Lagerbuchse Ölpumpe

Lagerbuchse, Ölpumpe

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Neben dem Rollenlager ist das Gelenklager die am meisten verwendete Lagerausführung im Maschinen- und Anlagenbau. Dies kann durch die Auswahl einer reibungsmindernden Materialkombination, durch Schmieren oder durch die Erzeugung eines Schmierfilmes (Vollschmierung), der die beiden Berührungsflächen von einander abtrennt, gering sein. Bei der Berührung der beiden Bauteile kommt es, wie bei den meisten der eingesetzten Lager, zu einer Abnutzung der Aufstandsflächen.

Das Erzeugen des Trennschmierfilms mit voller Schmierung erfordert zusätzlichen Aufwand, der nur bei großen Lagern in großen Anlagen möglich ist. Durch den Schiebewiderstand wird ein Teil der kinetischen Energie in Wärme umgewandelt, die in die tragenden Teile strömt und bei Bedarf abgeführt werden kann. Geteiltes Lager: Der glänzende Trommel ist die Lagerbuchse. Es wird unterschieden zwischen Einfachgleitlagern (ungeölt oder gefettet), Hydrodynamikgleitlagern und Hydrostatikgleitlagern.

Bei den Gleitwiderständen handelt es sich um Festkörper-, Misch- oder Flüssigreibung. Beim Gleitlager mit Vollreibung (auch Trockenreibung) werden reibungsmindernde Materialkombinationen eingesetzt. Die zweite Partnerin (in der Regel die radial gelagerte Welle) besteht aus Kohlenstoff. Bei Lagern, bei denen lange Lebensdauer und geringe Energieverluste (z.B. bei der Energiewandlung in Windkraftanlagen und Generatoren) wichtig sind, wird eine vollständige Schmierung eingesetzt, wodurch eine Fluidreibung entsteht.

Die Schmierfilme müssen mit einer Druckbeaufschlagung versehen sein, damit sie die Auflageflächen gegen die Lagerkräfte abtrennen können. Eine Ölpumpe wird für hydrostatische Gleitlager eingesetzt. Im Gleitlager wird der Schmierfilmdruck dadurch aufgebaut, dass sich die beiden Anlageflächen aufeinander zu bewegen, so dass beim Starten und Stoppen der Bewegungen kein Reibungsdruck und keine gemischte Reibung entsteht.

Mit geölten Lagern tritt bei zunehmender Belastung und abnehmender Geschwindigkeit Mischerei auf. Die Stribeck-Kurve ist der linke Teil des Minimums, der rechte Teil des Minimums der verschleißfreie hydrodynamische Gleitlagerbereich. Das Schmiermittel (fest, fett oder ölig) liegt im Mischreibungsgebiet in der Mikrorauigkeit (Vertiefungen) der Auflageflächen, während sich nur die Spitze dieser Rauheiten berührt, was den Verschiebewiderstand gegenüber dem ungeölten Wälzlager verringert.

Ein typisches Lager ist ein radiales Lager für das Wellenlager, dessen Lauffläche verhärtet ist. Umgeben wird die Achse von der Lagerbuchse, deren Material z.B. sehr unterschiedlich sein kann: Das Material der Achse wird "weicher" als das der Achse ausgewählt, so dass dort hauptsächlich Verschleiss entsteht. Ihr Austausch ist leichter und kostengünstiger als der der Deichsel.

Oft wird es in zwei Teilen hergestellt: zwei halbschalige Teile, die sich von der Achse abnehmen lassen. Als Lagermaterial eignet sich Grafit (Kohlenstoff), da sein Verschleiß eine selbstschmierende Wirkung hat. Graphitlager sind auch dann von Vorteil, wenn über Lagerpunkte Strom geführt werden muss, was bei anderen Lagerungen - sowohl bei Gleit- als auch vor allem bei Kugellager - zu vermeiden ist, da Strömungen durch Kontaktpunkte verschiedener Metallegierungen zu Materialabrieb führen.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei diesen Wälzlagern der Reibungskoeffizient bei höheren Belastungen und damit steigenden Betriebstemperaturen signifikant zunimmt. Nichtsdestotrotz sind sie für hohe Temperaturbereiche ausgelegt, bei denen die geschmierten Gleitlager bereits ausfallen. Der Korrosionswiderstand und der äußerst geringe Verschleiss durch die hohe Festigkeit sind die großen Pluspunkte dieser Gleitlager. Diese sind für geringe bis mittelgroße Tragkräfte ausgelegt.

Kunststoff-Gleitlager gehören damit zu den bedeutendsten Repräsentanten für schmier- und wartungsfreie Gleitlager. Im Betrieb erreichen diese Schmiermittel durch Feinstverschleiß konstant die Oberflächen, wodurch der Reibungs- und Verschleißzustand der Gleitlager reduziert wird. Verschiedene Konstrukteure bieten Sonderwerkstoffe für besondere Anwendungen an, wie z.B. elektrisch leitfähige oder lebensmittelechte (FDA-konforme) Gleitlager. Im Falle minderwertiger Gleitlager, bei denen beide Teile aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt sind, ist PTFE in den dafür benötigten Schmiermitteln vorhanden.

Kugellagerbuchsen aus Messing oder Gusseisen sind weniger fest als massiv. Lagerbüchsen aus überwiegend monokristallinem Ruß werden vor allem in kleinen Uhrwerken, Geräten und Skalen verwendet.