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Entscheidungshilfe bei der Schmierstoffauswahl

Dank LubeSelect kann SKF die Kunden bei der
Auswahl des richtigen Schmierstoffs noch besser
beraten und unterstützen
Die richtige Schmierung mit dem richtigen Schmierfett ist für Wälzlager lebenswichtig. Hier verfügt SKF über herausragendes Fachwissen, das sich aus Grundlagenforschung zur Fettschmierung, aus Tests und Praxiserprobungen sowie der Erfahrung mit Praxisanwendungen speist.

Das Wissen von SKF über die Schmierung von Wälzlagern ist nun in der wissensbasierten Datenbank LubeSelect zusammengestellt. Über das Intranet können die Ingenieure das Fachwissen der gesamten SKF „anzapfen“ und so ihre Kunden besser beraten. Jede Woche sind 300 Zugriffe von SKF Mitarbeitern auf LubeSelect zu verzeichnen.

Heute reicht es nicht mehr aus, wenn Unternehmen nur Qualitätsprodukte anbieten; sie müssen sich dadurch vom Wettbewerb abheben, dass sie ihr einmaliges Fachwissen verfügbar machen. Auch die Aufbereitung und Verbreitung von Informationen im Unternehmen lässt sich mit Wissensmanagement optimieren.
Fachwissen lässt sich beispielsweise in Expertensystemen zur Entscheidungsfindung nutzen. Es kann in Form von erprobten Praxisbeispielen, allgemeinen Regeln oder physikalischen Beziehungen mit empirischen Parametern vorliegen. Die Darstellung hängt natürlich davon ab, welches Wissen überhaupt verfügbar ist und wie weit es gesichert oder ausgereift ist.

Im SKF Engineering and Research Centre wurde ein System zur Schmierstoffauswahl entwickelt. Das Fachwissen basiert auf Grundlagenforschung zur Fettschmierung, auf Tests und Praxiserprobungen sowie der Erfahrung mit Praxisanwendungen. Über LubeSelect ist es im SKF Intranet jederzeit abrufbar.

Der Hintergrund

Die Auswahl eines Schmierstoffs erfolgt normalerweise anhand des Verhältnisses zwischen gewünschter und tatsächlicher Viskosität des Grundöls. Angestrebt wird ein dünner Schmierfilm, der metallische Berührung zwischen den Wälzkörpern, Laufbahnen und dem Käverhindert.

Eine Art rudimentäres Expertensystem wurde bereits 1988 entwickelt. Es basierte aber nicht allein auf dem Viskositätsverhältnis, sondern zog auch andere Auswahlkriterien für den Schmierstoff heran.

Eine jüngere Entwicklung ist die Datenbank LuBase, die eine Vielzahl von Schmierstoffen umfasst. Eine einfache Suchfunktion, beispielsweise anhand der Viskosität oder Konsistenz, ist eingebaut. Ähnliche Datenbanken mit Suchkategorien wie Konsistenz, Art des Dickungsmittels, Grundöl und Viskositätsverhältnis bestehen auch bei anderen Wälzlagerherstellern.

Das Viskositätsverhältnis ist ein wichtiger Parameter, insbesondere für Ölschmierung. Moderne Schmierfette sind jedoch so komplex mit ihren speziellen Additiven, Festschmierstoffen, Dickungsmitteln, Grundölen und anderen Faktoren, dass das Viskositätsverhältnis allein die Leistungsfähigkeit des Fetts gar nicht mehr ausreichend beschreiben kann. Für jede Anwendung müssen alle Eigenschaften des Schmierfetts betrachtet werden.

Die Suche nach einem Schmierfett anhand von Konsistenz, Dickungsmittel und anderen Parametern ist durchaus einbrauchbarer Ansatz. Es fehlt jedoch die direkte Zuordnung der Betriebsbedingungen zu den jeweils erforderlichen Schmierstoffeigenschaften. Systeme wie LuBase greifen auf eine große Datenmenge zurück. LubeSelect dagegen wählt das richtige Schmierfett anhand der Betriebsbedingungen aus.

Das Prinzip

In LubeSelect sind zwei unterschiedliche Suchansätze möglich:

1. Über die Betriebsbedingungen der Anwendung, die ein möglichst genaues Bild von der Lagerumgebung geben. Sie werden mit den Eigenschaften der unterschiedlichen Fette abgeglichen. Das Schmierfett, das die beste Übereinstimmung aufweist, wird als erstes aufgelistet.

2. Über ein Anwendungsprofil. Für typische Wälzlageranwendungen wird die Schmierempfehlung anhand von der SKF Praxiserfahrung ausgesprochen.

Auswahl über die Betriebsbedingungen:

Zunächst werden grundlegende Angaben zur Anwendung und zum Lager abgefragt. Diese 30 Parameter kann der Nutzer noch nach ihrer Bedeutung für die jeweilige Anwendung gewichten. Es sind beispielsweise hohe Korrosionsbeständigkeit, geringer Geräuschpegel, biologisch abbaubares Schmierfett usw. Anhand der Betriebsbedingungen werden die Standardschmierstoffe überprüft und die am besten geeigneten vorgeschlagen.
Wenn es sich nicht um Standardanwendungen handelt oder besondere Betriebsbedingungen vorliegen, können keine Standardschmierstoffe vorgeschlagen werden. Die Fette sind nach ihrer Leistungsfähigkeit anhand wälzlagerspezifischen Kriterien eingeteilt. Zum Teil werden auch Prüfungen durchgeführt, etwa Geräuschmessungen auf einem speziellen Prüfstand. Unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen wird aus der Bewertung der einzelnen Kriterien für das Fett eine “Gesamtnote“ zwischen 0 und 1 vergeben (keine Übereinstimmung = 0, volle Übereinstimmung = 1).

Die erforderlichen Berechnungen basieren auf der Fuzzy Entscheidungstheorie. Dies bedeutet im wesentlichen:

  • Die Bewertung verschiedenen Leistungsparameter wird gewichtet
    (ein Durchschnittswert gebildet)

 

  • Der Nutzer kann die Kriterien mit Hilfe eines „Bedeutungsfaktors“ gewichten, und
  • Eine Bewertung „Null“ bei einem Kriterium kann nicht durch ein anderes Kriterium ausgeglichen werden.Dann wird der Operator des geometrischen Mittelwerts bestimmt:
    Score j =
    P
    np
    ( m
    i,j )
    n
    i,

    for
    i
    =
    1,…,
    n
    p
    und j
    =
    1,….,
    ng

    mit

    n
    i = normalisierter Gewichtsfaktor

    m
    i,j = Leistungsfähigkeit des Fetts jth

    bei Kriterium i th

    ng = Anzahl der Fette

    n
    p = Anzahl der Leistungskriterien

    Score j = Gesamtergebnis für Fett jth

    Nach der Bewertung werden die Fette in der Reihenfolge des Ergebnisses aufgelistet. Die „Gesamtnote“ wird als Prozentzahl ausgedrückt. Die empfohlenen Fette werden in einer Rangliste mit Bewertung ausgegeben.
    Auch Ausnahmefälle, etwa spezielle auf Lebensdauer geschmierte Lagervarianten, können mit diesem System bearbeitet werden. Es wird nicht nur das empfohlene Schmierfett angegeben, der Nutzer wird auch über die rechnerische Fettgebrauchsdauer (Nachschmierfrist), das Viskositätsverhältnis, die Fettmenge und andere wichtige Punkte informiert.

    Auswahl über das Anwendungsprofil:

    Wenn ein praxisbewährtes Anwendungsprofil vorliegt, läuft die Auswahl des Schmierfetts nach anderen Mechanismen ab. Die SKF Geschäftsbereiche, Schmierstofffachleute und die Technische Beratung haben gemeinsam 50 Anwendungsprofile (etwa in der Papier- und Zellstoffindustrie) erarbeitet und dazu Schmierstoffempfehlungen ausgewählt. Sie werden direkt angezeigt.

    Umsetzung und Einführung

    LubeSelect entspricht den formalen technischen Normen zur Erstellung von wissensbasierten Systemen wie CommonKADS und System Development Framework (SDF). Der Kern von LubeSelect ist eine regelbasierte Expertensystem-Schale in Java. Das System setzt sich aus folgenden Kernmodulen zusammen:

    • dem Lube-Select-Kern, einem Online-Programm auf einem Windows-NT Netzserver
    • einer Lotus Notes Datenbank, die von den Schmierungsfachleuten verwaltet wird,
    • einem Wälzlager-Servlet (einer Parallelanwendung, die Wälzlagerdaten online im SKF Katalog sucht)
    • dem Browser des Nutzers.

    Alle Module sind über das SKF Intranet miteinander verknüpft.

    Seit der Einführung im September 2000 wird LubeSelect jede Woche ungefähr 250 bis 300 Mal abgerufen. Es wurden bereits kleinere oder größere Ergänzungen und Erweiterungen vorgenommen. So sind beispielsweise Ölschmierung und verschiedenen Sonderlager hinzugekommen. Das System wird auch in SKF internen Schulungen für Ingenieur der Technischen Beratung eingesetzt. Es ist geplant, auch den Zugang zu LubeSelect über das Internet zu ermöglichen.

    Ein wissensbasiertes System wie LubeSelect ist eine gute Möglichkeit, spezifisches Fachwissen jedem im Unternehmen zur Entscheidungsfindung in der täglichen Arbeit zur Verfügung zu stellen. Auch für andere Bereiche sind bei SKF vergleichbare Systeme in Vorbereitung.

    Gerard Schram,

    SKF Engineering & Research Centre B.V. Nieuwegein,
    Niederlande


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