Klassifizierung, Eigenschaften und Verwendung von Gleitlagern

Gleitlager werden in Bereichen mit flüssiger, maximaler oder trockener Reibung eingesetzt. Der Bereich mit flüssiger Reibung hat die meisten funktionellen Vorteile, da nur geringe Reibungsverluste auftreten und die Abnutzung der Gleitflächen minimal ist. Die flüssige Schmierung wird entweder durch die relative Bewegung der Gleitflächen (hydrodynamische oder aerodynamische Schmierung) oder durch einen Schmiermitteleinlass über einem äußeren Druckeintritt (hydrostatische und aerostatische Schmierung) realisiert.

Die Reibungsverluste sind im Bereich maximaler Reibung etwa ein Grad und im Bereich trockener Reibung etwa zwei Grad höher als bei der flüssigen Reibung. Die Abnutzung der Gleitflächen unterscheidet sich in den einzelnen Bereichen um mehrere Grad. Aus diesen Gründen werden für Lager, die kontinuierlich im Bereich maximaler oder trockener Reibung eingesetzt werden, niedrigere Betriebsparameter ausgewählt. Zudem muss die geringere Lebensdauer berücksichtigt werden.

Hydrostatische, aerostatische und Hybrid-Lager werden dauerhaft in einem Bereich mit flüssiger Reibung genutzt. Hydrodynamische und aerodynamische Lager kommen in diesem Bereich am häufigsten zum Einsatz. Hybrid-Lager werden beim Anlauf- und Auslaufvorgang entweder hydrostatisch oder aerostatisch und während des Betriebs hydrodynamisch bzw. aerodynamisch geschmiert.

Im Bereich maximaler Reibung werden Lager mit geringen Schmieranforderungen verwendet, z. B. Lager mit kurzer Schmierung. Während des Anlauf- und Auslaufvorgangs kommen in diesem Bereich hydrodynamische und aerodynamische Lager zum Einsatz. Im Bereich trockener Reibung werden Lager ohne Schmierung verwendet.

Die beiden folgenden Tabellen geben einen Überblick über die Auswahlkriterien und die Konstruktionslösung für Gleitlager. Sie enthalten Informationen zur Eignung der unterschiedlichen Lagertypen.

Anforderungen	Lager ohne Schmierung	Lager mit maximaler Schmierung	Hydrodynamische Lager	Hydrostatische Lager	Aerodynamische Lager	Aerostatische Lager
Tragfähigkeit	Niedrig	Niedrig bis durchschnittlich	Durchschnittlich bis hoch	Mittel	Sehr niedrig	Niedrig
Geringes Anfangsdrehmoment	Zumeist nicht empfohlen	Ausreichend	Ausreichend	Exzellent	Ausreichend	Exzellent
Geringes Reibungsdrehmoment im stationären Zustand	Zumeist nicht empfohlen	Ausreichend	Ausreichend	Ausreichend	Exzellent	Exzellent
Genauigkeit der radialen Einstellung	Schlecht	Gut	Gut	Exzellent	Gut	Gut
Lebensdauer	Begrenzt, aber vorhersagbar	Begrenzt, aber vorhersagbar	Theoretisch unendlich, aber durch Anlauf- und Auslaufanzahl begrenzt	Theoretisch unendlich	Theoretisch unendlich, aber durch Anlauf- und Auslaufanzahl begrenzt	Theoretisch unendlich
Kombination der axialen und radialen Tragfähigkeit	Axiale Stützfläche zur Absorption der axialen Belastung erforderlich	Axiale Stützfläche zur Absorption der axialen Belastung erforderlich	Axiale Stützfläche zur Absorption der axialen Belastung erforderlich	Axiale Stützfläche zur Absorption der axialen Belastung erforderlich	Axiale Stützfläche zur Absorption der axialen Belastung erforderlich	Axiale Stützfläche zur Absorption der axialen Belastung erforderlich
Stationärer Betrieb	Gut für stationäre Geräte	Exzellent	Exzellent	Exzellent, das potenzielle Pumpengeräusch ausgenommen	Exzellent	Exzellent, aber mögliche Geräuschentwicklung durch Kompression
Einfache Schmierung	Exzellent	Exzellent	Einsatz eines separaten Systems möglich, aber eingeschränkte Geschwindigkeit, Tragfähigkeit und Durchmesser	Zusätzliche Hochdruckpumpe erforderlich	Exzellent	Einlass von komprimierter, trockener und sauberer Luft erforderlich
Verfügbarkeit von Standardbauteilen	Gut bis exzellent	Exzellent	Gut	Nicht geeignet	Nicht geeignet	Nicht geeignet
Schutz vor Produkt- und Umweltverschmutzung	Einschränkungen durch Abrieb	Zumeist ausreichend, aber Dichtung erforderlich (sofern die Arbeitsflüssigkeit nicht zur Schmierung dient)	Zumeist ausreichend, aber Dichtung erforderlich (sofern die Arbeitsflüssigkeit nicht zur Schmierung dient)	Zumeist ausreichend, aber Dichtung erforderlich (sofern die Arbeitsflüssigkeit nicht zur Schmierung dient)	Exzellent	Exzellent
Anlauf- und Auslaufanzahl. Häufige Umdrehungen Richtungswechsel	Exzellent	Gut, zumeist gut	Gut, zumeist gut	Exzellent	Schlecht	Exzellent
Betriebskosten	Sehr niedrig	Sehr niedrig	Abhängig von der Komplexität des Schmiersystems	Berücksichtigung des Preises für den Schmiermitteleinlass erforderlich	keine	Berücksichtigung des Preises für den Gaseinlass erforderlich

Umgebungsbedingungen	Lager ohne Schmierung	Lager mit eingeschränkter Schmierung	Hydrodynamische Lager	Hydrostatische Lager	Aerodynamische Lager	Aerostatische Lager
Hohe Temperatur	Ausreichend, abhängig vom Material	Vorsicht vor Oxidation: Schmierwiderstand erforderlich	Vorsicht vor Oxidation: Schmierwiderstand erforderlich	Vorsicht vor Oxidation: Schmierwiderstand erforderlich	Exzellent	Exzellent
Niedrige Temperatur	Ausreichend, abhängig vom Material	Mögliche Einschränkungen durch das Schmiermittel; Beachtung des Anfangsdrehmoments erforderlich	Mögliche Einschränkungen durch das Schmiermittel; Beachtung des Anfangsdrehmoments erforderlich	Mögliche Einschränkungen durch das Schmiermittel	Exzellent; im Idealfall Trockengas erforderlich	Exzellent; im Idealfall Trockengas erforderlich
Äußere Vibration	Zumeist ausreichend, außer wenn die maximale Stoßbelastung die Tragfähigkeit übersteigt	Zumeist ausreichend, außer wenn die maximale Stoßbelastung die Tragfähigkeit übersteigt	Ausreichend	Exzellent	Zumeist ausreichend	Exzellent
Platzbedarf	Geringe radiale Abmessungen	Geringe radiale Abmessungen	Geringe radiale Abmessungen, der Gesamtplatzbedarf hängt jedoch vom Schmiersystem ab	Geringe radiale Abmessungen, der Gesamtplatzbedarf hängt jedoch vom Schmiersystem ab	Geringe radiale Abmessungen	Geringe radiale Abmessungen, der Gesamtplatzbedarf hängt jedoch vom Gaseintrittssystem ab
Schmutz und Staub	Zumeist ausreichend; Dichtung empfohlen	Für selbstgeschmierte Lager Dichtung erforderlich	Ausreichend; Schmiermittelfilterung erforderlich	Ausreichend; Schmiermittelfilterung erforderlich	Dichtung erforderlich	Ausreichend
Vakuum	Exzellent	Einschränkungen durch das Schmiermittel	Einschränkungen durch das Schmiermittel	Einschränkungen durch das Schmiermittel	Kann zumeist nicht verwendet werden	Kann bei Aufrechterhaltung des Vakuums nicht verwendet werden
Nasse oder feuchte Umgebung	Zumeist ausreichend; Dichtung empfohlen	Zumeist ausreichend; Dichtung empfohlen	Ausreichend	Ausreichend	Ausreichend	Ausreichend
Strahlung	Ausreichend	Einschränkungen durch das Schmiermittel	Einschränkungen durch das Schmiermittel	Einschränkungen durch das Schmiermittel	Exzellent	Exzellent