Das Lagersystem ist ein entscheidendes Qualitäts- und Betriebselement von Motoren. Überhitzung der Lager ist häufig die Hauptursache für Lagerausfälle. Sie kann zum Abbau und Versagen des Lagerfetts führen und dadurch die Innen- und Außenringe sowie die Käfige der Lager verformen. In leichten Fällen verursacht sie Lagergeräusche; in schweren Fällen führt sie zum Totalausfall des Motors durch einen Lagerschaden. Bei Standardmotoren treten Probleme mit dem Lagersystem relativ selten auf, und regelmäßige Wartung gemäß den Betriebs- und Wartungsanforderungen ist in der Regel ausreichend. Bei Motoren mit Frequenzumrichter, Niederspannungs-Hochleistungsmotoren und Hochspannungsmotoren hingegen sind Lagerprobleme deutlich häufiger und schwieriger zu beheben.
Analyse und Zusammenfassung der Ursachen für die Erwärmung von Motorlagern
(1) Die Problematik der Passung von Toleranzen und den Betriebsbedingungen des Motors. Dieses Problem wurde in einem separaten Artikel über Motorlager eingehend analysiert und diskutiert. Insbesondere bei verschiedenen Lagerbaureihen hängt die Einhaltung des normalen Betriebsspiels von den Maßtoleranzen der zugehörigen Bauteile ab. So sollte beispielsweise das Betriebsspiel von Rillenkugellagern auf Null oder ein leicht vorgespanntes negatives Spiel eingestellt werden. Zylinderrollenlager hingegen sollten ein positives Betriebsspiel aufweisen. Selbst ein sehr kleines Spiel ist erforderlich. Wir werden diesen Aspekt hier nicht weiter ausführen. In der Praxis kommt es jedoch häufig vor, dass die Lagerpassung aus verschiedenen Gründen nicht optimal ist, beispielsweise aufgrund von Presspassungen, wodurch das Betriebsspiel ungeeignet wird. Auch kann es vorkommen, dass das Lager aufgrund eines zu großen Passspiels aus seiner Position rutscht. All dies führt innerhalb kurzer Zeit zum Ausfall des Motorlagersystems.
(2) Das Problem des Lagerschadens durch elektrochemische Korrosion. Dieses Problem entspricht dem zuvor beschriebenen Problem des Axialstroms. Voraussetzung für das Auftreten von Axialstrom sind die Axialspannung und ein geschlossener Stromkreis. Bei Motoren, die unter Frequenzumrichterbedingungen betrieben werden, sowie bei Hochleistungs- und Hochspannungsmotoren entstehen Axialspannungen unterschiedlicher Höhe. Reicht die Isolationswirkung des Schmierstoffs nicht mehr aus, um der Axialspannung standzuhalten, bildet sich durch das Lager ein hoher Axialstrom, der einen geschlossenen Stromkreis bildet und zum Ausfall der Lagerkomponenten führt. Im Frühstadium des Ausfalls äußert sich dieser durch Lagergeräusche und Wärmeentwicklung. Innerhalb kürzester Zeit kann es aufgrund der Beschädigung der Lagerkomponenten und der entstehenden Hitze zu einem schwerwiegenden Lagerausfall kommen.
Axialstrom kann zahlreiche Probleme verursachen. Manche Motoren laufen zeitweise fehlerhaft, andere fallen innerhalb weniger Stunden aus. Häufig wird dies auf die Lagerqualität zurückgeführt. Ein wiederholter Lagerwechsel löst das Problem nicht. Entscheidend und wirksam sind daher Maßnahmen in der Konstruktions- und Fertigungsphase sowie die Verwendung hochwertiger Frequenzumrichter.
(3) Überhitzungsprobleme aufgrund eines ungeeigneten Schmiersystems. Dieses Thema wurde bereits in mehreren Artikeln behandelt. Eine Ursache kann eine ungeeignete Konstruktion sein. Ist die Ölkammer des Lagers zu groß und die Ölzirkulation unzureichend, führt dies zu Fehlfunktionen. Befindet sich zu viel Fett im Lager, wird die Wärmeableitung mangelhaft. Ist das Fett nicht an die Betriebsbedingungen angepasst, zersetzt es sich durch Hitze oder verklumpt aufgrund von Kälte. Beides führt zu einer Überhitzung des Lagers durch unzureichende Schmierung. Regelmäßige Wartung und Instandhaltung sind daher besonders wichtig, insbesondere während des Motorbetriebs.
(4) Probleme im Zusammenhang mit Lagerüberhitzung aufgrund von Motortemperaturanstieg oder Umgebungstemperatur. Manche Motoren weisen konstruktionsbedingte Schwächen auf und reagieren empfindlich auf hohe Temperaturen. Der Betrieb einiger Motoren unter extremen Bedingungen, wie beispielsweise von Luftkompressoren bei hohen Temperaturen, stellt eine erhebliche Belastung für das Lagersystem dar. Daher sollten dem Lagermaterial und der Leistungsfähigkeit des Schmierfetts umfassende Beachtung geschenkt werden, um Qualitätsprobleme im Lagersystem zu vermeiden.
Natürlich gibt es viele weitere Gründe, die zu Qualitätsproblemen im Lagersystem führen können. Solange jedoch die Kernpunkte berücksichtigt und die Ursachen der Probleme identifiziert werden, können die Sicherheit und Stabilität der Motorlagerqualität gewährleistet werden.
Veröffentlichungsdatum: 07.07.2025