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Lagerreibungsmoment, Anlaufreibungsmoment und Leistungsverlust

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Die Lagerreibung ist nicht konstant und hängt von bestimmten tribologischen Phänomenen ab, die im Schmierfilm zwischen den Wälzkörpern, Laufbahnen und Käfigen auftreten.
Diagramm 1 zeigt, wie sich in einem Lager mit einem bestimmten Schmierstoff die Reibung abhängig von der Drehzahl verändert. Es wird zwischen vier Zonen unterschieden:
  • Zone 1 – Schmierbedingung der Grenzschicht, in der allein die Oberflächenunebenheiten die Last tragen, weshalb die Reibung zwischen den beweglichen Oberflächen hoch ist.
  • Zone 2 – Schmierbedingung des Mischreibungsgebiets, in dem ein trennender Ölfilm einen Teil der Last trägt, weniger Oberflächenunebenheiten Kontakt haben, weshalb die Reibung abnimmt.
  • Zone 3 – Voll ausgebildeter Schmierfilm, in dem der Schmierfilm die Last trägt, allerdings mit erhöhten viskosen Verlusten, weshalb die Reibung zunimmt.
  • Zone 4 – Voll ausgebildeter Schmierfilm mit schmierfilmreduzierenden und schmierstoffverdrängenden Einflüssen, in dem die Schmierfilmdicken- und Schmierfilmverdrängungsbeiwerte die viskosen Verluste teilweise kompensieren, weshalb sich die Reibung ausgleicht.

SKF Modell der Lagerreibung

Im SKF Modell zur Berechnung der Lagerreibung wird das Reibungsmoment M aus vier Quellen abgeleitet:

M = Mrr + Msl + Mseal + Mdrag

Hierin sind:
Err das Rollreibungsmoment, und enthält die Auswirkungen durch Schmierstoffverdrängung und Schmierfilmdicke [Nmm]
Esldas Gleitreibungsmoment, und enthält die grenzschmierbedingten Auswirkungen [Nmm]
Esealdas Reibungsmoment der integrierten Dichtungen, Nmm
Bei Lagern mit Berührungsdichtungen sind die durch die Dichtung bedingten Reibungsverluste unter Umständen höher als die Reibungsverluste im Lager selbst.
Edragdas Reibungsmoment aus Strömungs-, Plansch- und Spritzverlusten usw. in einem Ölbad [Nmm]

Die Berechnung der Werte für diese vier Reibungsquellen ist komplex. Daher empfehlen wir die Verwendung des SKF Bearing Calculator.
Weitere Details zu den Berechnungen enthält Das SKF Verfahren zur Berechnung des Reibungsmoments [PDF].
Wenn das Gesamtreibungsmoment M des Lagers bekannt ist, kann der Reibungsverlust des Lagers berechnet werden mithilfe von

Ploss = 1,05 x 10-4 M n

Hierin sind:
PlossReibungsverlust des Lagers [W]
EGesamtreibungsmoment [Nmm]
nBetriebsdrehzahl [min-1]

Anlaufreibungsmoment

Unter dem Anlaufreibungsmoment eines Wälzlagers wird dasjenige Moment verstanden, das bei einer Umgebungstemperatur von 20 bis 30 °C überwunden werden muss, wenn das Lager aus dem Stillstand beschleunigt wird. Das Anlaufreibungsmoment entspricht in diesem Fall dem Gleitreibungsmoment und dem Reibungsmoment von Berührungsdichtungen.

Estart = Msl + Mseal

Hierin sind:
EstartAnlaufreibungsmoment [Nm]
EslGleitreibungsmoment [Nmm]
EsealReibungsmoment der Dichtungen [Nmm]

Wir empfehlen die Verwendung des SKF Bearing Calculator zur Berechnung der Anlaufmomentwerte.
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