Lager sind die wichtigsten Stützteile von Motoren. Unter normalen Umständen gelten die Lager als überhitzt, wenn die Temperatur der Motorlager 95 °C und die Temperatur der Gleitlager 80 °C übersteigt.
Lagerüberhitzung im laufenden Motorbetrieb ist ein häufiger Fehler mit vielfältigen Ursachen, deren genaue Diagnose oft schwierig ist. Wird nicht rechtzeitig gehandelt, führt dies häufig zu weiteren Schäden am Motor und verkürzt dessen Lebensdauer, was wiederum den Betrieb und die Produktion beeinträchtigt. Im Folgenden werden die spezifischen Situationen, Ursachen und Behandlungsmethoden der Lagerüberhitzung zusammengefasst.
1. Ursachen und Behandlungsmethoden für die Überhitzung von Motorlagern:
1. Das Wälzlager ist falsch eingebaut, die Passungstoleranz ist zu eng oder zu weit.
Lösung: Die Funktionsfähigkeit von Wälzlagern hängt nicht nur von der Fertigungsgenauigkeit des Lagers selbst ab, sondern auch von der Maßgenauigkeit, der Formtoleranz und der Oberflächenrauheit der dazu passenden Welle und Bohrung, der gewählten Passung und der korrekten Montage.
Bei horizontalen Motoren nehmen korrekt montierte Wälzlager in der Regel nur Radialkräfte auf. Ist jedoch die Passung zwischen Lagerinnenring und Welle oder zwischen Lageraußenring und Lagerdeckel zu eng – also die Toleranz zu groß –, so ist das Lagerspiel nach der Montage zu gering, mitunter sogar nahezu null. Dadurch wird die Rotation unflexibel, und es entsteht im Betrieb Wärme.
Ist die Passung zwischen Lagerinnenring und Welle oder zwischen Lageraußenring und Lagerdeckel zu locker, verdrehen sich diese Teile relativ zueinander. Dies führt zu Reibung und Wärmeentwicklung und kann Lagerschäden durch Überhitzung zur Folge haben. Üblicherweise wird die Toleranzzone des Innendurchmessers des Lagerinnenrings als Referenzbauteil unterhalb der Nulllinie der Norm festgelegt. Die Toleranzzone zwischen Welle und Lagerinnenring weist eine deutlich engere Passung auf als die mit der allgemeinen Referenzbohrung.
2. Eine ungeeignete Wahl des Schmierfetts oder unsachgemäße Verwendung und Wartung, minderwertiges oder zersetztes Schmierfett oder mit Staub und Verunreinigungen vermischtes Schmierfett können zu einer Erwärmung des Lagers führen.
Lösung: Sowohl zu viel als auch zu wenig Fett führen zu einer Erwärmung des Lagers. Bei zu viel Fett entsteht viel Reibung zwischen den rotierenden Lagerteilen und dem Fett, bei zu wenig Fett kann es zu Trockenheit, Reibung und Hitzeentwicklung kommen. Daher muss die Fettmenge so eingestellt werden, dass sie etwa 1/2 bis 2/3 des Lagervolumens beträgt. Ungeeignetes oder verbrauchtes Schmierfett sollte entfernt und durch geeignetes, sauberes Schmierfett ersetzt werden.
3. Der axiale Spalt zwischen der äußeren Lagerabdeckung des Motors und dem Außenring des Wälzlagers ist zu klein.
Lösung: Große und mittelgroße Motoren verwenden in der Regel Kugellager am Wellenende. Am Wellenende kommen Rollenlager zum Einsatz, damit sich der Rotor bei Erwärmung und Ausdehnung frei dehnen kann. Da kleine Motoren an beiden Enden Kugellager verwenden, muss ein ausreichendes Spiel zwischen dem äußeren Lagerdeckel und dem Außenring des Lagers vorhanden sein. Andernfalls kann es durch übermäßige axiale Ausdehnung zu einer Überhitzung des Lagers kommen. Tritt dieses Problem auf, sollte der vordere oder hintere Lagerdeckel etwas entfernt oder ein dünnes Papierplättchen zwischen Lagerdeckel und Enddeckel gelegt werden, um ausreichend Spiel zwischen dem äußeren Lagerdeckel an einem Ende und dem Außenring des Lagers zu gewährleisten.
4. Die Endabdeckungen oder Lagerkappen auf beiden Seiten des Motors sind nicht ordnungsgemäß montiert.
Lösung: Sind die Endkappen bzw. Lagerdeckel an beiden Seiten des Motors nicht parallel montiert oder die Verbindungen nicht dicht, weichen die Kugeln von der Laufbahn ab und rotieren, wodurch Wärme entsteht. Die Endkappen bzw. Lagerdeckel müssen an beiden Seiten plan aufgesetzt, gleichmäßig gedreht und mit Schrauben fixiert werden.
5. Kugeln, Rollen, Innen- und Außenringe sowie Kugelkäfige sind stark abgenutzt oder weisen Abplatzungen am Metall auf.
Lösung: Das Lager sollte jetzt ausgetauscht werden.
6. Schlechte Verbindung zur Lastmaschine.
Die Hauptgründe sind: mangelhafte Montage der Kupplung, zu hohe Zugkraft des Riemens, Inkonsistenz mit der Achse der Lastmaschine, zu kleiner Durchmesser der Riemenscheibe, zu großer Abstand der Riemenscheibe zum Lager, zu hohe axiale oder radiale Belastung usw.
Lösung: Korrigieren Sie die fehlerhafte Verbindung, um eine anormale Belastung des Lagers zu vermeiden.
7. Die Welle ist verbogen.
Lösung: Die auf das Lager wirkende Kraft ist nun keine reine Radialkraft mehr, wodurch sich das Lager erhitzt. Versuchen Sie, die verbogene Welle zu richten oder das Lager zu ersetzen.
2. Wie kann das Motorlager vor Überhitzung geschützt werden?
Es ist möglich, das Temperaturmessgerät in der Nähe des Lagers zu platzieren und das Lager anschließend über die Steuerschaltung zu schützen. Üblicherweise verfügt der Motor über ein internes Temperaturmessgerät (z. B. einen Thermistor). Zwei Drähte führen von dort zu einem speziellen Schutzschalter, der eine konstante Spannung von 24 V liefert. Sobald die Lagertemperatur den eingestellten Wert des Schutzschalters überschreitet, schaltet dieser ab und schützt das Lager. Derzeit verwenden die meisten Motorenhersteller in Deutschland diese Schutzmethode.
Veröffentlichungsdatum: 25. Juni 2023
