Eigenschaften von Schmierfetten

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1 Eigenschaften von Schmierfetten Allgemeine Eigenschaften Die Schmierfähigkeiten eines Fettes hängen von der Art des benutzten Basisöls und des Verdickungsmittels ab. Die Eigenschaften, die die Leistungsfähigkeit eines Fettes beeinflussen, sind: - Beständigkeit (NLGI Grad) - Tropfpunkt - Tragfähigkeit - Oxidationsstabilität - Beschaffenheit und Struktur - Flusseigenschaften und Pumpfähigkeit - Mechanische Stabilität und Reversibilität - Entlüftungseigenschaften - Wasserwiderstand - Rost und Korrosionsschutz Beständigkeit Beständigkeit ist ein Maß der relativen Härte eines Schmierfettes. In der Regel erweichen Schmierfette bei der Inbetriebnahme. Beständigkeit eines Schmierfettes gemessen an der Durchdringung, wird bestimmt durch die ASTM D-271 Standardtestmethode der Drucksondierung. Je tiefer die Drucksondierung das Schmierfett durchdringt nachdem es 60 Hiebe in Betrieb war, desto weicher ist das Schmierfett.

2 NLGI Grade Schmierfett wird durch seine Dicke klassifiziert NLGI Grade (9 Grades) 000, 00, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 Mehr Öl -weniger Dicke Less Oil More Thickener NLGI GRAD Durchdringungsvermögen Beständigkeits- Analogie Ketchup Apfelsauce Brauner Senf Tomatenpaste Erdnussbutter Gemüsebutter Gefrorener Joghurt Smooth Pate Streichkäse

3 Tropfpunkt Tropfpunkt ist die Temperatur, bei der ein Fett von einem formbaren Festkörper in einen flüssigen Zustand übergeht. Der Tropfpunkt eines Fetts ist nützlich, um die Art des verwendeten Verdickungsmittels zu charakterisieren. Jede Art Verdickungsmittel weist einen bestimmten Tropfpunktbereich auf. Der Tropfpunkt ist kein Maß der Service-Leistung eines Fettes, noch setzt er die maximale verwendbare Temperatur oder die Temperaturbegrenzung fest, in der das Fett ohne erneute Schmierung benutzt werden kann. Ein allgemeiner Erfahrungswert ist, dass ein Fett maximal verwendet werden kann, wenn es mindestens 10 bis 38 C unterhalb seines Tropfpunktes ist. Verdickungsmittel Tropfpunkt MAXIMALE BETRIEBSTEMPERATUR LITHIUM SOAP C C LITHIUM C C HYDROXYSTERARTE LITHIUM COMPLEX +260 C C CALCIUM SOAP C 90 C CALCIUM 12- HYDROXYSTERATE C C CALCIUM COMPLEX 232 C 177 C BARIUM SOAP C C BARIUM COMPLEX C 177 C ALUMINUM C C COMPLEX POLYUREA 232 C 177 C BENTONE NONE C CALCIUM SULFONATE 300 C 177 C Tragfähigkeit Lastentragende Fähigkeiten beziehen sich auf E.P. und tragen den Schutz, der vom Fett geboten wird. Viele Lageranwendungen werden hoher Stoßbelastung oder ununterbrochenen Drehkraftzuständen (langsam/hoch) und in manchen Fällen massiven Überladungsbedingungen unterworfen. Diese Bedingungen führen häufig zu Grenzschmierungszuständen.

4 Extreme Druckzusätze und Antiverschleißzusätze werden allgemein in der Rezeptur des Fettes vornehmlich benutzt, um seine Tragfähigkeit zu erhöhen. Die Antiverschleiß- und Extremdruckeigenschaften eines Fettes können unter Anwendung von festen Schmiermitteln wie Molybdändisulfid, Graphit und Teflon weiter erhöht werden. Die verschiedenen Tests, die angewandt werden, um den extremen Druck und die additiven Antiverschleißeigenschaften eines Fettes zu messen, sind: - Timken E.P. Test ASTM D Four Ball Wear Test ASTM D Four Ball E.P. Test ASTM D Falex Dauerlasttest ASTM D-3233` Oxidationsstabilität Oxidationsstabilität ist der Widerstand des Fettes zur chemischen Verschlechterung, die durch Belastungen der Luft, besonders bei Hochtemperaturen verursacht wird. Die Oxidationsstabilität eines Fettes hängt von der Art des benutzten Basisöls ab, der Art und der Menge des verwendeten Verdickungsmittels und der Art des angewandten additiven Systems des Oxidationshemmstoffes. Ein hoher Widerstand zur Oxidation ist wichtig, wann immer lange Lagerung oder Nutzungsdauer gefordert sind, oder wo Hochtemperaturen sogar während eines kurzen Zeitraums aufkommen können. Die ASTM-D 942 Oxidations-Stabilitäts-Test-Methode ist die allgemeinste Testmethode, die angewendet wird, um die Oxidationsstabilität eines Fettes festzustellen. Beschaffenheit und Struktur Beschaffenheit und Struktur beziehen sich auf das Aussehen und auf die Griffigkeit des Fettes. Es sind Faktoren, die die Haftfähigkeit und die Mühelosigkeit im Umgang mit dem Produkt beeinflussen. Diese Eigenschaften hängen von der Viskosität des Basisöls, der Art des Verdickungsmittels, der Menge von jedem der in der Rezeptur benutzten Bestandteile, von bestimmten vorhandenen Zusätzen und dem Herstellungsverfahren, das zur Fettbildung angewandt wird, ab. Es gibt keine Standardtestmethoden für eine quantitative Definition dieser Eigenschaften; sie werden durch Sicht- und Tastkontrolle definiert. Die Beschaffenheit ist eine zu beobachtende Eigenschaft, wenn eine kleine Menge Fett zusammen gedrückt und anschließend langsam auseinander gezogen wird. Beschaffenheit wird wie folgt beschrieben: Butterartig - das Fett trennt sich in kurzen Spitzen ohne sichtbare Fasern. Glatt - die Oberfläche des Fettes ist verhältnismäßig frei von Unregelmäßigkeiten. Fadenartig oder haftend - das Fett neigt dazu, sich in die langen, feinen Strängen auszudehnen aber ohne sichtbare Anzeichen einer Faserstruktur.

5 Kurze Fasern - das Fett weist einen Abbruch mit Anzeichen von Fasern auf. Lange Fasern - das Fett weise eine Tendenz auf, sich in ein einzelnes Bündel Fasern auszudehnen oder aneinanderzureihen. Fließeigenschaften und Pumpfähigkeit Fließeigenschaften eines Fetts sind für die Auswahl eines bestimmten Betriebseinsatzes von hoher Wichtigkeit. Das Fett muss als zähflüssige Flüssigkeit arbeiten, sobald es in Betrieb genommen ist. Die Fließeigenschaften eines Fettes und seine Pumpfähigkeit werden durch die Viskosität und die ganze Art des benutzten Basisöls, der Präsenz des Viskositätsindexverbesserer sowie der Menge und der Art der Verdickungsmittelrezeptur reguliert. Fließeigenschaften eines Fettes und Pumpfähigkeit bei niedrigen Temperaturen werden durch den Gebrauch von den folgenden Tests bestimmt: - Offensichtliche Viskosität der Schmierfette ASTM D U.S Steel Mobility Test - Drehmoment Test bei niedriger Temperatur ASTM D Lincoln Ventmeter Test Scher- und mechanische Stabilität In vielen Lageranwendungen kann ein Fett hoher mechanischer Scherbeanspruchung oder hohen Ladenzuständen unterworfen werden. In many bearing applications a grease can be subjected to high mechanical shear stress or high loading conditions. Ein Fett muss Scherstabilität aufweisen, ansonsten läuft das Fett entweder aus dem Schmierungsbereich heraus oder es spaltet sich auf in seine Basisöl- und Verdickungsmittelbestandteile. Somit würde es dem Basisöl erlauben, aus dem Schmierungsbereich auszulaufen und das Verdickungsmittel zur Schmierung zurückzulassen. Scher- und mechanische Stabilität ist der Widerstand eines Fettes zu den dauerhaften Änderungen seiner Beschaffenheit; dank der ununterbrochenen Anwendung der Scherkräfte. Scher- und mechanische Stabilität messen die Fähigkeit eines Fettes in einem Lager an Ort und Stelle zu bleiben. Jede mögliche Änderung in der Übereinstimmung muss angemessen sein um die Fähigkeit des Fettes im Lager zu bleiben, zu erhöhen. Die Scher- und die mechanische Stabilität eines Fettes ist von der Art und der Menge des verwendeten Verdickungsmittels abhängig. Ein Fett, das einen hohen Verdickungsmittelinhalt enthält, trennt sich bereitwillig in ein Basisöl und in ein Verdickungsmittel, wenn es schwere Arbeit in einem Lager verrichtet hat. Ins Besondere wenn hohe, mechanische Scherspannungen oder hohe Ladebedingungen auftreten. Die Scher- und mechanische Stabilität eines Fettes wird durch die folgenden Tests bestimmt:

6 - Rollstabilitätstest ASTM D Abgewandelter Rollstabilitätstest ASTM D-1831(Mod) - Ausströmungstendenzen von Radlagerfett ASTM D Mechanischer Stabilitätstest ASTM D-217 Appendix A Reversibilität Wenn ein Fett außergewöhnlich hohen Temperaturen kurz ausgesetzt ist und dann zu den normalen Betriebstemperaturen zurückkehrt oder hohe Stoßbelastungszustände antrifft, tritt Ausschwitzen des Basisöls des Fettes auf. Während des Normalbetriebs eines Lagers ist es die Aufgabe des Verdickungsmittels seine Basisöle und Zusätze freizugeben, um zu schmieren. Wenn die Maschine abgestellt wird oder wenn Hochtemperaturen oder hohe Stoßbelastung auftreten, muss das Fett die Fähigkeit haben, seine Basisöle wieder zu erlangen, um seine ursprünglichen Beständigkeit zurück zu erlangen. Reversibilität wird durch die Fähigkeit des Fettes, seine Basisöle wieder aufzunehmen bestimmt, um zu seiner ursprünglichen Beständigkeit zurückzukehren und weiterhin zu arbeiten, wie beabsichtigt. Die Reversibilitätseigenschaften eines Fettes werden durch die Art und die Menge des benutzten Verdickungsmittels bestimmt. Je höher der Verdickungsmittelanteil, desto geringer ist die Reversibilität des Fettes. Prozentanteil der Reversibilität verschiedene Schmierfett Verdickungsmittel Art des Verdickungsmittel Prozent der Reversibilität Aluminiumkomplex 95% bis 100% Barium 55% bis 30% Bariumkomplex 0% bis 30% Bentone 50% bis 95% Kalzium 12-Hydroxysterate 10% bis 30% Kalziumkomplex 10% bis 30% Kalziumsulfonat Komplex 75% bis 90% Lithium 40% bis 65% Lithium 12-Hydroxysterate 45% bis 65% Lithiumkomplex 70% bis 80% Polyharnstoff 20% bis 60% Eigenschaften des Ausschwitzens Ausschwitzen ist die Trennung des Basisöls vom Fett während der Lagerung. Es wird durch Öllachen auf der Fettoberfläche oder durch Lachen in Höhlen nachgewiesen, nachdem das Fett vom Behälter ausgeschöpft wurde. Ausschwitzen ist in weichen Fetten, die ein Basisöl von niederer Viskosität einsetzen, am ausgeprägtesten. (NLGI Grade 00,0,1)

7 Während die grobe Trennung des Basisöls vom Fett nicht annehmbar ist, ist eine kleine Ausschwitzung wünschenswert, weil sie die sofortige Schmierung der Teile sicherstellt, wenn die Maschinerie gestartet wird. Druckausschwitzen kann auftreten, wenn ein Fett unter Druck in einer federgelagerten Schmierpresse, in unter Druck gesetzten Zufuhren oder unter Druck gesetzten zentralisierten Schmiersystemen gehalten wird. Schmierfette, die einen geringen Verdickungsmittelanteil haben, werden weniger durch Druckausschwitzen als Fette mit einem hohen Verdickungsmittelinhalt beeinflusst. Die Eigenschaften des Ausschwitzens eines Fetts werden durch den Gebrauch von den folgenden Tests bestimmt: Öltrennung vom Fett während der Lagerung ASTM D-1742 Druck-Öl-Trennungs-Test US-Stahl-Methode Öltrennung vom Schmierfett ASTM D-6184 Wasserresistenz Viele Lageranwendungen werden ständig Wasser ausgesetzt. Ein Fett muss die Fähigkeit haben, einem Erweichen zu widerstehen und/oder der Emulgierung mit Wasser. Wenn ein Fett diese Fähigkeit nicht besitzt, wird es Auswaschen. Das führt dazu, dass das Fett nicht mehr die Fähigkeit hat, als eine Dichtung gegen Wasserverschmutzung, Verrosten und Abnutzung zu wirken und außerdem die Fähigkeit verliert, die Lager effektiv zu schmieren. Die Eigenschaften eines Fettes zur Wasserbeständigkeit hängen direkt mit der Menge und der Art des benutzten Verdickungsmittels zusammen. Allgemein gilt, dass je höher der Verdickungsmittelanteil ist, desto mehr Wasser nimmt das Fett auf. Wasserbeständigkeitseigenschaften eines Fettes sind unter Anwendung von den folgenden Tests bestimmt: - Wasserauswaschungstest ASTM D Wasserversprühungstest ASTM D Rollstabilitätstest im Beisein von Wasser ASTM D Abgewandelt

8 Rost- und Korrosionsschutz Im Beisein von Wasser muss sich ein Fett gegen Verrosten schützen. Fette sollten die Nichteisen- und Eisenmetalle nicht befallen. Der Rost- und Korrosionsschutz eines Fettes hängt von dessen Beschaffenheit, der Reaktion mit Wasser, seiner Fähigkeit, eine Dichtung zu bilden und aufrecht zu halten, ab. Der Rost- und Korrosionsschutz eines Fettes wird unter Anwendung von Rostschutzmittelzusätzen im Fett erhöht. Der Rost- und Korrosionsschutz eines Fettes wird durch die folgenden Tests bestimmt: - Copper Strip Korrosionstest ASTM D Rust Inhibierungstest Emcor Rosttest ASTM D-6138