Wiederverwendbar - Wilmink Group
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Gleitlager Titel/ok4 05.12.2000 15:04 Uhr Seite 1<br />
Miba Gleitlager AG<br />
Einbauund<br />
Austausch-<br />
Richtlinien<br />
Ultimate Performance and Durability
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 1<br />
Vorwort<br />
Die folgenden Einbau- bzw. Austauschrichtlinien<br />
dienen als Leitfaden einerseits zum Einbau von<br />
Gleitlagern und andererseits als Hilfestellung für die<br />
Begutachtung und Beurteilung gelaufener Gleitlager.<br />
Die Vielzahl der Einsatzbedingungen und<br />
Anwendungen bedingt für die Darstellung der<br />
Austauschrichtlinien eine Konzentration auf die am<br />
häufigsten auftretenden Erscheinungen und kann<br />
daher Sonderfälle nicht berücksichtigen. Es wurde<br />
aber versucht, eine möglichst große Bandbreite für<br />
die Bereiche Zweistoff-Leichtmetalllager, Dreistofflager<br />
und Rillenlager abzudecken.<br />
Dieses Handbuch bietet durch die praktischen<br />
Hinweise sowie Empfehlungen eine Entscheidungsgrundlage<br />
für den Servicetechniker.
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 2
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 3<br />
Einbau- und<br />
Austauschrichtlinien<br />
Inhalt<br />
1. Richtlinien für den<br />
Gleitlagereinbau 5<br />
2. Austauschrichtlinien für<br />
Zweistofflager 15<br />
3. Austauschrichtlinien für<br />
Dreistofflager 27<br />
4. Austauschrichtlinien für<br />
Rillenlager 37
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 4
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 5<br />
1. Richtlinien für den<br />
Gleitlagereinbau<br />
Vorraussetzungen<br />
Bevor die Lager montiert werden können, müssen folgende<br />
Kriterien erfüllt sein:<br />
■<br />
■<br />
Korrekte Grundbohrung in Bezug auf:<br />
Maß, Rundheit, Zylindrizität, Oberfläche.<br />
Korrekter Zapfen in Bezug auf:<br />
Maß, Rundheit, Zylindrizität, Oberfläche (Risse) und<br />
Ölbohrungsaustritt (verrundet) sowie auf Welligkeit und<br />
Rauhigkeit.<br />
Gleitlagereinbau<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Fluchtung der Hauptlagerbohrung<br />
Korrekt ausgewinkelte Pleuelstangen<br />
Gründliche Reinigung der Motorteile:<br />
Schmutz ist die Ursache für 80 % der Lagerschäden. Es<br />
genügt daher nicht, wenn nur die Triebwerksteile (Kurbelwelle,<br />
Pleuel) und die Außenseite des Motors gereinigt<br />
werden. Vielmehr benötigen auch Ölfiltergehäuse, Ölpumpe<br />
mit Sieb, Ölwanne, sämtliche Ölkanäle im Motorblock<br />
eine gründliche und vollständige Reinigung von<br />
Schmutzpartikeln. Diese Reinigung kann mit Reinigungsautomaten<br />
oder auch händisch (erfordert große Sorgfalt)<br />
durchgeführt werden.<br />
Vor dem Verbau von neuen Lagern mit einer Konservierungsschicht<br />
(Öl, Fett) sollten diese nur in reinem Waschbenzin oder<br />
Terpentin getaucht mit einem Pinsel von der Konservierung<br />
befreit werden.<br />
Wichtig: Das Gleitlager ist ein Präzisionsteil und muss entsprechend<br />
sorgfältig behandelt werden.<br />
5
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 6<br />
Kennzeichnen der Motorteile<br />
Zusammengehörigkeit der Motorteile<br />
kennzeichnen (Pleuelstange und Deckel,<br />
Hauptlagerdeckel, Lagerschalen).<br />
Reinigung der Motorteile<br />
Schmutz ist die häufigste Ursache von<br />
Lagerschäden. Es ist daher große<br />
Sorgfalt bei der Reinigung notwendig.<br />
Bei händischer Reinigung ist auf die<br />
Sauberkeit des Lösungsmittels und des<br />
Reinigungswerkzeuges achten. Besondere<br />
Sorgfalt auch bei allen Teilen im<br />
Ölkreislauf (Ölpumpe mit Gehäuse,<br />
Sieb und Filter, Ölwanne und Ölkühler,<br />
etc.) und Kanälen in Motorblock und<br />
Kurbelwelle.<br />
6
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 7<br />
Kontrolle und Reparatur der<br />
Teile<br />
Kontrolle der Grundbohrungen mittels<br />
Innenmessgerät (Subito) auf Maß,<br />
Rundheit und Zylindrizität. Die Oberfläche<br />
ist auf Beschädigungen zu prüfen.<br />
Gleitlagereinbau<br />
Kontrolle der Kurbelzapfen mittels<br />
Mikrometer auf Maß, Rundheit und<br />
Zylindrizität. Zapfenoberfläche und<br />
Übergangsradien sind auf Risse,<br />
Welligkeit, Härte und Rauhigkeit zu<br />
prüfen.<br />
Kontrolle und eventuelle Nacharbeit<br />
der Verrundung des Ölbohrungsaustrittes.<br />
7
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 8<br />
//<br />
Kontrolle der Pleuelstangen auf Verbiegung<br />
und Verdrehung mittels eines<br />
geeigneten Prüfgerätes.<br />
Gleitlagertausch<br />
Bei der richtigen Wahl der Ersatzlager<br />
hilft der Miba Gleitlagerkatalog. Die<br />
verfügbaren Untermaßstufen sind<br />
darin angeführt.<br />
Vergleichen Sie die ausgebauten mit<br />
den neuen Lagerschalen, um sich bei<br />
der richtigen Lagerauswahl zu versichern.<br />
8
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 9<br />
Konservierung von neuen Lagern entfernen.<br />
Wichtig: Das Gleitlager ist ein<br />
Präzisionsteil und muss entsprechend<br />
sorgfältig behandelt werden.<br />
Lagerinstallation<br />
Fixiernasen, Stifte usw. dienen ausschließlich<br />
zur Positionierung der einzelnen<br />
Lagerschalen bei der Montage<br />
und tragen nicht zum Festsitz der<br />
Lager bei. Falls aus irgendwelchen<br />
Gründen der Reibungsschluss zwischen<br />
Lagerrücken und Grundbohrung nicht<br />
ausreicht, wird in den meisten Fällen<br />
die Positionierungshilfe abgeschert.<br />
Gleitlagereinbau<br />
Als Spreizung wird jenes Maß bezeichnet,<br />
um das die Lagerschale, gemessen<br />
über die Teilfläche, größer ist als der<br />
Grundbohrungsdurchmesser. Sie ist<br />
von Überstand und Vorspannung zu<br />
unterscheiden. Diese konstruktive Maßnahme<br />
dient ausschließlich zur besseren<br />
Montage. Ein Verrutschen oder Herausfallen<br />
der Lagerschale bei der<br />
Montage wird dadurch verhindert. Ein<br />
Lager ohne Spreizung darf nicht eingebaut<br />
werden, da bei solchen Lagern die<br />
Gefahr einer Zapfenberührung in Stoßnähe<br />
besteht. Diese kann in weiterer<br />
Folge zu einem Lagerschaden führen.<br />
9
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 10<br />
C<br />
A<br />
20°<br />
20°<br />
B<br />
Lagerspiel und Messung<br />
Ein richtiges Lagerspiel ist für eine einwandfreie Funktion des Lagers zwingend<br />
notwendig. Die Werte sind den Handbüchern der Motorenhersteller zu entnehmen.<br />
Es wird empfohlen, das Lagerspiel nach einer Reparatur zu kontrollieren.<br />
Richtiger Schraubenanzug ist Voraussetzung.<br />
Das Lagerspiel der Radiallager kann auf zwei Arten kontrolliert werden:<br />
a) Messen des Zapfendurchmessers (Mikrometer) sowie des Lagerbohrungsdurchmessers<br />
im eingebauten Zustand (Innenmessgerät - Subito), an verschiedenen<br />
Stellen. Anschließend den Zapfendurchmesser vom Lagerbohrungsdurchmesser<br />
subtrahieren.<br />
b) Am schnellsten und wohl auch am einfachsten kann das Lagerspiel mittels<br />
Plastigage überprüft werden. Das Plastigage ist ein dünner Streifen, der sich<br />
bei Quetschung um eine bestimmte Breite ausdehnt. Diese Breite bestimmt<br />
das Spielmaß und wird mittels auf der Verpackung angebrachter Skala abgelesen.<br />
Wichtig bei dieser Methode ist, dass der Streifen immer an der Stelle<br />
eingelegt wird, an der der Zapfen nicht anliegt.<br />
Weiters kann auch die Rundheit und der Deckelversatz kontrolliert werden:<br />
Rundheit: Bilden Sie das Mittel aus den Messwerten A und B und vergleichen Sie<br />
es mit dem Messwert C.<br />
Deckelversatz: Falls eine Differenz zwischen Messwert A und B auftritt, ist dies<br />
ein Deckelversatz mit der halben Differenz.<br />
10
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 11<br />
Schraubenanzug und Deckelvorspannung (Klaffung)<br />
Es gibt mehrere Möglichkeiten die Deckelschrauben anzuziehen. Die für den<br />
Einzelfall vorgeschriebene Methode und die Werte sind den jeweiligen Handbüchern<br />
der Motorenhersteller zu entnehmen. In vielen Fällen schreibt der Motorenhersteller<br />
bei einer Remontage die Verwendung neuer Schrauben vor. Im<br />
Zweifelsfall sind neue Schrauben zu nehmen. Die Überprüfung, ob beim Einbau<br />
des Lagers der richtige Presssitz erreicht wird, kann durch die Messung der sogenannten<br />
„Deckelvorspannung“ oder „Klaffung“ erfolgen. Dieses Maß ist näherungsweise<br />
die Differenz der Umfangslänge von Lagerpaar und Grundbohrung.<br />
Die Sollwerte sind entweder in den Handbüchern der Motorenhersteller angegeben<br />
oder können aus der Erfahrung zum Vergleich herangezogen werden. Der<br />
grundsätzliche Vorgang der Messung ist wie folgt:<br />
Gleitlagereinbau<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Lagereinbau mit Anziehen aller Deckelschalen nach Vorschrift.<br />
Lösen der Schrauben einer oder beider Seiten je nach Messmethode.<br />
Messen des zwischen Deckel und Stange bzw. Gehäuse entstehenden Spaltes<br />
am Lagerrücken.<br />
Die Genauigkeit dieser Messmethode ist davon abhängig, dass auch bei einseitig<br />
geschlossenen Schrauben eine einwandfreie Rückenanlage erhalten bleibt.<br />
11
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 12<br />
Einbau der Kurbelwelle<br />
Um Beschädigungen der Lager bei<br />
trockenem Anfahren zu vermeiden,<br />
sind die Laufflächen mit sauberem Öl<br />
zu schmieren.<br />
Kurbelwelle einlegen und Hauptlagerdeckelschrauben<br />
nach Vorschrift anziehen.<br />
Auf richtige Zuordnung der Teile<br />
achten!<br />
Kontrolle<br />
Überprüfen, ob sich die Kurbelwelle<br />
leicht und ruckfrei drehen lässt. Mittels<br />
Messuhr oder Fühllehre die Verschiebbarkeit<br />
(Axialspiel) der Kurbelwelle<br />
kontrollieren.<br />
12
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 13<br />
Montieren der Pleueldeckel<br />
Vor der Montage sind die Lagerlaufflächen<br />
ausreichend zu schmieren und<br />
auf die richtige Zuordnung der Teile zu<br />
achten. Schraubenanzug nach Vorschrift.<br />
Kontrollieren Sie die Axialspiele<br />
mittels Fühllehre sowie der leichten<br />
axialen Verschiebbarkeit der Pleuel.<br />
Aufdrückverfahren<br />
Es ist von großer Wichtigkeit, dass<br />
Motoren nach einer Reparatur, also im<br />
trockenen Zustand, vor der Inbetriebnahme<br />
mit Schmieröl aufgedrückt werden.<br />
Bei nicht aufgedrückten Motoren<br />
ist die Gefahr einer vorzeitigen Beschädigung<br />
der Lageroberfläche sehr<br />
groß, da das vom Ölsumpf über die<br />
Ölpumpe angesaugte Schmieröl eine relativ lange Zeit benötigt, bis es zu den<br />
einzelnen Lagerstellen gelangt. Solche Vorbeschädigungen müssen nicht gleich<br />
zu einem Ausfall der Lager führen, können aber die Lagerfunktion beeinträchtigen<br />
und die Lebensdauer verkürzen. Durch das Aufdrücken des Motors ergeben<br />
sich folgende Vorteile:<br />
Gleitlagereinbau<br />
1) Es werden alle Motorteile vor dem Start geschmiert, im Lager kann sich<br />
bereits nach den ersten Kurbelwellenumdrehungen ein Schmierfilm aufbauen.<br />
Eine Vorbeschädigung der Laufschicht wird dadurch verhindert.<br />
2) Man kann sofort unerwünschten Ölverlust, sei es durch zu großes Lagerspiel<br />
Undichtheit oder Leck im Block sowie unverschlossene Bohrungen in der<br />
Kurbelwelle erkennen. Dazu muss die Ölwanne demontiert sein.<br />
Durchführung: Vom Aufdruckbehälter werden mindestens 30 Prozent der<br />
Gesamtölmenge in den Ölkreislauf des Motors gedrückt. Als Einpressdruck soll<br />
der Richtwert etwa dem Betriebsdruck entsprechen und darf nicht über diesen<br />
hinausgehen. Bei Motoren, die fabriksmäßig mit keinem Anschluss für das Aufdruckgerät<br />
ausgestattet sind, kann ein solcher Anschluss über den<br />
Verschlussstopfen des Hauptkanals improvisiert werden.<br />
13
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 14
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 15<br />
2. Austauschrichtlinien für<br />
Zweistofflager<br />
Einsatzbereich<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Schnell-, mittelschnell- und langsamlaufende Motoren<br />
Benzin, Diesel, Gas, HFO Motoren<br />
Pleuellager<br />
Hauptlager<br />
Nockenwellenlagerung<br />
Anlaufringe<br />
Belastungsfähigkeit<br />
spez. Flächenlast [N\mm 2 ]<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />
Durchmesser [mm]<br />
MIBA 34, 36, 37<br />
MIBA 57, 58<br />
MIBA 33<br />
MIBA 24, 26, 51<br />
MIBA 18, 19<br />
MIBA 15, 03, 04, 13, 16<br />
MIBA 53<br />
MIBA 14<br />
MIBA 52<br />
Zweistofflager<br />
Vorteile des Zweistofflagers<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Niedrige Verschleißrate<br />
Hohe Korrosionsbeständigkeit<br />
Kostengünstig<br />
15
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 16<br />
Materialaufbau<br />
Miba 15<br />
(AlSn+)<br />
AlSn25 Lagermaterial<br />
mit verstärkter Matrix<br />
Hochfeste Bindefolie<br />
Stahlstützschale<br />
Miba 53<br />
(BIAL)<br />
AlSn20 Lagermaterial<br />
AlZn4,5 Lagermaterial<br />
Stahlstützschale<br />
Miba 14<br />
(AlSn20)<br />
AlSn20 Lagermaterial<br />
Al Bindefolie<br />
Stahlstützschale<br />
Miba 52<br />
(AlSn40)<br />
AlSn40 Lagermaterial<br />
Al Bindefolie<br />
Stahlstützschale<br />
16
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 17<br />
Neuzustand<br />
Ohne Flash<br />
Die Lauffläche hat eine helle, silbrig glänzende Farbe.<br />
Mit Flash<br />
Matte, hellgraue Lauffläche.<br />
Die Linien entlang der Seitenfläche sind Messspuren. Sie haben keinen Einfluss<br />
auf die Lagerfunktion.<br />
Zweistofflager<br />
17
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 18<br />
Lageroberfläche<br />
Die Miba Zweistofflager werden standardmäßig ohne Flash<br />
hergestellt.<br />
Als Korrosionsschutz wird Öl verwendet.<br />
Im Neuzustand hat die Lauffläche des Lagers eine helle, silbrig<br />
glänzende Farbe.<br />
Schon nach kurzer Laufzeit kann die Lauffläche eine matte,<br />
silbrige Farbe annehmen (normaler Vorgang).<br />
Auf besonderen Kundenwunsch können die Miba Zweistofflager<br />
auch mit einen Sn-Flash versehen werden.<br />
Kriterien für das Ersetzen von<br />
Zweistofflagern<br />
Eine visuelle Abschätzung des Verschleißes, wie zum Beispiel<br />
bei Dreistofflagern, ist bei Zweistofflagern nicht möglich.<br />
Feststellung des Verschleißes kann durch Wanddickenmessung<br />
oder Spielmessung in Vergleich zum Neuzustand<br />
vorgenommen werden.<br />
Ein Lagertausch soll vorgenommen werden, wenn die vom<br />
Motorhersteller spezifizierten Verschleißlimits erreicht sind<br />
oder während der nächsten Laufperiode zu erwarten sind.<br />
Vom Motorenhersteller kann auch eine zeitlich limitierte<br />
Verwendung spezifiziert werden. Die jeweilige Festlegung<br />
hängt von der errechneten Lagerbelastung, min. Schmierfilmdicke<br />
und dem Belastungsprofil ab.<br />
Die Lebensdauer des Lagers ist auch durch die Dauerfestigkeit<br />
des Belagsmaterials unter dem jeweiligen Belastungsprofil<br />
bestimmt.<br />
18
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 19<br />
Normales Tragbild<br />
Typisches Tragbild nachdem der Anpassungsvorgang abgeschlossen ist.<br />
Ohne Flash<br />
Leicht polierte Zonen und symmetrisches Tragbild im hauptbelasteten Bereich<br />
des Lagers. Geringfügige Fremdkörperriefen.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
Mit Flash<br />
Im hauptbelasteten Bereich des Lagers leicht polierte Zonen und Flash teilweise<br />
abgetragen, symmetrisches Tragbild. Geringfügige Fremdkörperriefen.<br />
Zweistofflager<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
19
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 20<br />
Leichter Kantenträger<br />
und normales Laufbild.<br />
Leicht polierter Streifen entlang der Seitenflächen.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
Örtlich stark geschmiertes Lagermaterial<br />
durch lokal gestörten Schmierfilm.<br />
▼<br />
Tauschen<br />
20
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 21<br />
Größere beschädigte Fläche mit Anreibern<br />
Örtlich geschmiertes Lagermaterial<br />
durch großflächig gestörten Schmierfilm.<br />
▼<br />
Tauschen<br />
BIAL-Lager<br />
Lokale Trennung von AlSn20 und AlZn4,5<br />
durch Überbeanspruchung (thermisch in Kombination mit überhöhten Scherkräften).<br />
Zweistofflager<br />
21
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 22<br />
Lokale Trennung von AlSn20 und AlZn4,5<br />
Schliffbild<br />
Risse und Materialabtrag im AlSn20 Werkstoff.<br />
Beginnende Trennung von AlSn20 und AlZn4,5.<br />
▼<br />
Tauschen<br />
Beschädigung durch Fremdkörper<br />
Wenige seichte Riefen und / oder Fremdkörperabdrücke.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
22
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 23<br />
Beschädigung durch Fremdkörper<br />
Viele Riefen oder mehrere tiefe Riefen und / oder Fremdkörperabdrücke.<br />
Bild 1: Tiefe Riefen, Fremdkörperabdrücke.<br />
Lokal geschmiertes Lagermetall.<br />
▼<br />
Tauschen<br />
Bild 2: Viele tiefe Fremdkörperabdrücke.<br />
Zweistofflager<br />
▼<br />
Tauschen<br />
23
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 24<br />
Leichte Kavitation nach langer Laufzeit<br />
Geringfügiger, seichter Materialabtrag außerhalb der hauptbelasteten Zone.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
Tiefe punktförmige Kavitation<br />
In schweren Fällen geht die Kavitation bis zum Stahl, breitet sich entlang der<br />
Stahlstützschale aus und unterminiert das AlSn20 Lagermetall.<br />
▼<br />
Tauschen<br />
24
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 25<br />
Tiefe Kavitation<br />
Kavitation am Ende der Ölnut.<br />
Schliffbild:<br />
Materialabtrag örtlich bis zur Stahlschale.<br />
Beginnende Unterminierung des Lagermaterials.<br />
Zweistofflager<br />
▼<br />
Tauschen<br />
25
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 26<br />
Ermüdungsbruch des Lagermaterials<br />
Mechanismus:<br />
– Entstehen feiner Risse im Belagsmaterial<br />
– Netzwerk von Rissen<br />
– Ausbrechen von Teilen des Belagsmaterials<br />
Schliffbild:<br />
Zone mit ausgebrochenem Lagermaterial.<br />
Rissentwicklung in der Al-Bindefolie und im Lagermaterial.<br />
Reste der Al-Bindefolie gut haftend an der Stahlstützschale.<br />
▼<br />
Tauschen<br />
26
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 27<br />
3. Austauschrichtlinien für<br />
Dreistofflager<br />
Einsatzbereich<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Schnell-, mittelschnell- und langsamlaufende Motoren<br />
Kompressoren, Getriebe<br />
Benzin, Diesel, Gas, HFO<br />
Pleuellager<br />
Hauptlager<br />
Führungslager<br />
Nockenwellenlager<br />
Getriebelager<br />
Belastungsfähigkeit<br />
spez. Flächenlast [N\mm 2 ]<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />
Durchmesser [mm]<br />
MIBA 34, 36, 37<br />
MIBA 57, 58<br />
MIBA 33<br />
MIBA 24, 26, 51<br />
MIBA 18, 19<br />
MIBA 03, 04, 13, 16, 15<br />
MIBA 53<br />
MIBA 14<br />
MIBA 52<br />
Dreistofflager<br />
Vorteile des Dreistofflagers<br />
■<br />
■<br />
Gute Anpassungsfähigkeit<br />
Geringe Fressneigung<br />
27
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 28<br />
Materialaufbau<br />
Miba 04<br />
Miba 16<br />
Miba 18<br />
Flash<br />
PbSn18Cu2 Laufschicht<br />
(Miba 04 und 16)<br />
PbSn10TiO 2 Laufschicht<br />
(Miba 18)<br />
Ni-Zwischenschicht<br />
Aluminium Lagermetall<br />
Miba 03<br />
Miba 13<br />
Miba 19<br />
Flash<br />
PbSn18Cu2 Laufschicht<br />
(Miba 03 und 13)<br />
PbSn10TiO 2 Laufschicht<br />
(Miba 19)<br />
Ni-Zwischenschicht<br />
Bleibronze Lagermetall<br />
Allgemeine Richtlinien<br />
Die aufgezeigten Beispiele sollen eine Entscheidungshilfe zur<br />
Beurteilung von gelaufenen Lagerschalen darstellen. Bei allen<br />
abgebildeten Lagern war die Kurbelwelle noch einwandfrei.<br />
Die Laufzeiten bis zum Ausbau der Lager wären unterschiedlich.<br />
Die Laufzeit bis zur Ausbildung der in den Bildern gezeigten<br />
Erscheinungen wird maßgeblich von folgenden Faktoren<br />
beeinflusst:<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Betriebsbedingungen<br />
Wartung (z.B. Schmierölpflege)<br />
Fachgerechte Montage<br />
28
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 29<br />
1. Betriebsbedingungen<br />
Je nach Verwendungszweck werden vom Motorenerzeuger<br />
Leistungsgrenzen vorgegeben und die Motoren entsprechend<br />
adaptiert. Die Überschreitung dieser Grenzen (z.B. Überlastung,<br />
Überdrehzahl, überhöhte Öltemperatur, usw.) führt zu<br />
einer Verkürzung der Lagerlebensdauer und im Extremfall zum<br />
Lagerschaden.<br />
2. Wartung<br />
Für die einwandfreie Funktion und Erreichung der vorgesehenen<br />
Lebensdauer sind vom Motorenerzeuger genaue Wartungsvorschriften<br />
vorgesehen. Darin ist der Zeitabschnitt der Lagerkontrolle<br />
genau vorgeschrieben. Ein Öffnen der Lagerschalen<br />
ohne besonderen Grund ist nicht zweckmäßig.<br />
2.1. Schmieröl<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Verwendung der vom Motorenerzeuger vorgeschriebenen<br />
Ölqualität und Viskositätsklasse<br />
Ölwechsel bzw. Ölkontrolle nach den festgelegten Laufzeiten<br />
Filterwechsel bzw. Wartung der Ölreinigungsanlagen<br />
Verwendung der Ölreinigungsanlagen<br />
Keinesfalls Manipulation am Filter<br />
Kontrolle des Wasser- und Brennstoffgehaltes durch<br />
Analysen<br />
Entsprechende Sauberkeit beim Ölwechsel (Umgebung)<br />
2.2. Kraftstoff<br />
■<br />
Verwendung der vorgesehenen und zugelassenen Kraftstoffqualität<br />
Dreistofflager<br />
29
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 30<br />
Kriterien für das Ersetzen von<br />
Dreistofflagern<br />
Die Lager sollen nach der vom Motorenhersteller vorgesehenen<br />
Reihenfolge und Art ausgebaut werden. Dabei ist auf<br />
größtmögliche Sauberkeit zu achten. Der Ausbau der Lagerschalen<br />
soll nur dann erfolgen, wenn er entweder vom<br />
Motorenerzeuger vorgeschrieben, oder wenn er zwingend<br />
(Lagerschaden) notwendig wurde. Ein Öffnen ohne besonderen<br />
Grund ist nicht sinnvoll, da nach jedem Ausbau der<br />
Lagerschalen ein neuerlicher Einlaufvorgang erfolgen muss.<br />
Wenn Lagerschalen ausgebaut wurden, so sind im allgemeinen<br />
die in den Bildern gezeigten Verschleißzustände der<br />
Lagerschalen zu sehen. Der Verschleißzustand wird dort im<br />
wesentlichen nach den sichtbaren Flächenanteilen der<br />
Laufschicht, Nickel-Zwischenschicht und Lagermetallschicht<br />
beurteilt.<br />
Relativ leicht ist dabei der Flash (matt hellgraue Schicht) und<br />
die Laufschicht (grau oder dunkel bis schwarz = Schwarzfleckigkeit*<br />
zu unterscheiden. Die Nickel-Zwischenschicht<br />
erscheint in einem leicht gelblichen Farbton, die Leichtmetallschicht<br />
silbrig matt, das CuPb-Lagermetall bronzefarben.<br />
Wenn Zweifel bestehen, ob die Laufschicht bis auf die<br />
Nickel-Zwischenschicht durchgelaufen ist (Verfärbung oder<br />
Ölkoks, usw.), wird eine leichte Schabeprobe empfohlen.<br />
Diese soll unter leichtem Druck mit einem stumpfen Dreikantschaber<br />
oder einem Taschenmesser durchgeführt werden.<br />
Die viel weichere Laufschicht lässt sich ohne Verletzung des<br />
Lagers leicht von der härteren Nickel-Zwischenschicht unterscheiden.<br />
* siehe Fußnote Seite 36<br />
30
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 31<br />
Der Verschleiß der Laufschicht erfolgt durch Mischreibung im<br />
Betrieb, z.B. bei jedem Startvorgang, Fremdkörperanfall,<br />
Korrosionsangriff oder Schmierölmangel. Im praktischen<br />
Betrieb hat sich gezeigt, dass nach erfolgter Anpassung das<br />
Lager sowohl auf der Laufschicht und nach Verschleiß auch<br />
auf der Nickel-Zwischenschicht bzw. dem Lagermetall störungsfrei<br />
läuft. Beim Lauf des Zapfens auf der Nickel-<br />
Zwischenschicht steigt allerdings die Störanfälligkeit (z.B.<br />
Schmutzanfall, Ölmangel, Überlastung, usw.). Bei allen<br />
Beurteilungen von Lagerschalen soll bedacht werden, dass im<br />
Zweifelsfall der Tausch eines Lagers im Verhältnis zu einem<br />
eventuellen Kurbelwellenschaden wesentlich weniger Kosten<br />
verursacht.<br />
Dreistofflager<br />
31
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 32<br />
Normales Tragbild<br />
Die Lagerschale hat leichte Laufspuren,<br />
die Korrosionsschutzschicht<br />
(Flash) ist in diesem Bereich nicht<br />
durchgelaufen.<br />
Lagerschale mit einseitig abgenützter<br />
Laufschicht, der Korrosionsschutz<br />
ist in diesem Bereich durchgelaufen.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
32
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:48 Uhr Seite 33<br />
Laufschicht ist einseitig abgetragen;<br />
dunkle Fläche: Korrosion. Leichte<br />
Laufspuren in der Laufschicht. Korrosionsschutz<br />
nur mehr im Bereich<br />
der Freiräumung vorhanden.<br />
Dreistofflager<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
33
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 34<br />
Risikobereich<br />
Lagerschale weist Schmutzriefen in<br />
der Lauffläche auf. Schwarzfleckigkeit*<br />
der Laufschicht, die Laufschicht<br />
ist erhalten.<br />
Beurteilung: Die Lagerschale kann<br />
wieder verwendet werden, wenn die<br />
Schmutzriefen nicht zu tief sind<br />
(nicht bis tief in das Lagermetall)<br />
und nicht zu zahlreich auftreten.<br />
Abgebildete Schale kann weiterverwendet<br />
werden.<br />
Laufschicht ist einseitig bis auf die<br />
Nickelzwischenschicht durchgelaufen.<br />
Schwarzfleckigkeit* der Laufschicht<br />
und Schmutzriefen in der<br />
Laufschicht.<br />
Beurteilung: Lager muss im Gehäuse<br />
(Deckel) verbleiben, nur dann ist es<br />
wiederverwendbar. Ausgebaute Lagerschale<br />
nicht mehr einbauen!<br />
* siehe Fußnote Seite 36<br />
▼<br />
Eingeschränkt wiederverwendbar<br />
34
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 35<br />
Grenzfall<br />
Laufschicht beidseitig bis Nickelzwischenschicht<br />
durchgelaufen. Schwarzfleckigkeit*<br />
der Laufschicht. Laufspuren<br />
mit leichten Schmutzriefen.<br />
Beurteilung: Wenn die durchgelaufene<br />
Zone schmäler als 1/3 der Laufflächenbreite<br />
ist, kann das Lager weiterverwendet<br />
werden. Es darf aber<br />
nicht aus dem Gehäuse genommen<br />
werden. Ist die durchgelaufene Zone<br />
größer als 1/3, ist Lagertausch notwendig.<br />
Im Zweifelsfall das Lager<br />
austauschen.<br />
* siehe Fußnote Seite 36<br />
Dreistofflager<br />
▼<br />
Eingeschränkt wiederverwendbar<br />
35
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 36<br />
Lagertausch notwendig<br />
Schwarzfleckigkeit* der Laufschicht.<br />
Hellgelbe Zone ist Nickelzwischenschicht,<br />
diese ist bei Leichtmetalllagern<br />
in der grauen Zone durchgelaufen<br />
und das Lagermetall ist sichtbar<br />
geworden. Bei Bleibronze Dreistofflager<br />
ist im durchgelaufenen<br />
Bereich das bronzefarbige CuPb-<br />
Lagermetall sichtbar.<br />
Leichtmetall<br />
Nickelzwischenschicht<br />
Laufschicht<br />
Die Laufschicht ist großflächig bis<br />
auf die Nickelzwischenschicht durchgelaufen.<br />
Korrosionsangriff der Laufschicht<br />
an den dunklen Stellen.<br />
Große Fremdkörper sind in der Laufschicht<br />
eingedrückt<br />
* Schwarzfleckigkeit der Laufschicht<br />
kann entstehen durch:<br />
■ Durchgelaufenen Sn Flash<br />
■ Sn-Verarmung durch Diffusion<br />
■ Laufschichtkorrosion<br />
■ Ölkokseinbettung<br />
▼<br />
Tauschen<br />
36
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 37<br />
4. Austauschrichtlinien<br />
für Rillenlager<br />
Einsatzbereich<br />
■<br />
Schnell-, mittelschnell- und langsamlaufende Motoren<br />
■<br />
Benzin, Diesel, Gas, HFO Motoren<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Pleuellager<br />
Hauptlager<br />
Führungslager<br />
Belastungsfähigkeit<br />
spez. Flächenlast [N\mm 2 ]<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />
Durchmesser [mm]<br />
MIBA 34, 36, 37<br />
MIBA 57, 58<br />
MIBA 33<br />
MIBA 24, 26, 51<br />
MIBA 18, 19<br />
MIBA 03, 04, 13, 15, 16<br />
MIBA 53<br />
MIBA 14<br />
MIBA 52<br />
37<br />
Rillenlager
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 38<br />
Materialaufbau<br />
Miba 24<br />
PbSn18Cu2 Laufschicht<br />
Ni-Zwischenschicht<br />
AlSn6 Lagermetall<br />
Miba 26<br />
PbSn18Cu2 Laufschicht<br />
Ni-Zwischenschicht<br />
AlZn4 Lagermetall<br />
Miba 51<br />
Miba 33<br />
Flash<br />
PbSn18Cu2 Laufschicht<br />
(Miba 51)<br />
PbSn10TiO 2 Laufschicht<br />
(Miba 33)<br />
Ni-Zwischenschicht<br />
CuPb22Sn Lagermetall<br />
38
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 39<br />
Vorteile des Miba-Rillenlagers<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Geringer Verschleiß bei kleinen Schmierfilmdicken und<br />
höheren Belastungen.<br />
Geringe Störanfälligkeit bei Schmierölverunreinigungen.<br />
Durch Rillenstruktur keine durchgehende Nickelschichtfläche<br />
möglich und dadurch geringeres Ausfallrisiko.<br />
Höhere Korrosionsfestigkeit als normale Dreistofflager.<br />
Wiedereinbau gelaufener Lager je nach Verschleißzustand<br />
möglich.<br />
Kein höherer Verschleiß des Zapfens.<br />
Verwendung bei gehärteten und nicht gehärteten Zapfen<br />
unbeschränkt möglich.<br />
Schädigung der Lager<br />
Über Schädigungen eines Lagers, die zur Notwendigkeit des<br />
vorzeitigen Ersatzes führen und durch irreguläre Betriebsbedingungen<br />
hervorgerufen werden, wird hier nicht gesprochen.<br />
Es sind dies hauptsächlich:<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Fremdkörperriefen, Eindrücke und Einbettungen<br />
Kavitation<br />
Korrosion<br />
Fresser aus verschiedenen Gründen (z.B. Ölmangel)<br />
Ermüdung (durch Überlastung)<br />
Montagefehler usw.<br />
In solchen Fällen müssen nicht nur die Lager ersetzt werden,<br />
sondern auch die Ursachen der Schädigungen gefunden und<br />
beseitigt werden.<br />
39<br />
Rillenlager
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 40<br />
Kriterien für das Ersetzen von<br />
Rillenlagern<br />
Im Neuzustand weist die Lauffläche etwa 75 % galvanische<br />
Laufschicht und etwa 25 % Lagermetall auf.<br />
Laufschicht (˜ 75 %)<br />
Lagermetall (˜ 25 %)<br />
Nickeldamm (max. 5 %)<br />
Der Verschleiß der Lagerlauffläche beginnt vorerst in der galvanisch<br />
aufgebrachten Laufschicht. Dies geschieht in der<br />
Form, dass die Laufschicht in der Rille um einige 0,001 mm<br />
abgetragen wird. Die Differenz zwischen Lagermetallsteg und<br />
Laufschicht bleibt bei weiterem Verschleiß etwa konstant, das<br />
heißt, sie liegt etwa bei 0,005 mm.<br />
Zu einer genauen Beurteilung des Verschleißzustandes der<br />
Lauffläche ist eine Lupe (Vergrößerung mindestens 5 x) notwendig.<br />
Bei Stahl-Leichtmetall Rillenlager ist die Laufschicht als dunkle<br />
Zone und der Leichtmetallsteg als helle Zone zu sehen.<br />
Im Lieferzustand hat das Stahl-Bleibronze Rillenlager eine<br />
matt-hellgraue Lauffläche und kann optisch von einem<br />
Dreistofflager nicht unterschieden werden. Nachdem der<br />
Flash verschlissen ist, hat die Laufschicht ein dunkelgraues<br />
und die Lagermetallstege ein bronzefarbenes Aussehen.<br />
40
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 41<br />
Entscheidend für den Verschleißzustand beim Rillenlager ist<br />
das Verhältnis Breite Lagermetallsteg zu Breite der Rille und<br />
die Ausdehnung der verschlissenen Fläche.<br />
Das Rillenlager ist auch dann noch funktionsfähig, wenn in<br />
den Rillen teilweise die Laufschicht fehlt. Praktischer Einsatz<br />
hat bewiesen, dass das Rillenlager mit teilweise leeren Rillen<br />
ohne negativen Einfluss auf die Funktion des Lagers weiterlaufen<br />
kann.<br />
Bei jeder Beurteilung der Rillenzustände soll bei Stahl-<br />
Leichtmetall Rillenlagern die Lauffläche im weniger belasteten<br />
Bereich (meist Rillenzustand neuwertig) als Vergleich herangezogen<br />
werden.<br />
Bei Stahl-Bleibronze Rillenlager sollte als Vergleich ein Übergangsbereich<br />
gewählt werden, wo der Flash gerade durchgelaufen<br />
ist und die Rillenstruktur sichtbar ist.<br />
41<br />
Rillenlager
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 42<br />
Normales Tragbild<br />
Die Rillengeometrie entspricht dem Neuzustand. Die Laufschicht ist innerhalb der<br />
Rillen voll erhalten. Dunkle Punkte sind vorwiegend eingebettete Ölkoksteilchen.<br />
Das Verhältnis Lagermetallsteg zu Laufschicht ist ca. 25 % zu 75 %.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
Die Laufschicht ist gleichmäßig ca. 0,005 mm aus den Rillen abgetragen. Die<br />
Lagermetallstege zeigen keinen Verschleiß. Dunkle Punkte sind vorwiegend eingebettete<br />
Ölkoksteilchen.<br />
Durch Abtragung der Laufschicht erscheinen die Lagermetallstege leicht verbreitert.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
42
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 43<br />
Normales Tragbild<br />
Über die gesamte Lauffläche verteilte kleine Fremdkörper. Keine nennenswerte<br />
Veränderung der Lagermetallstege.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
Die Laufschicht wurde geschleppt und über die Lagermetallstege geschmiert. Die<br />
Lagermetallstege sind teilweise nicht zu sehen.<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
43<br />
Rillenlager
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 44<br />
Verschleiß<br />
Das Lager ist örtlich soweit verschlissen, dass die Lagermetallstege und Laufschichtrillen<br />
ein Verhältnis 1:1 erreicht haben. Die Breite der Lagermetallstege<br />
hat sich von 25 % (Neuzustand) auf 50 % vergrößert. In den Rillen ist noch<br />
Laufschicht vorhanden. Das Lager ist funktionstauglich.<br />
Laufschicht – Rille<br />
Lagermetall – Steg<br />
= Verschleiß 1:1<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
max. 70 % der Breite<br />
max. 35 % der Breite<br />
max. 30 %<br />
vom Umfang der Schale<br />
max. 50 %<br />
vom Umfang der Schale<br />
Wenn innerhalb des nächsten Inspektionsintervalls ein Verschleißzustand wie in<br />
„Grenzfall – Verschleiß und Einebnung“ (siehe nächste Seite) dargestellt zu<br />
erwarten ist, ist das Lager aus Sicherheitsgründen zu tauschen.<br />
44
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 45<br />
Grenzfall – Verschleiß und Einebnung<br />
Die Lagermetallstege sind örtlich verschlissen.<br />
Bei Erreichen des unten definierten Verschleißzustandes ist das Lager zu tauschen.<br />
= Lagermetallstege verschlissen<br />
= Verschleiß 1:1<br />
▼<br />
Tauschen<br />
max. 20 % der Breite max. 10 % der Breite max. 10 % der Breite Kammverschleiß<br />
max. 5 %<br />
vom Umfang der Schale<br />
max. 35 %<br />
vom Umfang der Schale<br />
45<br />
Rillenlager
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 46<br />
Laufschicht Dauerbrüche<br />
Laufschichtbrüche in den Rillen durch örtliche Überlastung.<br />
Das Lager ist funktionstauglich.<br />
= Laufschicht Dauerbrüche<br />
▼<br />
<strong>Wiederverwendbar</strong><br />
max. 70 % der Breite<br />
max. 35 % der Breite<br />
max. 25 %<br />
vom Umfang der Schale<br />
max. 50 %<br />
vom Umfang der Schale<br />
Wenn innerhalb des nächsten Inspektionsintervalls ein Zustand wie in „Grenzfall<br />
– Laufschicht Dauerbrüche und leere Rillen“ (siehe nächste Seite) dargestellt zu<br />
erwarten ist, ist das Lager aus Sicherheitsgründen zu tauschen.<br />
46
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 47<br />
Grenzfall – Laufschicht Dauerbrüche und leere Rillen<br />
Leere Rillen. In bestimmten Zonen sind nach Auswaschung der gebrochenen<br />
Laufschicht leere Rillen sichtbar. Örtlich können die Lagermetallstege bereits verschlissen<br />
sein.<br />
Bei Erreichen des oben definierten Zustandes ist das Lager zu tauschen.<br />
= Laufschicht Dauerbrüche<br />
= leere Rillen<br />
= Lagermetallstege verschlissen<br />
▼<br />
Tauschen<br />
max. 40 % der Breite max. 30 % der Breite max. 15 % der Breite<br />
max. 10 %<br />
vom Umfang der Schale<br />
max. 40 %<br />
vom Umfang der Schale<br />
47<br />
Rillenlager
Gleitlager Folder 05.12.2000 14:49 Uhr Seite 48<br />
Notizen
Gleitlager Titel/ok4 05.12.2000 15:04 Uhr Seite 2<br />
Austria<br />
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