Leitfaden für Konstrukteure – Schmiermittelauswahl für Kugelgewindetriebe

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Ölschmierung entscheidet über Lebensdauer

Durch die Betriebstemperatur, Last und Verstellgeschwindigkeit ergeben sich für jede Anwendung die benötigte Viskosität und die aufzubringende Menge des Öls. Ist das Öl zu zähflüssig oder wird in zu großer Menge aufgebracht, kann es zu einer Wärmeentwicklung kommen. Ist die Viskosität oder die aufgebrachte Menge des Öls dagegen zu gering, weist der Ölfilm möglicherweise Lücken auf, sodass Reibung und Verschleiß übermäßig ansteigen. Die Auswahl der Ölschmierung wirkt sich direkt auf den Temperaturanstieg des Kugelgewindetriebs und die Lebensdauer der Baugruppe aus.

Die folgenden Richtwerte gelten für die meisten Einsatzzwecke. Bei Extremwerten in Bezug auf Temperatur, Last oder Drehzahl sollte jedoch ein Schmiermittel-Experte hinzugezogen werden. In diesen Richtwerten werden metrische Maßeinheiten verwendet; für Kugelgewindetriebe in Zollgrößen müssen die Werte entsprechend umgerechnet werden.

Die empfohlene kinematische Viskosität des Öls bei 40°C bezieht sich auf die mittlere Drehzahl der Kugelumlaufspindel, deren Durchmesser sowie die Temperatur, auf die sich die Kugelumlaufmutter voraussichtlich einpendeln wird. Die kinematische Viskosität wird in Zentistokes (cSt) angegeben (1 cSt = 1 mm2/s). Zur Standardisierung wurden verschiedene Viskositätsgrade ausgewählt, die in der Öl-Auswahlübersicht verwendet werden. So steht z.B. VG32 für ein Öl mit einer kinematischen Viskosität von 32 cSt bei 40°C.

Um die notwendige kinematische Viskosität des Öls für eine Anwendung zu bestimmen, muss zunächst die mittlere Drehzahl der Kugelumlaufspindel errechnet werden. Die Betriebstemperatur ist ebenfalls zu berücksichtigen.

Die Betriebstemperatur der Kugelmutter sollte rund 20°C betragen, was unter realen Bedingungen jedoch selten der Fall ist. Normalerweise pendelt sich die Mutter-Temperatur einige Grad oberhalb der Betriebstemperatur der Spindel ein. Kann die Temperatur der Kugelmutter nicht gemessen werden, sollte bei der Auswahl der Öl-Viskosität zunächst von 30°C ausgegangen werden.

Ist die mittlere Drehzahl und Betriebstemperatur bekannt, kann die notwendige kinematische Viskosität bestimmt werden. Dies soll anhand eines Beispiels gezeigt werden.

Beispiel:KGT 63x10

• Mittlere Drehzahl nm = 200 min-1

• Betriebstemperatur t = 25°C

Für den Nenndurchmesser 63 mm und nm = 200 min^-1 ergibt sich aus dem linken Teil des Diagramms eine kinematische Viskosität 1 von 110 mm²/s. Durch Übertragung dieses Wertes in das rechte Diagramm ergibt sich der Schnittpunkt mit der Temperatur von 25°C zwischen ISO VG 46 und ISO VG 68. Um immer einen ausreichenden Schmierfilm bei allen Betriebszuständen gewährleisten zu können, sollte der jeweils höhere Wert gewählt werden, in diesem Fall also ISO VG 68, bei langen Ermüdungslaufzeiten evtl. auch höher.

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