Minimalschmierung von Wälzlagern

Zusammenfassung

Die Fertigungsgenauigkeit einer Werkzeugmaschine hängt weitgehend von der Gestaltung der Lagerung der Arbeitsspindel ab. Schnelllaufende Spindellager werden heute in zunehmendem Maße im Bereich der Schmierstoff-Unterversorgung betrieben, um das Reibmoment und damit die Lagertemperatur möglichst niedrig zu halten.

Ziel der Arbeit ist es, die Wechselwirkung zwischen zugeführter Schmierstoffmenge, Reibung, Temperatur und Verschleiß für typische Spindellagerungen im Bereich der Minimalschmierung zu untersuchen. Für die Versuche stehen zwei Spindeleinheiten mit derartigen Lagerungen der Welle zur Verfügung. Für die Schmierung der Wälzlager mit möglichst kleinen Mengen werden drei Schmieranlagen mit unterschiedlichen Schmierstoffzuteilungen und Dosiereinrichtungen (Öl-Luftschmierung, Ölnebelschmierung, Ölsprühschmierung) verwendet.

Um das Betriebsverhalten der Spindellager beurteilen zu können, müssen die Lagertemperaturen und das Reibmoment in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebszustandes bekannt sein. Meßtechnisch läßt sich nur das gesamte Reibmoment einer kompletten Spindeleinheit erfassen, wenn nicht das Betriebsverhalten der einzelnen Lager entscheidend beeinflußt werden soll. Das Lagerreibmoment wird deshalb über Temperaturmessungen mit Hilfe einer Wärmebilanz bestimmt; direkte vergleichende Messungen beweisen die Richtigkeit dieses Verfahrens.

Der an den Innenringen der Schrägkugellager entstehende Verschleiß ist so gering, daß ein Nachweis nur mit der Radionuklid-Meßmethode möglich ist. Dazu wird jeweils die Laufbahn eines Innenrings aktiviert. Umfangreiche Voruntersuchungen erfordert das Problem, das sich während des Betriebs der Spindel um die Wälzlager ansammelnde Verschleißgut vollständig aus dem Lager zu spülen, um die Strahlung der radioaktiven Verschleißteilchen mit einem Na J — Kristall aufnehmen zu können.

Für alle Schmieranlagen gilt gleichermaßen, daß eine Abnahme des Ölvolumenstromes auch niedrigere Lagerreibmomente und Temperaturen zur Folge hat. Als weiteres Ergebnis zeigt sich, daß bei geringerem Ölvolumenstrom auch der Verschleiß der Lagerinnenringe zurückgeht.