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Schmierbedingungen – das Viskositätsverhältnis κ

Die Wirksamkeit des Schmierstoffs wird vor allem durch den Grad der Oberflächentrennung zwischen den rollenden Kontaktflächen bestimmt. Wenn ein adäquater Schmierfilm gebildet werden soll, muss der Schmierstoff eine bestimmte Mindestviskosität haben, wenn die Anwendung ihre normale Betriebstemperatur erreicht hat. Der Zustand des Schmierstoffs wird durch das Viskositätsverhältnis κ als Verhältnis der Ist-Viskosität κ zur Nennviskosität ν1 für die angemessene Schmierung beschrieben, wobei beide Werte für die normale Betriebstemperatur des Schmierstoffs gelten; siehe dazu Abschnitt Auswahl von Schmierölen.
Viscosity
Berechnung auswählen

Hierin sind

κ=Viskositätsverhältnis
ν=Betriebsviskosität des Schmierstoffs [mm2/s]
ν1=Nennviskosität in Abhängigkeit vom mittleren Lagerdurchmesser und der Umfangsgeschwindigkeit [mm2/s]
Um einen angemessenen Schmierfilm zwischen den Wälzkontaktflächen zu bilden, muss der Schmierstoff eine bestimmte Mindestviskosität haben, wenn er die Betriebstemperatur erreicht hat. Die Nennviskosität ν1, die für eine angemessene Schmierung erforderlich ist, kann aus dem Diagramm 1 ermittelt werden: der mittlere Lagerdurchmesser dm = ( D + d)/2, mm und die Drehzahl des Lagers ist n in min-1. Dieses Diagramm wurde mit den neuesten Erkenntnissen der Tribologie bei Wälzlagern überarbeitet.
Wenn die Betriebstemperatur aus der Praxis bekannt ist oder in anderer Weise ermittelt werden kann, kann die entsprechende Viskosität bei der international genormten Referenztemperatur von 40 °C, aus Diagramm 2für den Viskositätsindex 95 entnommen werden. Die Tabelle enthält die Viskositätsklassen nach ISO 3448:1992 mit dem Viskositätsbereich für jede Klasse bei 40 °C. Bestimmte Lagertypen, beispielsweise Pendelrollenlager, Kegelrollenlager und Pendelrollen-Axiallager, haben bei vergleichbaren Betriebsbedingungen normalerweise eine höhere Betriebstemperatur als andere Lagerbauformen, beispielsweise Rillenkugellager und Zylinderrollenlager.

Berechnungsbeispiel

Für eine Betriebsdrehzahl n = 500 min-1 ist ein Lager mit einem Bohrungsdurchmesser d = 340 mm und einem Außendurchmesser D = 420 mm erforderlich. Aus der Gleichung dm = 0,5 (d + D), dm = 380 mm ergibt nach Diagramm 3 eine Mindest-Nennviskosität ν1 für eine angemessene Schmierung bei der Betriebstemperatur von etwa 11 mm2/s. Diagramm 4 zeigt bei einer angenommenen Lagerbetriebstemperatur von 70 °C, dass ein Schmieröl mit ISO VG 32, d. h. mit einer kinematischen Viskosität ν von mindestens 32 mm2/s bei der Referenztemperatur von 40 °C erforderlich ist.
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