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Beiwert ηc für den Verschmutzungsgrad

Mit diesem Beiwert kann die Verunreinigung des Schmierstoffs bei der Berechnung der Lagerlebensdauer berücksichtigt werden. Der Einfluss einer Verunreinigung auf die Lagerlebensdauer hängt von mehreren Parametern ab, wie z.B. Lagergröße, relative Schmierfilmdicke, Art der Verunreinigung (weich, hart) Größe und Verteilung fester Verunreinigungen. Wegen der komplexen Zusammenhänge zwischen den einzelnen Parametern ist der jeweilige Einfluss nur schwer zu quantifizieren. Es ist daher nicht möglich, exakte Werte für ηc anzugeben, die allgemein gültig wären. Die in Tabelle 1aufgeführten Werte nach ISO 281:2007 können daher nur als Richtwerte angesehen werden.

ISO-Klassifikation für Verunreinigungen bzw. Filterrückhalterate

Das Standardverfahren zur Klassifizierung des Verschmutzungsgrads in einem Schmiersystem entsprechend 4406:1999. In diesem Klassifizierungssystem werden die Ergebnisse der Zählung der festen Partikel mit einer Maßzahl in eine Reinheitsklasse umgerechnet, siehe dazu Tabelle 2 und Diagramm 1.
Bei diesem Verfahren wird die Zahl der Partikel je Milliliter Öl unter dem Mikroskop ermittelt. Ausschlaggebend sind in diesem Fall die Mengen der Partikel ≥ 5 μm und ≥ 15 μm. Ein moderneres Verfahren ist die automatische Partikelzählung nach ISO 11171:2010.Die Kalibrierungsskala der automatischen Zählung unterscheidet sich von der Mikroskopzählung. Hier wird der Verunreinigungsgrad durch drei Kennziffern definiert, die die jeweiligen Mengen an Partikeln ≥ 4 μm(c), ≥ 6 μm(c) und ≥ 14 μm(c) je Milliliter Öl beschreiben. Normalerweise finden nur die beiden größeren Partikelgrößen Beachtung, da die größeren Partikel die Ausfallwahrscheinlichkeit stärker beeinflussen.
Typische Beispiele für die Ölreinheitsklassen sind –/15/12 (A) oder 22/18/13 (B), siehe Diagramm 1.
Beispiel A bedeutet, dass je Milliliter Öl 160 bis 320 Partikel ≥ 5 µm und zwischen 20 bis 40 Partikel ≥ 15 µm vorhanden sind. Im Hinblick auf die Ölreinheit stellt Ölumlaufschmierung mit kontinuierlicher Filterung das Optimum dar, was jedoch nicht immer umzusetzen ist, da die Investitionskosten oft die Kosten für Instandhaltung und Maschinenstillstand übersteigen.
Die Filterrückhalterate gibt Aufschluss über den Filterwirkungsgrad und wird als Filterrückhalterate β bezeichnet. Je größer β, desto leistungsfähiger ist der Filter bei der entsprechenden Partikelgröße. Der Reduktionsfaktor β ist als Verhältnis zwischen der Anzahl der entsprechenden Partikel vor und nach dem Filter definiert. Er wird wie folgt berechnet

Filter rating

Hierin sind
βx(c)=
Filterrückhalterate für eine bestimmte Partikelgröße x
x=
die Partikelgröße (c) [μm] bei automatischer Partikelzählung und Klassifikation nach ISO 11171:2010
n1=
die Partikelanzahl pro Volumeneinheit (100 ml) größer als x vor dem Filter
n2=
die Partikelanzahl pro Volumeneinheit (100 ml) größer als x nach dem Filter
Die Filterrückhalterate β bezieht sich nur auf eine Partikelgröße in µm, die als Index angezeigt wird, beispielsweise β3(c), β6(c), β12(c) usw. Eine vollständige Filterrückhalterate „β6 = 75“ bedeutet beispielsweise, dass nur 1 von 75 Partikeln mit mindestens 6 µm Größe den Filter passieren kann.

Bestimmung von ηc bei bekanntem Verunreinigungsgrad

Wenn bei Ölschmierung die Verunreinigung bekannt ist, entweder durch Zählung der Partikel unter Mikroskop oder durch automatische Partikelzählung und durch entsprechende Klassifikation nach ISO 4406:1999 bzw. ISO 11171 oder indirekt durch Angabe der Filterrückhalterate, kann der Beiwert ηc ermittelt werden. Der Beiwert ηc kann nicht allein aus der Partikelzählung abgeleitet werden. Denn er hängt auch stark von den Schmierbedingungen, d.h. von κ und von der Lagergröße, ab. Nachstehend wird ein vereinfachtes Verfahren zur Bestimmung des Beiwerts ηc nach DIN ISO 281:2007 Bbl. 4 vorgestellt. Bei Ölschmierung wird ausgehend von der ISO Ölreinheitsklasse oder von der Filterrückhalterate der Verunreinigungsbeiwert ηc unter Berücksichtigung des mittleren Lagerdurchmessers dm = 0,5 (d + D) [mm] und dem Viskositätsverhältnis k bestimmt (Diagramme 2 und Diagramme 3).
Die Diagramme 2 und 3 enthalten typische Werte für den Beiwert ηc für eine Ölumlaufschmierung mit verschiedenen Ölfilterrückhalteraten und Ölverschmutzungen. Ähnliche Werte können auch für Ölbadschmierung verwendet werden, wenn sich die Zahl der Partikel im Betrieb nicht verändert. Wenn sich jedoch die Anzahl der Partikel in einem Ölbad über die Zeit erhöht – durch Verschleiß oder den Eintrag von Verunreinigungen – muss dies bei der Festlegung des Beiwerts ηc berücksichtigt werden, z.B. entsprechend DIN ISO 281:2007 Bbl. 4:2003.
Bei Fettschmierung kann der Beiwert ηc entsprechend DIN ISO 281 Bbl. 4:2003 auf ähnliche Weise anhand Tabelle 3 bestimmt werden.

Die Diagramme 4 und 5enthalten typische Werte für ηc bei Fettschmierung und den Umgebungsbedingungen „große Sauberkeit“ bzw. „normale Sauberkeit“, siehe (Tabelle 3).
Für andere Verunreinigungsgrade oder bei gewöhnlicher Ölumlauf-, Ölbad- oder Fettschmierung kann der Verunreinigungsbeiwert einer Lagerung angenähert ermittelt werden aus

Contamination factor

min (#1, #2) = es ist der jeweils kleinere Wert anzuwenden

wobei c1 und c2Beiwerte, die entweder die Reinheit des Öls entsprechend ISO 4406:1966 bzw. die des Schmierfettes entsprechend Tabelle 3 kennzeichnen. Bei Ölschmierung mit Filterung können auch die entsprechenden Ölreinheitsklassen (nach ISO 16689:2012) (Tabelle 4) zur Berechnung herangezogen werden, anstelle der unter dem Mikroskop ermittelten Ölreinheit.
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