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Nachschmieren mit SKF Wälzlager-Fett

Auch die besten Wälzlager können nur bei richtiger Schmierung zuverlässig ihre Funktion erfüllen. Die Wahl des geeigneten Schmierfetts aber auch des richtigen Schmierverfahrens, nämlich die richtige Menge zum richtigen Zeitpunkt dem Lager zuzuführen, spielen dabei eine entscheidende Rolle. Dieser Umstand hat SKF, den weltweit führenden Hersteller von Wälzlagern, schon vor vielen Jahren veranlasst, sich intensiv mit der Schmierung zu befassen. Bei SKF werden deshalb Lagerungen als ein System verstanden, das nicht nur aus dem Lager, der Welle, dem Gehäuse und der Dichtung sondern auch dem Schmierstoff besteht, von dem im besonderen Masse die Funktionstüchtigkeit abhängt.

Die umfangreichen Erfahrungen, die SKF bei der Entwicklung und der Anwendung von Wälzlagern gemacht hat, waren auch Grundlage bei der Entwicklung der SKF Schmierfette, deren gleichbleibende Qualität durch umfangreiche Tests abgesichert wird. Die zur Qualitätssicherung bei SKF eingesetzten Verfahren und Testeinrichtungen sind heute vielfach allgemein gültiger und genormter Standard geworden. Die jahrzehntelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit hat sich ausgezahlt - SKF verfügt heute über ein einzigartiges Sortiment an Wälzlager-Schmierfetten. Für nahezu jeden Anwendungsfall steht ein passendes Schmierfett zur Verfügung.


SKF setzt Standards

SKF beurteilt die Leistungsfähigkeit eines Schmierfetts nicht nur nach seiner chemischen Zusammensetzung, denn diese ist nicht das einzige Merkmal, das heute die Qualität eines modernen und sehr komplexen Schmierfetts bestimmt. SKF hat bei der Entwicklung von Eignungs- und Testverfahren Standards gesetzt.

  

Auswahl eines Schmierfetts
Rund 36% der vorzeitigen Lagerausfälle sind auf unzureichende Schmierung zurückzuführen. Mehrzweckfette können z.B. in speziellen Anwendungsfällen eher schädlich als nützlich sein. Aufgrund der Vielzahl von Lagerungsfällen und Betriebsbedingungen ist der Auswahl des geeigneten Schmierfettes ein besonderes Augenmerk zu schenken.

Wälzlager-Schmierfette helfen mit, dass Lager einwandfrei laufen und über einen langen Zeitraum ihre Funktion störungsfrei und betriebssicher erfüllen ­ selbst unter schwierigsten Bedingungen. Sie helfen aber auch die Lagerstelle vor Verunreinigungen und Korrosion zu schützen und mögliche Stossbelastungen abzufedern. Die Wahl des für einen bestimmten Lagerungsfall geeigneten Schmierfetts ist wesentliche Voraussetzung dafür, dass die Lager ihre volle Gebrauchsdauer erreichen.

 

Die für die Auswahl eines geeigneten Schmierfetts wesentlichen Kriterien sind die Lagergrösse, die Betriebstemperatur, die Betriebsdrehzahlen und die Lagerbelastung, aber auch die erforderliche Gebrauchsdauer und die Schmierfristen. SKF-Schmierfett-Auswahltafel


Das SKF Ampel-Konzept und die SKF Temperaturgrenzwerte

Der Temperaturanwendungsbereich eines Schmierfetts hängt im Wesentlichen ab von der Art des Grundöls, des Dickungsmittels und eventueller Zusätze. Die entscheidenden Temperaturgrenzen sind im nachfolgendem Diagramm schematisch als "doppelte Verkehrsampel" dargestellt.

 

 

Temperaturgrenzwerte: Das SKF Ampel-Konzept

 

 

LTL Unterer Temperaturgrenzwert:

Dieser Grenzwert zeigt die tiefste Temperatur an, bei der das Lager gerade noch ohne Schwierigkeiten anlaufen kann.

 

LTPL Empfohlener Grenzwert für die tiefste zulässige Betriebstemperatur:

Unterhalb dieses Grenzwertes scheidet das Schmierfett mit abnehmender Temperatur immer weniger Öl ab und seine Konsistenz wird immer fester, was schließlich zu einer nicht mehr ausreichenden Schmierung im Wälzkontakt führt. Dieser Temperaturgrenzwert ist für Kugel- und Rollenlager verschieden.

 

HTPL Empfohlener Grenzwert für die höchste zulässige Betriebstemperatur:

Bei Temperaturen über diesem Grenzwert altert und oxidiert das Fett unkontrolliert und es kann auch keine Aussage über die Fettgebrauchsdauer gemacht werden.

 

HTL Oberer Temperaturgrenzwert:

Dieser Grenzwert kennzeichnet die Temperatur, bei der das Fett seine Konsistenz verliert und flüssig wird; bei Seifenfetten ist er durch den Tropfpunkt vorgegeben.

 

 

 

Einfluss der Temperatur auf die Schmierfähigkeit

Die in der SKF-Schmierfett-Auswahltafel angegebenen Werte für die Temperaturgrenzen LTL und HPTL basieren auf umfangreichen Tests in SKF-Versuchseinrichtungen. Die grosse Anzahl durchgeführter Tests erlaubt die Angabe relativ sehr genauer Werte für die einzelnen Temperaturgrenzen.

 

Diese Testergebnisse werden ausserdem zur Bestimmung der Fettgebrauchsdauer eingesetzt. Zu diesem Zweck wurde jedes Fett einer GPF Fettleistungsklasse (GPF = Grease Performance Factor) zugeordnet, um die verbesserte Schmierfähigkeit bei hohen Drehzahlen und hohen Temperaturen zahlenmässig erfassen zu können. Schmierfette einer hohen Leistungsklasse lassen innerhalb der vorgegebenen Temperatur- und Drehzahlbereiche eine sehr lange Fettgebrauchsdauer erwarten. Anhand dieser Fettleistungsklassen ist auch eine genaue Bestimmung der Schmierfristen für den jeweiligen Lagerungsfall möglich.

 

 

 

Schmierfristen

Die Auswahl eines für einen speziellen Einbaufall am besten geeigneten Schmierfetts ist von entscheidender Bedeutung, um die volle Lagerleistung nutzen und eine hohe Zuverlässigkeit erzielen zu können. Daneben spielen aber genau abgestimmte Fettmengen und Schmierfristen eine bedeutende Rolle. Zu viel oder zu wenig Schmierfett wie auch ungeeignete Nachschmierverfahren können die Gebrauchsdauer der Lager verkürzen. Zur Bestimmung der geeigneten Schmierfettmengen und Schmierfristen hat SKF das einfache DialSet Schmierfristen-Berechnungsprogramm entwickelt. Die damit ermittelten Schmierfristen basieren auf den neuesten, im SKF-Hauptkatalog 5000/6000 veröffentlichten Erkenntnissen unter Berücksichtigung der Lagerart und -grösse, der Betriebsbedingungen und der Eigenschaften des gewählten Schmierfetts.

 

 

Nachschmierverfahren

Das richtige Nachschmierverfahren ist ebenso unerlässlich für eine ausreichende Schmierung wie die richtige Art und Menge des eingesetzten Schmierfetts und der richtige Zeitpunkt für die Nachschmierung.

Der Einsatz manueller oder automatischer Schmiergeräte erleichtert die sachgemässe Versorgung der Schmierstellen mit Schmierfett. Beim Nachschmieren ist auf Sauberkeit zu achten, da Verunreinigungen den vorzeitigen Ausfall der Lagerung verursachen können. Der Einsatz eines Schmierfettmengenmessgerätes, z.B. in Verbindung mit einer Schmierfettpresse, erleichtert das genaue Bemessen der Nachschmiermenge. Das SKF Sortiment an Schmiergeräten umfasst Schmierfettpressen und -pumpen sowie praktisches Zubehör, das den einfachen und sauberen Umgang mit Schmierfett ermöglicht.

 

 

 

LAGH 400

Einhand-Fettpresse, kompl. mit Flex-Schlauch

 

Nähere Angaben

 

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1077600 Fettpresse 400ml: Preise finden Sie im E-Shop oder auf Anfrage

1077601 Flex-Schlauch 500mm, inkl. Mundstück: Preise finden Sie im E-Shop oder auf Anfrage

 

Die automatischen Schmierstoffgeber von SKF, wie z.B. SYSTEM 24 und SYSTEM MultiPoint, versorgen die Schmierstelle kontinuierlich, rund um die Uhr mit einer genau auf den Einbaufall abgestimmten Menge Schmierfett.


Fachbegriffe der Schmierungstechnik

Das Dickungsmittel bildet gewissermassen das Gerüst eines Schmierfetts, in dem das für die Schmierwirkung massgebende Grundöl festgehalten wird. Man unterscheidet zwischen Seifen- und Nicht-Seifenfetten. Die Art des Dickungsmittels bestimmt die typischen Eigenschaften eines Schmierfettes. Häufig verwendete Dickungsmittel sind Lithium-, Kalzium-, Natrium-, Barium- oder Aluminiumseifen.

Nichtseifenfette basieren auf organischen oder nichtorganischen Dickungsmitteln wie Bentonit, Polyurethan oder Kieselgel.

Hinweis: Das SKF Hochleistungs- und Hochtemperaturfett LGHP 2 ist kein gewöhnliches Polyharnstoff-Schmierfett. Es ist ein Schmierfett auf Mineralölbasis mit einem verbesserten Polyharnstoff, dessen Mischbarkeit mit Lithium- und Lithium-Komplex-Seifenfetten erfolgreich getestet wurde.

 

 

Grundöl

Unter Grundöl versteht man das zur Herstellung eines Fettes verwendete Schmieröl, das unter Betriebsbedingungen die Schmierung sicherstellt. Bei Schmierfetten entfallen etwa 70 % des Gewichts auf das Grundöl. Normalerweise kommen Mineralöle als Grundöle zum Einsatz. Synthetische Öle finden hauptsächlich als Grundöle in Fetten Verwendung, die für spezielle Lagerungen, wie z.B. in Tief- oder Hochtemperaturbereichen, bestimmt sind.

 

 

Viskosität des Grundöls

Die Viskosität ist ein Mass für die Fliesseigenschaften einer Flüssigkeit und wird als die Zeitspanne ausgedrückt, die eine genormte Flüssigkeitsmenge bei einer bestimmten Temperatur braucht, um durch eine genormte Kapillare abzufliessen. Da die Viskosität mit steigender Temperatur abnimmt, ist die Angabe der jeweiligen Messtemperatur erforderlich. Die Viskosität des Grundöls wird stets als kinematische Viskosität mit der Einheit mm2/s bei 40°C, oft auch bei 100°C angegeben.

 

 

Zusätze

Zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften werden Schmierfetten Zusätze beigegeben, die beispielsweise gegen Verschleiss oder Korrosion schützen, die Reibung verringern oder Lagerschäden unter Grenzschmier- bzw. Mischreibungsbedingungen verhindern.

 

 

Konsistenz des Schmierfetts

Kennzeichnet den Grad der Steifigkeit des Schmierfetts. Schmierfette werden nach der vom National Lubricating Grease Institute (NLGI) der USA entwickelten Klassifikation entsprechend ihrer Walkpenetration in Konsistenzklassen eingeteilt. Zur Bestimmung der Walkpenetration lässt man einen genormten Prüfkegel 5 Sekunden lang in die auf 25°C temperierte Fettprobe eindringen und misst die Eindringtiefe in 1/10 mm. Je grösser die Eindringtiefe, desto weicher ist das Fett. Dieses Prüfverfahren stimmt mit DIN ISO 2137 überein.

 

 

NLGI-Klassifikation von Schmierfetten

 

 

NLGI-Klasse Walk-Penetration (10-1 mm) Konsistenz bei Raumtemperatur
000 445-475 Sehr flüssig
00 400-430 Flüssig
0 355-385 Halbflüssig
1 310-340 Sehr weich
2 265-295 Weich
3 220-250 Mittelfest
4 175-205 Fest
5 130-160 Sehr fest
6 85-115 Äusserst fest

 

 

Klassifikation der Wälzlager-Schmierfette nach DIN 51825

In der Norm DIN 51825 sind die Anforderungen und die Bezeichnungen für Wälzlager-Schmierfette festgelegt und werden Hinweise auf ihre Anwendung gemacht. Am Beispiel KP 2 G ­20 wird die Bezeichnung eines Schmierfettes nach dieser Norm in nachfolgender Tabelle erklärt:

 

Bezeichnungsbeispiel eines Schmierfetts nach DIN 51825: KP 2 G-20

 

Schmierfette zur Schmierung von Wälz- und Gleitlagern mit Mineralöl als Grundöl und Dickungsmittel K
Schmierfette mit Mineralöl und EP Wirkstoffen KP
Schmierfette mit Mineralöl und Festschmierstoff-Zusätzen KF
Schmierfette mit Mineralöl, EP Wirkstoffen und Festschmierstoff-Zusätzen KPF
Schmierfette mit Esteröl als Grundöl KE
NLGI Konsistenzkennzahl 2 (siehe NLGI Klassen nach DIN 51818)
Obere Gebrauchstemperatur und Verhalten gegenüber Wasser G (siehe untenstehende Tabelle)
Untere Gebrauchstemperatur - 20 -20 °C

 

 

Zusatz-Kennbuchstaben für Schmierfette

 

 

Buchstabe Obere Verhalten
C +60 0 - 40 bis 1 - 40
C +60 0 - 40 bis 1 - 40
D +60 2 - 40 bis 3 - 40
E +80 0 - 40 bis 1 - 40
F +80 2 - 40 bis 3 - 40
G +100 0 - 90 bis 1 - 90
H +100 2 - 90 bis 3 - 90
K +120 0 - 90 bis 1 - 90
M +120 2 - 90 bis 3 - 90
N +140 nach Vereinbarung
P +160 nach Vereinbarung
R +180 nach Vereinbarung
S +200 nach Vereinbarung
T +220 nach Vereinbarung
U >+220 nach Vereinbarung

 

 

Tropfpunkt

Der Tropfpunkt gibt an, bei welcher Temperatur die erwärmte Fettprobe vom Nippel des Prüfgeräts abzutropfen beginnt. Er wird nach DIN ISO 2176 bestimmt. Aus dem Tropfpunkt kann nicht auf die maximale Gebrauchstemperatur des Fettes geschlossen werden.

 

 

Mechanische Stabilität

Mechanische Stabilität eines Wälzlager-Schmierfettes ist gegeben, wenn sich seine Konsistenz während der Betriebsdauer nicht oder nur in sehr geringem Masse ändern. Sie kann unter anderem anhand der weiter unten beschriebenen V2F-Prüfung ermittelt werden.

 

 

Walkpenetration nach verlängerter Walkung

Die Fettprobe wird in ein Gefäß eingefüllt und in einer automatischen Prüfeinrichtung, einem Fettkneter, 100 000 Doppeltakte lang gewalkt. Anschließend wird die Walkpenetration gemessen und die Differenz in 10-1 mm zwischen der Walkpenetration bei 60 und bei 100 000 Doppeltakten angegeben.

 

 

Walkstabilität

Die Veränderung des Fettgefüges (Grad der Erweichung bzw. Verfestigung) wird bestimmt, indem man eine bestimmte Fettmenge in einen Stahlzylinder einfüllt, eine Stahlwalze in den Zylinder einsetzt und die Prüfeinrichtung nach ASTM D 1403 zwei Stunden lang rotieren lässt. Um die Praxisbedingungen zu simulieren, hat SKF den genormten Prüfablauf abgewandelt und die Prüfdauer auf 72 bzw. 100 Stunden bei einer Prüftemperatur von 80 bzw. 100 C ausgedehnt. Nach der Prüfung lässt man den Zylinder auf Raumtemperatur abkühlen, ermittelt die Walkpenetration und gibt die Differenz in 10-1 mm zwischen dem ursprünglichen und dem gemessenen Wert an.

 

 

SKF V2F-Prüfung

Die mechanische Stabilität eines Fetts wird nach folgendem Verfahren geprüft: In einem Prüfstand wird eine Radsatzlagerung durch einen Schwinghammer Schwingungen mit einer Frequenz von 1 Hz bei Beschleunigungen von 12 bis 15 g ausgesetzt. Die Prüflager laufen mit einer Drehzahl von 500 bzw. 1000 min-1. Sind nach 72 Stunden bei 500 min-1 weniger als 50 g Schmierfett durch die Labyrinthdichtung aus der Lagerung ausgetreten, wird die Prüfung um weitere 72 Stunden bei 1000 min-1 verlängert. Sind nach beiden Prüfungen (jeweils 72 Stunden mit 500 und 1000 min-1) weniger als 150 g Fett ausgetreten, wird die Bewertung "M" vergeben. Erfüllt ein Fett die Anforderungen aus der ersten Teilprüfung (72 Stunden bei 500 min-1 mit weniger als 50 g Fettaustritt), nicht jedoch den zweiten Teil, lautet die Bewertung "m". Sind nach 72 Stunden mit 500 min-1 mehr als 50 g Fett ausgetreten, wird die Prüfung als "nicht bestanden" bewertet.

 

 

Korrosionsschutz

Die Aufgabe eines Schmierfetts besteht unter anderem darin, metallische Oberflächen im Betrieb vor Korrosion zu schützen. Die Korrosionsschutzeigenschaften eines Wälzlagerfetts werden im SKF-Emcor-Verfahren nach DIN 51 802 festgestellt. Bei diesem Verfahren wird das Fett unter Zugabe von destilliertem Wasser in Pendelkugellagern geprüft. Während eines bestimmten Prüfzyklus befinden sich die Lager abwechselnd im Stillstand und im Umlauf mit 80 min-1. Am Ende des Prüfzyklus wird der Grad der Korrosion anhand einer Skala von 0 (keine Korrosion) bis 5 (sehr starke Korrosion) beurteilt. Ein Test unter verschärften Bedingungen liegt vor, wenn bei normalem Prüfablauf statt des destillierten Wassers Salzwasser verwendet wird. Ein weiteres Prüfverfahren ist der SKF Auswaschtest mit destilliertem Wasser. Dabei werden die Prüflager während des gesamten Prüfzyklus von Wasser durchströmt. Die Bewertung erfolgt wie beim genormten Verfahren. Bei diesem Test werden höhere Anforderungen an die Korrosionsschutzeigenschaften des Schmierfetts gestellt.

 

 

Kupferkorrosion

Schmierfette sollen in Wälzlagern eingesetzte Buntmetalle nicht angreifen, sondern vielmehr während des Betriebs gegen Korrosion schützen. Das Korrosionsverhalten von Wälzlager-Schmierfetten wird mit Hilfe der genormten Kupferstreifenprüfung nach DIN 51811 festgestellt. Dabei wird ein mechanisch geschliffener Kupferstreifen 24 Stunden in einer auf Prüftemperatur gebrachten Schmierfettprobe belassen. Anschließend wird sein Korrosionsgrad nach der Verfärbung beurteilt. Die Beurteilung des Ergebnisses erfolgt nach DIN EN ISO 2160 und wird durch eine Ziffernfolge klassifiziert.

 

 

Verhalten gegenüber Wasser

Das Verhalten eines Schmierfettes gegenüber Wasser (Wasserbeständigkeit) wird nach DIN 51807-1 bestimmt. Dazu wird ein mit dem Fett beschichteter Glasstreifen drei Stunden lang bei einer bestimmten Temperatur in ein unbewegtes Wasserbad eingehängt. Die danach eingetretene Veränderung an der Fettprobe wird durch Sichtprüfung festgestellt und entsprechend festgelegten Bewertungsstufen von 0 (keine Veränderung) bis 3 (starke Veränderung) zusammen mit der jeweiligen Prüftemperatur angegeben.

 

 

Prüfung des Verhaltens von Schmierfetten gegenüber Wasser

DIN 51 807: Bewertung von Fettveränderungen durch Wassereinwirkung

 

 

Ölabscheidung

Bei längerer Lagerung oder unter Temperatureinwirkung tritt aus Schmierfetten Öl aus. Dieser Vorgang ist Grundvoraussetzung für eine gute Schmierung. Der Grad der Ölabscheidung hängt ab vom Dickungsmittel, dem Grundöl und der Grösse des Vorratsbehälters. Bei der Bestimmung der Ölabscheidung nach DIN 51817 wird eine bestimmte Fettmenge in ein Prüfgefäß mit Siebboden gefüllt und durch ein 100-Gramm-Gewichtsstück belastet. Dann wird das Prüfgefäß eine Woche lang einer konstanten Temperatur von 40° ausgesetzt. Am Ende der Woche wird die durch das Sieb ausgetretene und in einem Behälter aufgefangene Ölmenge gewogen. Die Ölabscheidung wird in Prozent des Gewichts der ursprünglichen Fettmenge angegeben.

 

 

Prüfung der Ölabscheidung

DIN 51 817: Bestimmung der Ölabscheidung in Gewichtsprozent nach einer Woche bei 40 °C

 

 

Schmiereigenschaften

Mit der SKF R2F-Prüfmaschine werden die Schmiereigenschaften und das Verhalten von Schmierfetten bei erhöhten Temperaturen unter praxisnahen Bedingungen geprüft. Dabei werden zwei Laufprüfungen unterschieden: Prüfung A (ohne Beheizung) und Prüfung B (bei zusätzlicher Beheizung). Die Bewertung 'Bestanden' in Prüfung A besagt, dass das Prüffett zur Schmierung von Lagern bei normalen Betriebstemperaturen und auch bei geringerer Schwingungsbeanspruchung verwendet werden kann. Besteht ein Fett die Prüfung B, ist es für Rollenlager bei erhöhten Betriebstemperaturen geeignet.

 

 

Gebrauchsdauer von Wälzlager-Schmierfetten

Mit der SKF ROF-Prüfmaschine werden die Gebrauchsdauer und die Schmierfähigkeit eines Schmierfetts bei hohen Temperaturen geprüft. Dabei werden zehn Rillenkugellager, die in fünf Gehäusen eingebaut sind, mit einer bestimmten Fettmenge gefüllt und sowohl radial als auch axial belastet. Die Prüfung wird bei einer festgelegten Drehzahl und Temperatur bis zum Ausfall der Lager durchgeführt. Die jeweilige Laufzeit in Stunden bis zum Ausfall wird registriert und nach Abschluss der Prüfung die Fett-Gebrauchsdauer anhand einer Weibul-Lebensdauerberechnung bestimmt. Damit lassen sich Schmierfristen in einem bestimmten Anwendungsfall festlegen.

 

 

Wirksamkeit der EP-Zusätze

 

Vier-Kugel-Apparat-Schweisskraftprüfung

Dieses Verfahren dient zur Ermittlung von Kennwerten (Gut- und Schweißkraft) für konsistente Schmierstoffe der NLGI Klassen 3 und kleiner mit Wirkstoffen. Es ist in DIN 51350-4 genormt. Das Schmierfett wird in den Vier-Kugel-Apparat eingebracht, der aus einer rotierenden Laufkugel und drei gleichgrossen stationären Kugeln besteht. Auf die rotierende Laufkugel, die auf den drei Standkugeln gleitet, wirkt eine Prüfkraft, die stufenweise erhöht wird, bis ein Verschweissen des Vierkugelsystems eintritt. Die ermittelten Werte für die Schweisskraft erlauben die Bewertung der Wirksamkeit des Verschleissschutzes eines Schmierfetts. Schmierfette, die einer Verschleisskraft von 2600 N standhalten, werden als Hochdruckfette eingestuft.

 

 

Vier-Kugel-Apparat-Bestimmung des Verschleisskennwertes

Diese Prüfung wird mit dem Vier-Kugel-Apparat durchgeführt, mit dem auch die Schweisskraft bestimmt wird. In diesem Fall dreht sich die Laufkugel eine Minute lang mit einer Prüfkraft von 1400 N auf den drei feststehenden Kugeln. Danach wird der Verschleiss an den drei Standkugeln gemessen. Im Normalfall beträgt die Prüfkraft lediglich 400 N. SKF hat sich jedoch für eine Prüfkraft von 1400 N entschieden, um die Prüfung den Betriebsanforderungen der Lager anzupassen.

 

 

False brinelling - Reibverschleissprüfung

Das Verschleiss- und Tribokorrosionsverhalten von Schmierfetten ist in bestimmten Anwendungsfällen von Bedeutung. Zur Überprüfung dieser Merkmale wird bei SKF die Fafnir-Prüfmaschine entsprechend ASTM-D 4170-82 eingesetzt. Als Prüfkörper dienen zwei Axial-Rillenkugellager, die unter Belastung Schwenkbewegungen ausgesetzt sind. Als Prüfkriterium dient der gemessene Verschleiss an beiden Lagern. Schmierfette weisen ein gutes Reibverschleissverhalten auf, wenn der gewogene Verschleiss 7 mg nicht übersteigt.

 

 

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