SKF-Studie: Einfluss der Schmierung auf die Lagerlebensdauer

Kernaussagen der SKF-Forschung

Die SKF-Forschungsabteilung hat in umfangreichen Feld- und Laborstudien den Zusammenhang zwischen Schmierungszustand und Lagerlebensdauer quantifiziert. Die Ergebnisse, publiziert im SKF Evolution Magazine, bestätigen, was in der Praxis systematisch unterschätzt wird.

36% aller vorzeitigen Lagerausfälle sind direkt auf Schmierungsprobleme zurückzuführen. Damit ist mangelhafte Schmierung die häufigste einzelne Ursache für frühzeitiges Lagerversagen, noch vor Überbelastung (16%), Kontamination (14%) und Montagefehler (16%).

Die drei häufigsten Schmierfehler laut SKF:

• Falsche Menge: Sowohl Über- als auch Unterschmierung verkürzen die Lagerlebensdauer massiv. Überschmierung erzeugt erhöhte Temperaturen durch innere Reibung, Unterschmierung führt zu metallischem Kontakt der Wälzkörper.
• Unpassende Intervalle: Nachschmierfristen werden häufig pauschal festgelegt statt an Betriebsbedingungen, Temperatur und Drehzahl angepasst. SKF empfiehlt eine Neuberechnung auf Basis des SKF DialSet-Modells.
• Kontamination: Verunreinigter Schmierstoff wirkt wie ein Schleifmittel im Lager. Bereits 0.002% Feststoffpartikel im Fett können die Lebensdauer halbieren.

Was die Zahlen konkret bedeuten

Die SKF-Forschung zeigt: Bei korrekter Schmierung erreichen Wälzlager ihre rechnerische Nennlebensdauer (L10). Bei optimaler Schmierung, also mit dem richtigen Schmierstoff in der richtigen Menge zum richtigen Zeitpunkt unter Vermeidung von Kontamination, übersteigt die tatsächliche Lebensdauer die L10-Berechnung um den Faktor 2 bis 3.

Umgekehrt bedeutet das: Die meisten Lager in der Industrie erreichen nicht einmal ihre berechnete Lebensdauer. Die Ursache ist fast nie ein Materialfehler des Lagers. Sie liegt im System rund um das Lager.

SKF beziffert den Kappa-Wert (Schmierungskennzahl) als entscheidenden Parameter. Ein Kappa-Wert unter 1 signalisiert unzureichende Schmierfilmbildung. In der industriellen Praxis arbeiten viele Lager dauerhaft im Bereich Kappa 0.5 bis 0.8, also unter der Mindestanforderung für volle Lebensdauer.

Technischer Hintergrund: Warum Schmierung so komplex ist

Die Auswahl des richtigen Schmierstoffs ist keine triviale Entscheidung. Relevante Parameter umfassen:

• Grundölviskosität: Muss zur Betriebstemperatur und Drehzahl passen. Zu dünnflüssig bei hoher Temperatur, zu dickflüssig bei niedriger.
• Verdicker-Typ: NLGI-Klasse und Verdickerchemie (Lithium, Polyurea, Kalziumsulfonat) bestimmen die Schmierstofffreigabe und Temperaturstabilität.
• Additivierung: EP-Additive, Korrosionsschutz und Oxidationsstabilität müssen zur Anwendung passen.
• Mischbarkeit: Das Mischen verschiedener Fetttypen bei der Nachschmierung kann zu vollständigem Schmierstoffversagen führen. Lithium und Polyurea sind beispielsweise nicht kompatibel.

Die SKF-Studie betont: Selbst bei korrektem Schmierstoff entscheidet die Applikationsmethode über Erfolg oder Misserfolg. Manuelle Schmierung mit Fettpresse erzeugt häufig Überschmierung im vorderen Lagerbereich und Unterversorgung im hinteren.

Ein weiterer Faktor ist die Lagerungsqualität des Schmierstoffs. Fett, das länger als ein Jahr gelagert wird, kann durch Ölabscheidung seine Eigenschaften verändern. Kontaminierte Fettpressen, die zwischen verschiedenen Schmierstoffen nicht gereinigt werden, sind eine weitere häufige Ursache für Probleme, die nicht dem Schmierstoff selbst, sondern dem Umgang mit ihm zuzuschreiben sind.

Zusätzlich unterschätzt wird der Einfluss der Betriebstemperatur auf die Schmierstofflebensdauer. Als Faustregel gilt: Jede Temperaturerhöhung um 15°C halbiert die Gebrauchsdauer des Schmierfetts. Eine Maschine, die durch Fehlausrichtung, Überlast oder unzureichende Kühlung bei erhöhter Temperatur läuft, degradiert ihren Schmierstoff wesentlich schneller als kalkuliert.

Praxisbewertung: Was wir in 210+ Diagnosen sehen

In unseren forensischen Maschinendiagnosen ist die Schmierung einer der häufigsten Befunde auf der Systemebene. Was die SKF-Studie als Laborbefund quantifiziert, zeigt sich in der Praxis noch deutlicher.

Typische Muster aus unserer Diagnosearbeit:

Die Schmierung ist fast nie ein isolierter Fehler. Wenn wir bei einem wiederkehrenden Lagerschaden die Schmierung als Mitursache identifizieren, finden wir regelmässig dahinterliegende Systemursachen: fehlende Schmierpläne, unklare Zuständigkeiten, Zeitdruck beim Schichtwechsel, fehlendes Wissen über Schmierstoffauswahl oder inkompatible Fette nach einem Lieferantenwechsel.

Automatische Schmiersysteme lösen das Problem nicht automatisch. Sie beseitigen den Faktor Mensch bei der Applikation, erfordern aber korrekte Einstellung (Menge, Intervall) und regelmässige Kontrolle. In mehreren Diagnosen haben wir automatische Schmiersysteme gefunden, die seit Monaten leer waren oder falsch konfiguriert arbeiteten.

Die Maschine zeigt das Symptom. Die Ursache liegt im System. Ein überhitztes Lager, eine verfärbte Lauffläche, ein plötzlicher Ausfall nach 6 statt 60 Monaten: Das sind Symptome. Die forensische Diagnose fragt: Warum wurde dieses Lager falsch geschmiert? Und warum wurde das nicht bemerkt?

Ultraschall als Frühwarnsystem für Schmierung. In unserer Diagnosearbeit hat sich die Ultraschallmessung als wirkungsvolles Werkzeug zur Schmierungsüberwachung bewährt. Bereits ein leichter Anstieg des Ultraschallpegels am Lager signalisiert einen Schmierfilmabriss, oft Wochen bevor die Vibrationsanalyse etwas zeigt. Wer Schmierungsprobleme systematisch erkennen will, braucht Ultraschall als erste Stufe, nicht als Ergänzung.

Schulung verändert die Wirkung der Schmierung. In mehreren Werken haben wir festgestellt, dass allein die Schulung des Schmierpersonals in korrekter Fettpressentechnik, Mengenberechnung und Kontaminationsvermeidung die Lagerschadensrate innerhalb von 12 Monaten messbar reduziert hat. Die Technik war vorhanden. Was fehlte, war das Wissen über die korrekte Anwendung.

Handlungsempfehlungen für Instandhaltungsleiter

1. Schmierpläne überprüfen: Sind die Nachschmierintervalle auf Basis von Betriebsdaten berechnet oder historisch gewachsen? Die SKF-Berechnungstools (DialSet, LubeSelect) liefern eine fundierte Ausgangsbasis.

2. Schmierstoffauswahl dokumentieren: Für jede Lagerstelle sollte der Schmierstoff mit Grundölviskosität, Verdickertyp und NLGI-Klasse dokumentiert sein. Nicht nur die Marke, sondern die technische Spezifikation.

3. Mischbarkeit sicherstellen: Bei jedem Schmierstoffwechsel und jedem Lieferantenwechsel die Kompatibilität der Verdickertypen prüfen. Inkompatible Fette sind ein häufiger, aber vermeidbarer Schadensmechanismus.

4. Schmierungszustand in die Zustandsüberwachung integrieren: Ultraschallmessung erkennt Schmierungsprobleme früher als Vibrationsanalyse. Ein systematischer Ansatz kombiniert beide Methoden.

5. Die Frage hinter dem Lagerschaden stellen: Wenn ein Lager vorzeitig ausfällt, reicht es nicht, ein neues einzubauen und besser zu schmieren. Die forensische Frage lautet: Warum wurde es falsch geschmiert, und was muss sich im System ändern, damit das nicht wieder passiert?

Quelle

SKF Group, Evolution Online Magazine: The Impact of Lubrication on Bearing Life. Ergänzend: SKF Rolling Bearings Catalogue (PUB BU/P1 17000), Kapitel Schmierung und Lebensdauerberechnung.