Verschleiß reduzieren

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Verschleiß ist ein unerwünschter mechanischer Prozess, bei dem Material von Oberflächen abgetragen wird. Er tritt auf, wenn ein Stoff auf einer Bauteiloberfläche reibt. Es gibt drei Strategien, Verschleiß zu reduzieren: den direkten Kontakt vermeiden, die Oberfläche verschleißarm gestalten und die Prozessparameter optimieren. Wird das zu kostspielig, dimensioniert man das Bauteil etwas größer und tauscht es aus, wenn die Verschleißzugabe aufgebraucht ist.

Läuft alles wie geschmiert?

Das älteste Mittel, die Folgen des Verschleißes zu reduzieren, ist die Schmierung. Sie wird überall eingesetzt, wo sich bewegliche Maschinenteile berühren müssen, um Kräfte zu übertragen, Bewegungen weiterzuleiten oder Teile auf einer festgelegten Bahn zu führen. Das betrifft hauptsächlich Ketten und Zahnräder für die Kraftübertragung sowie Lager von Wellen und Pleuelstangen. An den Berührungsstellen hält ein Schmiermittelfilm die Oberflächen auf Abstand. Als Schmiermittel kommen Fette und Öle zum Einsatz.

Schmierfett

Der pastöse Zustand von Fetten sorgt für eine gute, andauernde Haftung an den Maschinenteilen. Schmierfette werden häufig zur Reduzierung von Verschleiß an Bauteilen, die unter rauen Umgebungsbedingungen arbeiten, eingesetzt. Das sind zum Beispiel Ketten für den Antrieb von Arbeitsgeräten an Landmaschinen, Wälzlager von Fahrzeugen und Antriebe von Werkzeugen an Baumaschinen.

Schmieröl

Bei Maschinenteilen, die durch Gehäuse vor Umgebungseinflüssen geschützt und von außen schwer zugänglich sind, übernehmen Öler die Aufgabe, den Verschleiß zu reduzieren. Öler verfügen über einen Vorratsbehälter für den Schmierstoff und eine Leitung, über die Sie das Öl dosiert an die Oberflächen abgeben. Bei der Wartung und Instandhaltung der Maschinen wird das verbrauchte Öl regelmäßig ergänzt.

Schmierung durch Ölbäder

Getriebe, die in einer flüssigkeitsdichten Wanne untergebracht sind, werden durch Ölbäder vor Maschinenverschleiß geschützt. Für die Schmierung von Ketten oder Zahnrädern werden in manchen Fällen offene Ölwannen eingesetzt. Die Bauteile tauchen im Verlauf ihrer Bewegung in das Ölbad ganz oder teilweise ein und nehmen das anhaftende Öl mit. Das Öl kann außerdem weitere Aufgaben, wie zum Beispiel den Korrosionsschutz oder die Kühlung als Kühlschmierstoff übernehmen.

Manuelle Schmierung

Eine seltene angewendete Methode, Verschleiß zu reduzieren, ist die manuelle Schmierung im Rahmen der Instandhaltung. Über Schmiernippel Fettpressen oder mit Ölkannen versorgen Arbeitskräfte in kurzen zeitlichen Abständen die Maschinen mit dem benötigten Schmierstoff.

Auswahl der Schmierstoffe

Für die Auswahl der Schmierstoffe sind die vorhandenen Werkstoffe und die Betriebsbedingungen entscheidend. Die Materialien der beteiligten Oberflächen, eventuell vorhandene Beschichtungen und Schmierstoff müssen exakt aufeinander und auf Geschwindigkeit, Temperatur und Druck abgestimmt werden. Daraus resultiert die Vielfalt verfügbarer Schmiermittel. Für nahezu jeden konkreten Anwendungsfall wird ein spezieller Stoff angeboten. Kluthe ist einer der Hersteller von Schmierstoffen, die im firmeneigenen Labor optimale Lösungen für praktische Anwendungen entwickeln und die Kunden umfassend bei der Schmierstoffauswahl unterstützen.

Ist Sand im Getriebe

Schmiermittel reichern sich im Einsatz nach und nach mit Verunreinigungen an. Staub, Abrieb, Späne, Sand und Feuchtigkeit heben die verschleißmindernde Wirkung nicht nur auf, sie können die Werkstoffschädigung verstärkten. Zur regelmäßigen Wartung und Instandhaltung der Maschinen und Anlagen gehören deshalb die Pflege und der rechtzeitige Austausch der Schmierstoffe.

Schmierstoffpflege

Die Maschinenreinigung und die Anlagenreinigung leisten einen wirksamen Beitrag zur Standzeitverlängerung von Schmierstoffen, weil sie den Eintrag von Schmutzpartikeln deutlich reduzieren können. Spezielle Reiniger für Maschinen und Anlagen helfen, die Technik länger einsatzbereit zu halten.

Wichtig ist, beim Wechsel der Schmierstoffe eine gründliche Zwischenreinigung vorzusehen.

Dafür hält der Handel besondere Spülmedien bereit. Sie sind in der Regel preiswerter als die Alternative, die Maschinen und Anlagen mit dem Originalschmieröl zu spülen. Bei vielen Maschinen wird das Öl zur Wärmeabfuhr im Kreislauf durch Kühler geführt. Dann bietet es sich an, in diesem Kreislauf Filter zur Reinigung des Öls und eventuell Öltrockner vorzusehen. Die Aggregate tragen zu einer deutlichen Verlängerung der Standzeiten von Motor- und Getriebeöl bei.

Überwachung der Schmierstoffqualität

Häufig werden den Intervallen für den Ölwechsel die abgelaufenen Betriebsstunden zugrunde gelegt. Kostengünstiger ist, den Zustand des Schmiermittels zu überwachen und den Austausch beim Erreichen festgelegter Grenzwerte vorzunehmen. Dadurch vermeidet man sowohl die Verschwendung des Schmierstoffs als auch Schäden durch vorzeitigen Verschleiß. Die Überwachung kann automatisch mit Sensoren oder im Rahmen der Wartung und Instandhaltung durch die regelmäßige Analyse von Proben erfolgen.

Werkzeugverschleiß begrenzen

Da Werkzeuge im direkten Kontakt mit dem zu verarbeitenden Material arbeiten, ist die Schmierung nur bedingt tauglich, den Verschleiß zu reduzieren. Werkzeugschneiden sollen Material abtragen, Geräte für die Landwirtschaft oder den Tiefbau sowie Fördermaschinen im Bergbau funktionieren nur auf Grund der Reibung. Ohne sie würde das Gut, das bewegt werden soll, überall abrutschen. Die Lebensdauer der betroffenen Maschinenteile ist vom Widerstand abhängig, den sie gegen den Verschleiß aufbringen. Die Verwendung von gehärteten Stahlwerkstoffen, der Einsatz von Hartmetallen und die Beschichtung der Oberflächen mit verschleißfestem Material ermöglichen die Nutzung der Werkzeuge über einen längeren Zeitraum. Sind sie verschlissen, müssen sie ausgewechselt werden.

Verschleiß durch strömende Medien reduzieren

Armaturen, Pumpen, Verdichter und Rohrleitungen unterliegen dem Verschleiß durch strömende Medien. Wie bei Werkzeugen ist auch hier der Werkstoffeinsatz entscheidend, Schäden durch Verschleiß zu reduzieren. Die Materialschädigung lässt sich außerdem durch die Wahl optimaler Strömungsgeschwindigkeiten in Grenzen halten. Eine Sonderform des Verschleißes durch strömendes Wasser ist die Kavitation. Die Strömungsgeschwindigkeit und der Druck in Leitungssystemen verändern sich mit dem freien Querschnitt. In Engstellen steigt die Geschwindigkeit an, und der Druck fällt ab.

Sinkt der Druck unter den Siededruck der Flüssigkeit, bilden sich Dampfbläschen. Wenn die Engstelle durchströmt ist, erweitert sich der Querschnitt, die Geschwindigkeit sinkt, und der Druck steigt wieder an. Dann fallen die Dampfbläschen schlagartig in sich zusammen. Das verursacht starke Druckstöße, die einen punktförmigen Materialabtrag bewirken. Die Gefahr der Kavitation ist besonders an den Schaufeln von Kreiselpumpen und in den Einbauten von Armaturen in Heißwassersystemen gegeben. Verhindert wird diese Verschleißart durch die sorgfältige Konstruktion der Anlagen.