Elektromotor schmieren: Motorlager richtig und zuverlässig schmieren

Wer einen Elektromotor richtig schmieren möchte, muss Schmierstoff, Schmierstoffmenge und Nachschmierintervall auf Lagerart, Drehzahl, Temperatur und Betriebsbedingungen abstimmen. Sowohl zu wenig als auch zu viel Schmierstoff kann Reibung, Verschleiß und erhöhte Lagertemperaturen begünstigen. Maßgeblich sind deshalb immer die Vorgaben des Motor- und Lagerherstellers.

Eine fachgerecht ausgelegte Schmierung trägt dazu bei, Motorlager zuverlässig mit Schmierstoff zu versorgen, ungeplante Wartungseingriffe zu reduzieren und die vorgesehene Lagerlebensdauer besser auszuschöpfen.

Automatische Schmiersysteme setzen genau hier an. Sie übernehmen die Schmierung kontinuierlich, bedarfsgerecht und exakt dosiert – unabhängig vom Personal oder vom Zustand des Motors.

Die Lager eines Elektromotors führen und stützen die Motorwelle. Während des Betriebs sind sie kontinuierlichen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Der Schmierstoff bildet zwischen den beanspruchten Kontaktflächen einen Schmierfilm und hilft, direkten Metallkontakt sowie daraus resultierenden Verschleiß zu reduzieren.

Eine unzureichende Schmierstoffversorgung kann unter anderem folgende Auswirkungen haben:

• erhöhte Reibung
• steigende Lagertemperaturen
• beschleunigter Verschleiß
• verkürzte Lagerlebensdauer
• ungeplante Maschinenstillstände

Auch eine Überfettung kann problematisch sein. Zu viel Fett verursacht zusätzliche Walkarbeit und kann dadurch die Wärmeentwicklung im Lager erhöhen. Die Schmierung von Elektromotoren sollte deshalb immer bedarfsgerecht und auf Basis der Vorgaben des Motor- beziehungsweise Lagerherstellers geplant werden.

Welche Lager geschmiert werden müssen, hängt von der Konstruktion des Motors und dem eingesetzten Lagerkonzept ab. In vielen industriellen Elektromotoren kommen Wälzlager zum Einsatz. Bei größeren oder speziell ausgeführten Maschinen können jedoch auch Gleitlager verwendet werden.

Da sich die Anforderungen je nach Lagerart deutlich unterscheiden, müssen vor der Planung folgende Punkte eindeutig geklärt werden:

• Welche Lagerbauart ist verbaut?
• Ist das Lager fett- oder ölgeschmiert?
• Ist eine externe Nachschmierung vorgesehen?
• Welche Vorgaben macht der Motor- oder Lagerhersteller?
• Unter welchen Betriebsbedingungen arbeitet der Motor?

Wälzlager können abhängig von ihrer Ausführung mit Fett oder in bestimmten Anwendungen mit Öl geschmiert werden. Bei nachschmierbaren, fettgeschmierten Lagern wird in festgelegten Abständen oder über eine kontinuierliche Abgabe frischer Schmierstoff zugeführt.

Der tatsächliche Schmierstoffbedarf hängt unter anderem ab von:

• Lagergröße und Lagertyp
• Drehzahl
• Betriebstemperatur
• Betriebsdauer
• Belastung
• Einbaulage
• Umgebungsbedingungen

Bei abgedichteten oder auf Lebensdauer geschmierten Lagern ist dagegen je nach Konstruktion keine reguläre externe Nachschmierung vorgesehen. Die technischen Angaben des Motor- und Lagerherstellers müssen daher vor jeder Nachschmierung geprüft werden.

Gleitlager stellen andere Anforderungen an die Schmierung als fettgeschmierte Wälzlager. Abhängig von der Konstruktion und den Betriebsbedingungen können sie beispielsweise über eine Ölschmierung versorgt werden.

Der Schmierstoff muss einen ausreichend tragfähigen Schmierfilm zwischen Welle und Lagerfläche ermöglichen. Schmierungsart, Schmierstoffmenge und mögliche Ölwechsel- oder Überwachungsintervalle richten sich nach dem jeweiligen Lager- und Motorkonzept.

Allgemeine Empfehlungen zur Fettschmierung dürfen deshalb nicht ungeprüft auf Elektromotoren mit Gleitlagern übertragen werden.

Vor der Nachschmierung muss geklärt werden, welche Lagerstellen von außen geschmiert werden können und welche Wartungsvorgaben gelten. Relevante Schmierstellen befinden sich je nach Motorkonstruktion sowohl auf der Antriebsseite als auch auf der Nichtantriebsseite.

Wichtige Informationsquellen sind:

• Typenschild
• Schmierungskennzeichnung
• Wartungsanleitung
• technische Dokumentation
• Angaben zur Lagerbezeichnung und Schmierstoffmenge

Die Vorgaben des Motorherstellers bilden die wichtigste Grundlage für die Auswahl von Schmierstoff, Schmierstoffmenge und Nachschmierintervall. Die Angaben können sich auf einem Schmierungskennzeichen, dem Typenschild oder in der technischen Dokumentation befinden.

Ein hochwertiger Schmierstoff ist nicht automatisch für jede Lagerausführung geeignet. Änderungen an Schmierstoff, Menge oder Intervall sollten deshalb nur auf Basis belastbarer technischer Daten und der tatsächlichen Betriebsbedingungen vorgenommen werden.

Der Schmierstoff muss zur Lagerbauart, Motordrehzahl, Betriebstemperatur, Belastung und Umgebung passen. Bei fettgeschmierten Wälzlagern sind unter anderem folgende Eigenschaften relevant:

• Grundöl und Grundölviskosität
• Verdicker
• Konsistenz
• Temperaturbeständigkeit
• mechanische Stabilität
• Additivierung
• Verträglichkeit mit dem bisher eingesetzten Schmierstoff

Eine höhere Drehzahl verändert die Anforderungen an das Fließ- und Reibungsverhalten des Schmierstoffs. Gleichzeitig beeinflussen Lagerbelastung und Temperatur die Beanspruchung des Schmierfilms und die Gebrauchsdauer des Schmierstoffs.

Besonders die Betriebstemperatur ist relevant: Mit zunehmender Temperatur kann Schmierfett schneller altern. Deshalb müssen nicht nur die Nenndaten des Motors, sondern auch die realen Betriebsbedingungen berücksichtigt werden.

Wenn ein Schmierstoff gewechselt werden soll, muss die Verträglichkeit des neuen mit dem bisher verwendeten Schmierstoff geprüft werden. Unverträgliche Kombinationen können Konsistenz und Leistungsfähigkeit des Fetts verändern und dadurch die zuverlässige Lagerversorgung beeinträchtigen.

Bei Unsicherheit sollten die Herstellerdokumentation geprüft und fachkundige Beratung eingeholt werden.

Die richtige Schmierstoff menge und ein bedarfsgerechtes Nachschmierintervall sind ebenso wichtig wie die Auswahl des passenden Schmierstoffs. Einheitliche Mengen- oder Zeitvorgaben für sämtliche Elektromotoren sind nicht sinnvoll, da sich der tatsächliche Bedarf von Motor zu Motor und von Anwendung zu Anwendung unterscheidet. Maßgeblich sind unter anderem Lagergröße, Lagertyp, Drehzahl, Betriebsstunden, Temperatur, Einbaulage und vorhandene Umweltbelastungen.

Eine zu geringe Schmierstoffmenge kann dazu führen, dass kein dauerhaft ausreichender Schmierfilm entsteht. Reibung, Verschleiß und Lagertemperatur können dadurch steigen.

Eine zu hohe Fettmenge kann dagegen zusätzliche Reibung und Wärme verursachen. Die erforderliche Nachschmiermenge sollte deshalb anhand der Herstellervorgaben und der konstruktiven Gegebenheiten der Lagerstelle festgelegt werden.

Bei nachschmierbaren Motorlagern muss außerdem gewährleistet sein, dass verdrängtes beziehungsweise verbrauchtes Fett entsprechend der vorgesehenen Konstruktion austreten kann.

Bei automatischer Schmierung wird die Abgabemenge so ausgelegt, dass die erforderliche Menge kontrolliert über den vorgesehenen Zeitraum zugeführt wird.

Das Nachschmierintervall hängt unter anderem von Lagerart und -größe, Drehzahl, Temperatur, Betriebsdauer, Schmierstoff und Umgebungsbedingungen ab. Hohe Temperaturen, starke Verschmutzungen oder andere erschwerte Bedingungen können eine Anpassung oder Verkürzung der Intervalle erforderlich machen.

Verändern sich die Betriebsbedingungen einer Maschine, sollte auch das bestehende Schmierkonzept erneut überprüft werden.

Automatische Schmiersysteme ermöglichen bei geeigneten Anwendungen eine zeit- beziehungsweise bedarfsgerecht ausgelegte Schmierstoffabgabe und können damit eine gleichmäßigere Versorgung unterstützen.

Häufige Fehler entstehen durch ungeeignete Mengen, falsche Intervalle oder eine nicht korrekt ausgeführte Nachschmierung. Besonders wichtig ist es, Über- und Mangelschmierung sowie einen unzureichend berücksichtigten Altfettaustritt zu vermeiden.

Bei Mangelschmierung wird dem Lager nicht ausreichend Schmierstoff zugeführt. Dadurch können Reibung, Verschleiß und Lagertemperatur steigen.

Bei Überfettung müssen die bewegten Lagerkomponenten überschüssiges Fett stärker durchwalken und verdrängen. Die zusätzliche Reibung kann zu einer erhöhten Temperatur im Lagerbereich führen und den Schmierstoff stärker beanspruchen.

Ziel ist daher nicht die größtmögliche Fettmenge, sondern eine kontrollierte Versorgung entsprechend dem Bedarf der Lagerstelle.

Bei der Nachschmierung muss berücksichtigt werden, wie verbrauchtes oder verdrängtes Fett aus dem Lagerbereich austreten kann. Je nach Motorkonstruktion sind dafür beispielsweise Auslassöffnungen, Labyrinthe oder Altfetträume vorgesehen.

Kann überschüssiges Fett nicht ausreichend entweichen, kann es sich im Lagerbereich ansammeln und eine unerwünschte Erwärmung begünstigen.

Gleichzeitig dürfen über Schmieranschlüsse und Schmiergeräte keine Verunreinigungen in das Lager eingebracht werden. Saubere Schmierstellen und Schmiergeräte sind daher eine wichtige Voraussetzung für die fachgerechte Wartung.

Nachschmierbare Motorlager können manuell oder mithilfe eines automatischen Schmiersystems versorgt werden. Welche Lösung sinnvoll ist, hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:

• Anzahl der Elektromotoren
• Zugänglichkeit der Schmierstellen
• erforderliche Nachschmierintervalle
• benötigte Dosiergenauigkeit
• Sicherheitsbedingungen
• Anlagenverfügbarkeit
• vorhandene Instandhaltungsprozesse

Bei der manuellen Nachschmierung müssen Instandhalter die jeweiligen Motorlager zu den vorgesehenen Zeitpunkten erreichen und mit der definierten Schmierstoff menge versorgen. Eine große Anzahl von Elektromotoren kann den organisatorischen Aufwand erhöhen, da Schmierintervalle, Schmierstoffe und Mengen für zahlreiche Lagerstellen zuverlässig eingehalten werden müssen. 

Schwer zugängliche oder während des Betriebs sicherheitskritische Schmierstellen können zusätzliche Wartungsmaßnahmen oder Unterbrechungen des Anlagenbetriebs erforderlich machen. Abweichungen bei Schmierzeitpunkt und Schmierstoff menge können außerdem entstehen, wenn die Dosierung ausschließlich manuell erfolgt und die Abläufe nicht konsequent standardisiert sind.

Eine Automatisierung kann deshalb insbesondere dort sinnvoll sein, wo wiederkehrende Schmierarbeiten zuverlässig, reproduzierbar und mit möglichst wenigen manuellen Eingriff en durchgeführt werden sollen.

Automatische Schmiersysteme können Motorlager kontinuierlich oder in definierten Zeitintervallen mit einer festgelegten Schmierstoffmenge versorgen. Dadurch lässt sich die Schmierstoffabgabe standardisieren und der Aufwand für wiederkehrende manuelle Arbeiten an laufenden Anlagen reduzieren.

Eine passend ausgelegte automatische Schmierung kann insbesondere dabei helfen:

• Nachschmiertermine zuverlässig einzuhalten
• Schwankende Schmiermengen zu vermeiden
• Wiederkehrende manuelle Eingriffe an laufenden Anlagen zu reduzieren
• Eingriffe an schwer zugänglichen oder sicherheitskritischen Schmierstellen zu verringern
• Wartungsabläufe planbarer zu gestalten

Das Schmiersystem muss jedoch sorgfältig an Schmierstoffbedarf, Betriebsbedingungen, Leitungsführung und Motoranforderungen angepasst werden.