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Kontrolle und Überwachung

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

Dieser Abschnitt beschreibt verschiedene Aspekte der Kontrolle und Überwachung von Lagern im Betrieb zur Verhinderung von Störungen. Er enthält zudem eine Einführung in die Fehlerbehebung und Links zu detaillierten Fehlerbehebungsverfahren.

Inspektion während des Betriebs
Durch die frühzeitige Erkennung von Lagerschäden noch vor einem Ausfall ist es möglich, Lager bereits bei planmäßigen Routinewartungen auszutauschen Somit werden kostspielige ungeplante Maschinenstillstände von vornherein vermieden. Zu wichtigen Maschinenparametern für die Überwachung des Maschinenzustands gehören Geräuschpegel, Temperatur und Schwingungspegel.

Verschlissene oder beschädigte Lager weisen in der Regel eindeutige Symptome auf (→ Fehlerbehebung, nachstehend). Es können mehrere mögliche Ursachen vorliegen, und dieser Abschnitt bietet Hilfestellung bei ihrer Identifizierung.

Aus praktischen Gründen können nicht alle Maschinen oder Maschinenfunktionen mit modernen Systemen überwacht werden. In diesen Fällen kann die Maschine einer Sicht- oder Hörprüfung unterzogen werden, um Probleme festzustellen. Bis der Schaden so weit fortgeschritten ist, dass er mit menschlichen Sinnen erkannt werden kann, ist es vielleicht schon zu spät. Durch den Einsatz objektiver Technologien wie der modernen Schwingungsanalyse lässt sich der Schaden erkennen, noch bevor er problematische Formen annimmt (Diagramm 1). Mithilfe von Zustandsüberwachungsgeräten und der SKF Technologie für Hüllkurvenbeschleunigung kann die Vorwarnzeit maximiert werden.

Bild 1 zeigt ein Beispiel eines fortschreitenden Schadens, und Diagramm 1 erläutert ihn begrifflich. Dieser Abfolge kann ein Schadensszenario folgen:
  1. Das Lager zeigt abrasiven Verschleiß.
  2. Erste von SKF Technologie für Hüllkurvenbeschleunigung erkannte Schälung.
  3. Schälung ist so weit fortgeschritten, dass der Schaden mittels standardmäßiger Schwingungsüberwachung erkannt werden kann.
  4. Weitere Schälung führt zu starker Schwingungs- und Geräuschentwicklung sowie einem Anstieg der Betriebstemperatur.
  5. Es treten schwere Schäden auf: Ermüdungsbruch am Innenring
  6. Komplettausfall mit Sekundärschäden an anderen Komponenten.

Geräusch- und Schwingungsüberwachung

Eine gängige Methode zur Identifizierung von Verschleiß oder Schäden an einem Lager ist die Hörprüfung. Lager, die in einem guten Zustand sind, laufen leise. Schleif-, Quietsch- und sonstige ungewöhnliche Geräusche weisen auf einen schlechten Lagerzustand oder ein Problem hin. Eine Geräuschüberwachung ist jedoch nur bedingt nützlich. SKF empfiehlt eine Schwingungsüberwachung. Sie ist gründlicher und erlaubt eine bessere Überwachung von Lagern und umlaufenden Maschinen.

Die Schwingungsüberwachung basiert auf drei grundlegenden Fakten:
  • Alle Maschinen erzeugen Schwingungen.
  • Ein beginnendes mechanisches Problem wird gewöhnlich von stärkeren Schwingungen begleitet.
  • Mithilfe einer Analyse des Schwingungsverhaltens kann auf die Art des Fehlers geschlossen werden.

Temperaturüberwachung

Es ist wichtig, die Betriebstemperatur an Lagerpositionen zu überwachen. Wenn die Betriebsbedingungen nicht geändert wurden, weist ein plötzlicher Anstieg der Betriebstemperatur häufig auf die Entwicklung eines Lagerschadens und einen möglicherweise bevorstehenden Ausfall hin. Es ist jedoch zu beachten, dass ein Temperaturanstieg unmittelbar nach der Inbetriebnahme der Maschine und nach jeder Nachschmierung (bei Verwendung von Schmierfett) normal ist und ein bis zwei Tage andauern kann.

Überwachung der Schmierbedingungen

Lager können nur bei adäquater Schmierung maximale Leistungen erzielen. Die Schmierbedingungen eines Lagers sollten daher genauestens überwacht werden. Der Zustand des Schmierstoffs selbst sollte ebenfalls regelmäßig kontrolliert werden, vorzugsweise durch Analyse von Proben.

SKF empfiehlt für schmierungsbezogene Inspektionen die folgenden allgemeinen Richtlinien:
  • Bereiche um die Lagerpositionen auf austretenden Schmierstoff überprüfen.
  • Darauf achten, dass Schutzkragen und Labyrinthdichtungen stets mit Schmierfett gefüllt sind, um maximalen Schutz zu gewährleisten.
  • Automatische Schmiersysteme auf ordnungsgemäße Funktion und Abgabe der richtigen Schmierstoffmenge an die Lager überprüfen.
  • Füllstand in Wannen und Behältern überprüfen und ggf. Schmierstoff nachfüllen.
  • Bei manueller Fettschmierung fristgerecht nachschmieren.
  • Bei Ölschmierung Öl fristgerecht auswechseln.
  • Stets das angegebene Schmiermittel verwenden.
Inspektion bei Maschinenstillstand
Bei stillstehender Maschine bietet sich die Gelegenheit, den Zustand von Lagern, Dichtungen, Dichtungsgegenlaufflächen, Gehäusen und Schmierstoff zu kontrollieren. Für eine allgemeine Inspektion muss häufig lediglich ein Gehäusedeckel abgenommen werden. Falls ein Lager Schäden aufweist, muss es ausgetauscht und eingehend untersucht werden.

Wellen- und Riemenausrichtung sowie Maschinenfundament und -außenflächen können bei einem Maschinenstillstand ebenfalls einer gründlichen Inspektion unterzogen werden.

Jeder gestörte Zustand – sei es eine fehlende Scheibe oder ein schadhaftes Fundament – können die Maschinenleistung beeinträchtigen. Je eher das Problem erkannt wird, desto früher können Abhilfemaßnahmen ergriffen werden. Es ist weit weniger kostspielig, Lager und zugehörige Komponenten bei einer regulär geplanten Abschaltung zu ersetzen, als es auf einen ungeplanten Ausfall ankommen zu lassen, durch den die Maschine unerwartet außer Betrieb gesetzt wird.

Lagerinspektion

Lager sind nicht immer einfach zugänglich. Teilweise oder vollständig freiliegende Lager können jedoch einer Sichtprüfung unterzogen werden. Der günstigste Zeitpunkt für eine Inspektion der Lager ist während der Routinewartung.

Bei der Untersuchung eingebauter Lager empfiehlt SKF die folgenden allgemeinen Richtlinien:
  • Vorbereitung
    • Die Außenflächen der Maschine reinigen.
    • Gehäusedeckel abnehmen, um das Lager zugänglich zu machen.
    • Schmierstoffproben zur Analyse entnehmen. Bei Ölschmierung Proben aus Ölwanne/-behälter entnehmen. Bei fettgeschmierten offenen Lagern Proben von verschiedenen Stellen innerhalb des Lagers und aus der Umgebung entnehmen. Den Zustand des Schmierstoffs kontrollieren. Zur Erkennung von Verunreinigungen eine dünne Schicht Schmierstoff auf einem Blatt Papier verteilen und unter einer Lampe untersuchen.
    • Freiliegende Außenflächen des Lagers mit einem fusselfreien Tuch reinigen.

  • Inspektion
    • Die freiliegenden Außenflächen des Lagers auf Korrosion kontrollieren. Die Lagerringe auf ungewöhnliche Anzeichen untersuchen.
    • Bei abgedichteten Lagern die Dichtungen auf Verschleiß oder Schäden überprüfen.
    • Sofern möglich, die Welle sehr langsam drehen und auf unregelmäßigen Widerstand im Lager achten; ein unbeschädigtes Lager dreht sich mühelos.

  • Detaillierte Inspektion fettgeschmierter Lager
    Fettgeschmierte offene Lager in geteilten Stehlagergehäusen können wie folgt einer genaueren Vor-Ort-Inspektion unterzogen werden:
    • Sämtliches Schmierfett um das Lager entfernen.
    • Lager mit einem nicht metallischen Schaber so gut wie möglich von Schmierfett befreien.
    • Lager mit einem mineralölbasierten Lösungsmittel reinigen. Dazu das Lösungsmittel in das Lager sprühen. Die Welle beim Reinigen sehr langsam drehen und weitersprühen, bis sich im Lösungsmittel kein Schmutz und kein Fett mehr ansammelt. Große Lager, die Ablagerungen stark oxidierten Schmierstoffs enthalten, mit einer hochkonzentrierten alkalischen Lösung (10 % Natriumhydroxid und 1 % Netzmittel) reinigen.
    • Das Lager und seine Umgebung mit einem fusselfreien Tuch oder sauberer, trockener Druckluft reinigen (das Lager jedoch nicht drehen).
    • Lagerlaufbahnen, Käfig(e) und Wälzkörper auf Schälungen, Riefen, Kratzer, Streifen, Verfärbungen und spiegelähnliche Flächen überprüfen. Sofern möglich, die radiale Lagerluft messen (um festzustellen, ob Verschleiß vorliegt) und überprüfen, ob sie innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.
    • Bei zufriedenstellendem Zustand des Lagers dieses und das Gehäuse sofort mit geeignetem Fett schmieren und das Gehäuse schließen. Sind Lagerschäden vorhanden, das Lager ausbauen und vor Korrosion schützen. Anschließend eine umfassende Analyse durchführen.

  • Allgemeine Empfehlungen
    • Den Inspektionsvorgang mit Fotoaufnahmen dokumentieren, um den Zustand des Lagers, des Schmierstoffs und der Maschine im Allgemeinen festzuhalten.
    • Den Zustand des Schmierfetts an verschiedenen Stellen überprüfen und mit frischem Fett vergleichen (Bild 2). Eine repräsentative Probe des Schmierfetts zur späteren Analyse zurückbehalten.
    • Bestimmte große und mittlere Lager können überholt werden. Weitere Informationen finden Sie im SKF Service-Handbuch und in der Druckschrift SKF Rekonditionierungs-Services.

Inspektion der Gegenlaufflächen

Die Gegenlaufflächen von Dichtlippen müssen glatt sein, um eine wirkungsvolle Abdichtung zu gewährleisten. Wenn die Gegenlauffläche verschlissen oder beschädigt ist, funktioniert die Dichtlippe nicht mehr richtig.

Bei der Inspektion der Gegenlauffläche sollte auch auf Korrosion, Wellenverschleiß, Kratzer, Dellen, Dichtlippenverschleiß und -risse usw. untersucht werden. Ist nur leichte Korrosion vorhanden, kann diese mit feinem Nassschleifpapier entfernt werden. Anschließend sind sämtliche Rückstände zu entfernen. Verschlissene Teile der Gegenlauffläche der Welle können mithilfe von SKF Speedi-Sleeve repariert werden.

WARNUNG

Beim Umgang mit Lösungsmitteln und alkalischen Lösungen sind der Kontakt, das Einatmen oder Verschlucken zu vermeiden. Diese Stoffe können Verätzungen von Haut und Augen verursachen sowie Atemwege und Verdauungstrakt schädigen. Bei Bedarf ist ein Arzt aufzusuchen.
Schadensbehebung
Nicht ordnungsgemäß funktionierende Lager weisen in der Regel eindeutige Symptome auf. Um diese Symptome zu erkennen und möglichst frühzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten, ist ein betriebsweites Zustandsüberwachungsprogramm empfehlenswert.

Für den Fall, dass keine Zustandsüberwachungstechnik vorhanden oder anwendbar ist, bietet der Abschnitt „Fehlerbehebung“ im SKF Service-Handbuch nützliche Hinweise zu den häufigsten Symptomen und möglichen Ursachen. Sofern möglich, werden auch einige praktische Lösungen genannt. Je nach Grad des Lagerschadens können einige Symptome irreführend sein, da sie in vielen Fällen das Ergebnis von Sekundärschäden sind. Um Lagerstörungen effektiv beheben zu können, müssen die Symptome nach den Anzeichen analysiert werden, die in der Anwendung als Erstes beobachtet wurden. Eine nähere Beschreibung finden Sie in der Druckschrift Analyse der Lagerschäden und -ausfälle.

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