basieren auf einer reibungsreduzierenden Schmierfilmbildung zwischen rollenden und gleitenden Lagerteilen.

Weitere Aufgaben der Schmierung:

  • Dämpfung von Körperschall und Schwingungen
  • Wärmeabfuhr
  • Dichtwirkung
  • Korrosionsschutz

Die steigende Drehzahleignung moderner Hochgeschwindigkeitsfette ermöglicht die zunehmende Nutzung anwendungsfreundlicher und wirtschaftlicher Vorteile der Fettschmierung.
Betriebsanforderungen, die die Leistungsfähigkeit von Schmierfetten übersteigen, realisieren mit ölgeschmierten Lagern maximale Lebensdauer in höchsten Drehzahl- und Temperaturbereichen.

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Kriterien zur Wahl der Schmierungsart (+++++: sehr gut; +: schlecht)

Fettschmierung

Drehzahleignung von Schmierfetten

Die Auswahl des geeigneten Schmierfetts für Hochpräzisions-Kugellager beruht im Wesentlichen auf den maximalen Betriebsdrehzahlen der Lagerung.
Der spezifische Drehzahlkennwert n · dm berücksichtigt die betriebsbedingte Drehzahl des Lagers und weist auf die maximale Geschwindigkeitskapazität der erforderlichen Schmierstoffe hin.
Die Berücksichtigung des Drehzahlkennwerts bei der Schmierstoffauswahl verhindert eine durch Mangelschmierung verursachte Beeinträchtigung der Lagerleistung.
Eine drehzahlbedingte Trennung des Schmierfilms kann zu Mischreibung, Erwärmung und erhöhtem Verschleiß der Lagerung führen.

Spezifischer Drehzahlkennwert: n · dm

n · dm Lager = n · (D + d)/2 [mm/min]

  • n: Betriebsdrehzahl des Lagers [1/min]
  • d: Bohrungsdurchmesser des Lagers [mm]
  • D: Außendurchmesser des Lagers [mm]

Zahlreiche Schmierstoffhersteller bieten eine umfangreiche Palette an Schmierfetten an, die für den Einsatz bei schnelldrehenden oder hoch belasteten Kugellagern entwickelt wurden.
Durch eine anforderungsorientierte Kombination bzw. Verarbeitung von Grundöl, Verdicker und Additiven bei der Herstellung werden spezielle Eigenschaften wie Verschleißschutz, Geräuscharmut oder Temperaturbeständigkeit gezielt unterstützt.

Technische Informationen zum Thema “Fett-Schmierung von Hochpräzisions-Kugellagern” finden Sie in unseren Downloads.

 

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Gebrauchsdauer von Schmierfett

Die Berücksichtigung der erforderlichen Schmierstoff-Lebensdauer (Schmierfrist) ist für den langfristig zuverlässigen Betrieb fettgeschmierter Lager von entscheidender Bedeutung. Unter günstigen Betriebsbedingungen kann die Schmierfrist mehr als 5 Jahre betragen.

Die Kalkulation der Schmierfrist (tf) erfolgt unter Berücksichtigung der Schmierstoff-Eigenschaften und der betriebsbedingten Lagerbelastungen.

  • Fettart, Fettmenge, Fettverteilung
  • Konstruktion und Lagerbauart
  • Montagebedingungen (Sauberkeit)
  • Betriebsbedingungen
    (Drehzahl, Drehzahlkennwert, Belastungen, Temperatur etc.)

Betriebsbedingungen* für Schmierfrist-Richtwerte tf

  • Standardfette auf Lithium-Seifenbasis
  • Betriebstemperatur bis zu 70 °C
  • Lagerbelastung (P/C < 0,1)
  • Günstige Umgebungsbedingungen bezüglich…
    …Staub
    …Feuchtigkeit
    …Luftströmungen durch das Lager

* gemäß GfT- Arbeitsblatt 3, Wälzlagerschmierung, Sept. 2006

Höhere Betriebstemperaturen verursachen eine Verminderung der Schmierfrist. (Ab einer Betriebstemperatur von 70 °C kann eine Erwärmung um 15° Kelvin zu einer Halbierung der ursprünglich ermittelten Schmierfrist führen.)

Für höhere Lagerbelastungen (P/C > 0,1), stoßartige Belastungen und Vibrationen sind entsprechende Korrekturen der Schmierfrist-Richtwerte tf erforderlich.

Für außergewöhnliche Betriebsbedingungen berät GMN hinsichtlich anforderungsoptimierter Sonderfette.

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Schmierfristen für Lager mit Stahl- bzw. Keramikkugeln 

Fettgeschmierte GMN Kugellager

Alle GMN Hochpräzisions-Kugellager sind befettet lieferbar.

  • Standard-Füllmenge beträgt 30 % (Toleranz ±5 %) des freien Raumes
  • Für leichten Lagerlauf werden 20 – 25 % Füllmenge empfohlen
  • Eine hohe Gebrauchsdauer wird mit 35 % Fett erzielt
  • Lager ohne Befettung werden mit Standardkonservierung geliefert
  • Lager der Baureihe KH erhalten eine Standardfettmenge von 25 % (LUBCON TURMOGREASE Highspeed L 252)
  • Rillenkugellager erhalten eine Standardfettmenge von 30 % (KLÜBER ASONIC GLY 32). Weitere Fette sind auf Anfrage erhältlich.

Fettmenge

Theoretisch ist eine Fettmenge von < 10 % des freien Volumens eines Lagers für die Schmierung ausreichend.
Aus Gründen von Sicherheit und Schmiermittelverbrauch wird für die meisten Anwendungen jedoch eine Fettmenge von ca. 25 % bis 30 % empfohlen.

Richtwerte für die Befettung von GMN Hochpräzisions-Kugellagern mit Fett der Gruppe I finden Sie in den entsprechenden Technischen Informationsblättern oder neben weiteren technischen Informationen in unserem Downloadbereich.

Technisches Informationsblatt “Befettung Baureihe 60 und 62”.

Technisches Informationsblatt “Befettung Baureihe 618 und 619”.

 

Fett-Nachschmierung

Fett-Nachschmierung am Außenring mit AG-Lagern

Systeme für Fett-Nachschmierung werden eingesetzt, wenn die Fett-Gebrauchsdauer und/oder Drehzahleignung der Fett- Dauerschmierung nicht mehr ausreichen.

Lage der Schmierstoffzufuhr bei
Lagerpaaren in O-Anordnung.

 

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B = Lagerbreite (Einzellager), B0 = Axialabstand zur geschlossenen Seite, ØB1 = Bohrungsdurchmesser 
Lage der Schmierstoffzufuhr bei
Lagerpaaren in Tandem-Anordnung.

 

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B = Lagerbreite (Einzellager), B0 = Axialabstand zur geschlossenen Seite, ØB1 = Bohrungsdurchmesser 

Übersicht

Lage der Schmierstoffzufuhr bei Einzellagern (+AG)

Technische Informationen zum Thema „Fett-Nachschmierung“ finden Sie in unseren Downloadbereich.

Weitere Typen/Baugrößen auf Anfrage.

Bohrungskennzahlen Einzellager (+AG)

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Öl-Schmierung

Im Vergleich zu fettgeschmierten Lagerungen ermöglicht der Einsatz von Schmierölen den langfristig zuverlässigen Betrieb bei maximalen Drehzahlen. Für die Öl-Versorgung schnelldrehender Lager sind die unterschiedlichen Verfahren Öl-Luft-Schmierung (Minimalmengen-Schmierung), Öl-Einspritzschmierung und Öl-Nebel-Schmierung erhältlich.

Öl-Luft-Schmierung

Die Öl-Luft-Schmierung bietet eine gezielte sowie mengenregulierbare Schmiermittel-Versorgung der Roll- und Gleitflächen im Lager.

Der Schmierstoff wird mittels eines Luftstroms in Schlierenform entlang der Innenwand des durchsichtigen Zufuhrschlauchs transportiert und in erforderlichen Intervallen gleichmäßig an die Schmierstellen abgegeben.

Die Öl-Luft-Schmierung gewährleistet höchste Effektivität bezüglich Verbrauch und Schmierwirkung bei maximalen Drehzahlen:

  • Reduzierte Walkarbeit
  • Minimale Reibungsverluste
  • Reduzierte Wärmeentwicklung
  • Hohe Betriebssicherheit
  • Gezielte und mengenregulierbare Schmiermittel-Versorgung
  • Geringer Ölverbrauch
  • Geringe Ölnebelbildung
  • Sehr gute Schmierwirkung
  • Umweltfreundlichkeit und hohe Wirtschaftlichkeit
  • Ölkühlung und Ölfilterung nicht erforderlich (im Vergleich zu Öl-Einspritzschmierung)
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Öl-Luft-Schmierung (Schema) 

PRELUB: das Schmieraggregat für Kugellager von GMN

Für die Sicherung der hohen Qualität von GMN Hochpräzisions-Kugellagern empfehlen wir unser elektronisch gesteuertes Schmieraggregat PRELUB.

Dieses ist nicht nur für unsere Spindeln geeignet, sondern sorgt mit seiner präzise regulierbaren Dosierung des Schmiermittels auch für eine effektive Lagerschmierung sowie maximale Betriebssicherheit.

Ölzufuhr durch Distanzring

Bei herkömmlichen Lager-Schmiersystemen sind die Öl-Einspritzdüsen in einer Zwischenbüchse oder in einem Distanzring zwischen 2 Lagern montiert.

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Ölzufuhr durch Distanzring 

Ölzufuhr durch Öl-Düse

Eine parallel zur Spindelachse ausgerichtete Düsenposition ist für Anwendungen in hohen Drehzahlbereichen ausreichend.
Eine angewinkelte Düsenposition steigert die Drehzahleignung der Lagerung (präzisere Schmierstoffversorgung im Wälzbereich).

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Parallel ausgerichtete Düsenposition 
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Angewinkelte Düsenposition 

Konstruktive Merkmale

  • Länge und Bohrungsdurchmesser der Öl-Düse:
    Bei einem Verhältnis Düsenlänge/Düsenbohrungsdurchmesser von mehr als 3 und weniger als 5 ist eine ausreichende Schmiermittelversorgung gewährleistet (Druck des Öl-Luft-Stromes größer als gegenläufiger Druck durch Turbulenzen des Lagers).
  • Öl für Hochpräzisionsspindeln:
    Hydrauliköl mit kinematischer Viskosität VG 32 oder VG 46 mm2/s
  • Ölfilterung:
    Reinheitsklasse 13/10 gem. ISO 4406 (Partikelgröße < 5 μm)
  • Ölmenge pro Schmierimpuls:
    30 bis 35 mm3 pro Anschluss für 1 oder 2 Lager
  • Zykluszeit:
    VG32: 2 – 4 min., VG46: 4 – 10 min. (unabhängig von dLager)
  • Düsenanzahl:
    1 pro Lager
  • Düsendurchmesser:
    1,2 mm (dLager < 50mm) ….. 1,6 mm (dLager > 70 mm)
  • Lage der Düse:
    Zwischen Käfig und IR-Bord (techn. Daten-Tabellen, TA-Käfig)
  • Ölzufuhr, Ölablauf:
    Transparenter Schlauch, di = 4 mm
  • Luftdruck vor der Spindel:
    0,6 – 1 bar
  • Luftmenge:
    3 – 4 m3/h (50 – 65 l/min)
  • Luftqualität:
    Entspr. ISO 8573: Partikelgröße < 5 μm
    Partikelkonzentration < 5 mg/m3
    Taupunkt < 3 °C, Öl-Konzentration < 1 mg/m3
  • Inbetriebnahme:
    Anlauf der Spindel nach Sicherstellung der Ölversorgung

Technische Informationen zum Thema „Öl-Schmierung“ finden Sie in unseren Downloadbereich.

Öl-Direktschmierung

Ölzufuhr durch Lager-Außenring

GMN Sonderausführungen für Öl-Direktschmierung realisieren aufgrund einer Ölzufuhr-Bohrung im Außenring kompakte Lagerungsmaße (kein Distanzring für Ölzufuhr erforderlich) und ermöglichen zusätzlich eine wirtschaftliche Schmierstoff-Regulierung.

  • Einsparung von Bauraum und Kosten
    (keine axiale Einspritzdüse/Zwischenbüchse erforderlich)
  • Reduzierter Druckluft-, Ölverbrauch
    (präzise Dosierung der Schmiermittelmenge)
  • Separate Regulierung der Schmierstoffmenge je Einzellager
  • Gezielte Schmierstoffzufuhr zum Wälzkontakt
  • Unempfindlicher gegen axiale Luftströmung
    (im Vergleich zur herkömmlichen Öl-Luft-Schmierung)
  • Ölzufuhr durch Außenring, offene Seite
  • Ölzufuhr durch Außenring, geschlossene Seite
  • O-Ringe im Außenring (Abdichtung)
  • Verbreiterung der Nut zwecks Erweiterung der Ölzufuhr-Möglichkeit, Toleranzausgleich

GMN Sonderausführungen für Öl-Direktschmierung bieten bezüglich Ölzufuhr sowie Dichtwirkung vielseitige und wirkungsvolle Lösungsmöglichkeiten.

  • Ölzufuhr durch Außenring, offene Seite
  • Ölzufuhr durch Außenring, geschlossene Seite
  • O-Ringe im Außenring (Abdichtung)
  • Verbreiterung der Nut zwecks Erweiterung der Ölzufuhr-Möglichkeit, Toleranzausgleich

Technische Informationen zum Thema “Öl-Direktschmierung über AR” finden Sie in unseren Downloadbereich.

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Sonderausführungen A und AB

Dichtung: Dichtung im Gehäuse

  • Maximale Lagerstabilität
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Ölzufuhr über offene Seite - kein Überrollen der Ölzufuhr bei hohen Axiallasten 
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Ölzufuhr über geschlossene Seite - Ölzufuhr direkt zum Wälzkontakt - maximale Drehzahleignung 

Sonderausführungen L und LB

Dichtung: Dichtung im Lager-Außenring

  • Keine Gehäuseanpassung erforderlich
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Ölzufuhr über offene Seite - kein Überrollen der Ölzufuhr bei hohen Axiallasten 
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Ölzufuhr über geschlossene Seite - Ölzufuhr direkt zum Wälzkontakt - maximale Drehzahleignung 

Sonderausführungen R und RB

Dichtung: ohne Dichtung

  • Geringe Investition
  • Insbesondere für axiale Fixierung
    am Außenring und enge
    Gehäusepassungen
  • Breite Schmiernut
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Ölzufuhr über offene Seite - kein Überrollen der Ölzufuhr bei hohen Axiallasten 
KL_EN_SC_Sonder_RB_550x550
Ölzufuhr über geschlossene Seite - Ölzufuhr direkt zum Wälzkontakt - maximale Drehzahleignung 

Schmieröle

Für die Schmierung von Werkzeugmaschinenspindeln erzielen mineralische Schmieröle eine ausreichende Lagerschmierung.

 

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Häufig verwendete Schmieröle