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Reibungsmoment, Anlaufreibungsmoment und Leistungsverlust

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

Die Reibung in einem Lager variiert und hängt von schmierfilmbedingten tribologischen Phänomenen ab, die an den Berührungsstellen zwischen den Wälzkörpern, Laufbahnen und Käfigen auftreten.
Diagramm 1. Diese ist in vier Zonen unterteilt:
  • Zone 1 – In diesem Bereich herrschen Grenzschmierbedingungen, in denen allein die Oberflächenunebenheiten die Last tragen, weshalb die Reibung zwischen den sich bewegenden Oberflächen hoch ist.
  • Zone 2 – Mischreibungsschmierbedingungen, in denen ein trennender Schmierstofffilm einen Teil der Last trägt und weniger Oberflächenunebenheiten sich berühren, wodurch die Reibung abnimmt.
  • Zone 3 – Elasto-hydrodynamische Schmierfilmbedingungen (EHL), in denen allein der Schmierfilm die Last trägt, allerdings mit erhöhten viskosen Verlusten, was die Reibung weiter ansteigen lässt.
  • Zone 4 – Elasto-hydrodynamische Schmierfilmbedingungen (EHL) einschließlich schmierfilmreduzierenden und schmierstoffverdrängenden Einflüsse, die die Reibung nicht weiter ansteigen lassen oder sogar mindern.

SKF Verfahren zur Berechnung des Reibungsmoments

Das SKF Verfahren zur Berechnung des Reibungsmoments berücksichtigt vier verschiedene Betriebsbedingungen und die damit verbundenen Auswirkungen:

M = Mrr + Msl + Mseal + Mdrag

Hierin sind
Mrr das Rollreibungsmoment [Nmm], das die möglichen Auswirkungen durch Schmierstoffverdrängung und Schmierfilmdicke berücksichtigt
Msldas Gleitreibungsmoment [Nmm], das die möglichen grenzschmierbedingten Auswirkungen berücksichtigt
Msealdas Reibungsmoment der integrierten Berührungsdichtungen [Nmm]
Bei Lagern mit Berührungsdichtungen sind die durch die Dichtung bedingten Reibungsverluste unter Umständen höher als die Reibungsverluste im Lager selbst.
Mdragdas Reibungsmoment aus Strömungs-, Plansch- und Spritzverlusten bei Ölbadschmierung [Nmm]

Die Berechnung der einzelnen Reibungsmomente ist relativ komplex. SKF empfiehlt daher zur Berechnung dieser Momente das Rechenprogramm SKF Bearing Calculator zu nutzen.
Ausführliche Informationen zur Berechnung des Reibungsmoments enthält Das SKF Verfahren zur Berechnung des Reibungsmoments [PDF].
Wenn das Gesamtreibungsmoment M des Lagers bekannt ist, kann der Leistungsverlust angenähert berechnet werden aus:

Ploss = 1,05 x 10-4 M n

Hierin sind
PlossReibungsverlust des Lagers [W]
MGesamtreibungsmoment des Lagers [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.

Mstart = Msl + Mseal

Hierin sind
MstartAnlaufreibungsmoment [Nm]
MslGleitreibungsmoment [Nmm]
MsealReibungsmoment der Berührungsdichtungen [Nmm]

SKF empfiehlt zur Berechnung des Anlaufreibungsmoments das Rechenprogramm SKF Bearing Calculator zu nutzen.
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