Rechner für Nachschmiermenge und Intervall

Die Nachschmiermenge eines Lagers in Gramm ist 0,005 mal Außendurchmesser mal Breite, beide Maße in Millimetern, und das Intervall ist überhaupt keine Rechnung: es kommt aus dem Diagramm des Lagerherstellers und wird dann von Wärme, Wellenlage und Verschmutzung verkürzt. Der Rechner liefert die Menge, ermittelt den Drehzahlkennwert, über dem diese Diagramme aufgetragen sind, und wendet die Bedingungsfaktoren auf ein Basisintervall an, das Sie mitbringen.

Die Menge ist reine Arithmetik

Mit dem Außendurchmesser D und der Breite B in Millimetern ist die Fettmenge G in Gramm:

• G = 0,005 × D × B

Mehr ist es nicht. Weder die Drehzahl noch die Fettsorte noch die Last gehen ein. Der Bohrungsdurchmesser ebenso wenig, und das überrascht viele: die Fettmenge, die ein Lager will, folgt dem freien Volumen in seinem Inneren, und Außendurchmesser mal Breite vertritt dieses Volumen gut genug.

Der Wert füllt den Freiraum, den ein Lager braucht, ohne es vollzupacken. Zu viel Fett ist kein harmloser Fehler in Richtung Sicherheit. Fett, das nicht entweichen kann, wird von den Wälzkörpern gewalkt, das Walken erwärmt es, die Wärme treibt das Öl aus dem Verdicker, und das Lager fällt dann an der Schmierung aus, die es bekommen hat, nicht an der, die ihm fehlte. Ein Lager, das eine Stunde nach der Schmierrunde heiß ist, hat in aller Regel zu viel bekommen, und die Abhilfe ist ein Entlastungsweg und eine kleinere Menge, kein dünneres Fett.

Mittlerer Durchmesser und Drehzahlkennwert

Zwei weitere Größen folgen unmittelbar aus den Abmessungen, mit der Bohrung d in Millimetern und der Drehzahl n in Umdrehungen je Minute:

• mittlerer Durchmesser dm = (d + D) / 2
• Drehzahlkennwert = n × dm

Der Kennwert hat die Einheit mm/min. Entscheidend an ihm ist, dass jedes veröffentlichte Nachschmierdiagramm über dieser Achse gezeichnet ist, denn er steht dafür, wie stark das Fett beansprucht wird. Ein kleines schnell drehendes Lager und ein großes langsames können denselben Punkt im Diagramm treffen und dasselbe Intervall verlangen.

Der übliche Fehler steckt im mittleren Durchmesser selbst. Er ist das Mittel aus Bohrung und Außendurchmesser, nicht der Teilkreisdurchmesser der Wälzkörper und nicht der Außendurchmesser allein.

Warum das Intervall hier nicht berechnet wird

Nachschmierintervalle kommen vom Lagerhersteller. Sie werden als Diagramm über Drehzahlkennwert und Lagerart veröffentlicht, und die Art wiegt so schwer wie die Zahl: bei ein und demselben Kennwert bekommen ein Kugellager, ein Zylinderrollenlager und ein Pendelrollenlager sehr unterschiedliche Intervalle, weil sie sich darin unterscheiden, wie viel sie gleiten und wie stark sie das Fett walken. Keine allgemeine Formel bildet das nach, und ein Rechner, der eine erfände, borgte sich eine Autorität, die er nicht hat.

Das Basisintervall ist deshalb eine Eingabe. Was darauf angewendet wird, ist genau der Teil, der in einer Schmierroute üblicherweise fehlt.

Was die Bedingungen mit dem Intervall machen

Drei Faktoren werden miteinander multipliziert:

• Temperatur. Bei 70 Grad Celsius und darunter ist der Faktor 1. Darüber halbiert sich das Intervall je 15 Grad, der Faktor ist also 0,5 hoch (T − 70) / 15. Die Fettgebrauchsdauer fällt mit der Wärme tatsächlich so schnell.
• Wellenlage. Eine waagerechte Welle lässt den Faktor bei 1. Eine senkrechte Welle halbiert ihn, denn das Fett tritt unter seinem eigenen Gewicht aus, und die untere Deckscheibe hält es dort nicht auf Dauer.
• Verschmutzung und Schwingung. Sauber und ruhig ist 1, mäßig ist 0,7, stark ist 0,5. Dieser letzte Faktor ist gängige Praxis und keine veröffentlichte Norm; ein Werk mit eigener Schadensgeschichte sollte dieser Geschichte mehr trauen als dem Faktor.

Das angepasste Intervall ist das Basisintervall mal allen drei Faktoren.

Ein Rechenbeispiel

Ein Lager mit 60 mm Bohrung, 130 mm Außendurchmesser und 31 mm Breite auf einer Welle mit 1480 Umdrehungen je Minute. Das Herstellerdiagramm gibt ein Basisintervall von 4000 Stunden. Das Lager läuft bei 85 Grad auf einer waagerechten Welle an einem sauberen, ruhigen Ort.

• Menge: 0,005 × 130 × 31 = 20,2 g
• Mittlerer Durchmesser: (60 + 130) / 2 = 95 mm
• Drehzahlkennwert: 1480 × 95 = 140 600 mm/min
• Temperaturfaktor: 85 liegt 15 Grad über 70, also genau eine Halbierung und damit 0,5
• Lagefaktor: waagerecht, also 1
• Verschmutzungsfaktor: sauber und ruhig, also 1
• Gesamtfaktor: 0,5 × 1 × 1 = 0,5
• Angepasstes Intervall: 4000 × 0,5 = 2000 Stunden

Lesen Sie die letzte Zeile vor allem anderen. Fünfzehn Grad zusätzliche Lagertemperatur, die eine warme Umgebung oder ein zugesetzter Kühlweg ohne Weiteres liefert, haben die halbe Gebrauchsdauer des Fettes gekostet. Säße dasselbe Lager auf einer senkrechten Welle an einem staubigen, schwingenden Ort, wäre der Gesamtfaktor 0,5 × 0,5 × 0,5, und aus 4000 Stunden würden 500.

Die Messung, die den Kalender schlägt

Ein Intervall schätzt, wann ein Lager Fett will. Ultraschall sagt, dass es welches will. Etwa 8 dB über der eigenen Basislinie der Messstelle, ohne Änderung des Klangbilds, sind die Signatur eines Lagers mit zu wenig Schmierstoff, und dieses Zeichen erscheint vor der Temperatur.

Beim Nachschmieren auf diese Zahl zu schauen ist besser als nach Datum zu schmieren, denn sie sagt auch, wann aufzuhören ist: der Pegel fällt zurück, sobald das Fett die Kontaktstelle erreicht, und jedes weitere Gramm geht ins Gehäuse statt ins Lager. Die berechnete Menge bleibt als Obergrenze nützlich. Ist die Zahl nicht gefallen, wenn diese Gramm eingebracht sind, liegt das Problem am Fettweg und nicht am Fett.

Häufig gestellte Fragen

Wie viel Fett braucht ein Wälzlager beim Nachschmieren?

Die übliche Menge in Gramm ist 0,005 mal Außendurchmesser mal Breite des Lagers, beide Maße in Millimetern. Ein Lager mit 130 mm Außendurchmesser und 31 mm Breite nimmt damit rund 20 Gramm auf. Der Bohrungsdurchmesser geht nicht ein, denn die Fettmenge, die ein Lager will, folgt dem freien Volumen in seinem Inneren, und Außendurchmesser mal Breite vertritt dieses Volumen gut genug.

Wie oft muss ein Lager nachgeschmiert werden?

Das Basisintervall kommt vom Lagerhersteller und wird aus dessen Diagramm über dem Drehzahlkennwert abgelesen. Der Kennwert ist die Drehzahl in Umdrehungen je Minute mal dem mittleren Durchmesser in Millimetern. Das Diagramm hängt außerdem von der Lagerart ab, denn derselbe Kennwert bedeutet für ein Kugellager, ein Zylinderrollenlager und ein Pendelrollenlager Verschiedenes. Die Betriebsbedingungen verkürzen den Basiswert dann weiter.

Was ist der Drehzahlkennwert eines Lagers und warum zählt er?

Er ist die Drehzahl in Umdrehungen je Minute multipliziert mit dem mittleren Durchmesser des Lagers in Millimetern, und der mittlere Durchmesser ist die Summe aus Bohrung und Außendurchmesser geteilt durch zwei. Veröffentlichte Nachschmierdiagramme sind über diesem Produkt aufgetragen und nicht über der Drehzahl allein, weil es dafür steht, wie stark das Fett beansprucht wird.

Wie verändert die Lagertemperatur das Nachschmierintervall?

Oberhalb von 70 Grad Celsius halbiert sich das Intervall je 15 Grad, weil die Fettgebrauchsdauer so schnell mit der Wärme fällt. Ein Lager bei 85 Grad erreicht damit die Hälfte des Diagrammwerts, eines bei 100 Grad ein Viertel davon. Unterhalb von 70 Grad gilt der Diagrammwert unverändert. Die Temperatur ist die stärkste der Anpassungen und fehlt in Schmierplänen am häufigsten.

Was passiert, wenn ein Lager zu viel Fett bekommt?

Fett, das nicht aus dem Gehäuse entweichen kann, wird von den Wälzkörpern gewalkt, und das Walken erwärmt es. Die Wärme treibt das Öl aus dem Verdicker, das Fett versteift und speist die Kontaktstelle nicht mehr. Das Lager läuft dann heiß und fällt an der Schmierung aus, die es bekommen hat, nicht an der, die ihm fehlte. Ein Lager, das eine Stunde nach der Schmierrunde heiß ist, hat meist zu viel bekommen.