Gleitlager werden aus den verschiedensten Werkstoffen hergestellt, je nach Einsatzgebiet und Anforderungen wird der richtige [[Werkstoff ]] ausgewählt.
Am häufigsten kommen Nichteisenmetall-Legierungen vor. Zudem noch folgende Werkstoffgruppen, Nichtmetalle [[Nichtmetall]]e die für die Formgebung der Lagerschalen verantwortlich sind und gelegentlich Gusseisen mit Lamellengraphit.
Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen Massiv- und Verbundlager.
Ein Massivlager besteht aus einem einzigen Lagerwerkstoff mit hoher Festigkeit. Häufig wird Gusseisen bzw. CuSn[[Cu]][[Sn]]- CuSnZn[[Cu]][[Sn]][[Zn]]-Gusslegierungen verwendet. Bei einem Verbundlager wird eine Lagerwerkstoffschicht auf einen Stützkörper aus [[Stahl]], Stahlguss oder Gusseisen aufgegossen. Diese Verbindungen sind Form- oder Stoffschlüssig.
Bei hochbelasteten Lagern,z.B. in einem Verbrennungsmotor, werden Lager mit 3 oder mehr Schichten eingesetzt.
Als Wellenwerkstoff wird ausschließlich [[Stahl]] verwendet. Meistens genügen unlegierte Stähle [[DIN EN 10025]] , nur bei hohem Verschleiß oder gefordeter hoher Oberflächenhärte Oberflächen[[härte]] werden niedrig legierte Stähle [[DIN EN 10084]] eingesetzt. Bei großen Wellenquerschnitten kommen Vergütungsstähle [[DIN EN 10083]] zum Einsatz.
In der obigen Tabelle, wird eine kleine Auswahl von Lagerwerkstoffen und deren Eignung bei unterschiedlichen Beanspruchungen dargestellt. Eine 0 bedeutet nicht geeignet und 4 Sterne bedeuten geeignet.
Welcher Gleitflächenwerkstoff kommt in Frage, wenn eine hohe Gleitgeschwindigkeit und eine hohe Schlagbelastung zu erwarten sind?
Die Welle ist aus gehärtetem Stahl (55 [[HRC]]) und eine ausreichende Schmierung ist gewährleistet. Nutze beide Tabellen zur Lösung.
[[Gleitlager: Antworten]]
Belastungsarten eines Gleitlagers im Betrieb sind z.B. Radial- und Axialkräfte, Reibkräfte, Wärme, Drehzahl, Unwucht der Bauteile.
[[Bild:Lagerschaden.jpg]]
Verschiedene Faktoren verursachen mit der Zeit einen Lagerschaden.
Einem Lagerschaden gehen bestimmte Symptome vorraus. Bei deren Beachtung kann ein drohender Lagerschaden abgewendet werden.
*untypische Geräusche während des Betriebes
*untypische Schwingungen
*Druckabfall des Schmierstoff
*Rückstände im Schmierstoff
*Lagerspiel
*zu hohe Lagertemperaturen
=== Maßnahmen ===
Durch gewisse Maßnahmen kann man die Symptome eines drohenden Lagerschadens erfassbar machen.
*regelmäßige Wartungen/Inspektionen
*Einsatz von Schmierstoffiltern
*Sensoren zur Überwachung relevanter Betriebszustände (Temperatur/Schwingungen)
Sie eignen sich besonders bei hohen Drehfrequenzen und starken stoßartigen Belastungen. Sie eignen sich für den Dauerbetrieb da sie verschleißarm sind.
'''Einsatzbereiche:'''
*Getriebe
*Verdichter
*Haupt- und Pleuellager
*Elektomotoren
Sie eignen sich nur bei niedrigen Drehfrequenzen. Sie haben einen geringen Reibungsverlust und eignen sich besonders für den Dauerbetrieb da sie verschleißfrei sind.
'''Einsatzbereiche''':
*Werkzeugmaschinen
*Axiallager mit hoher Belastung
*Präzisionslager
=== Trockenlauf -Gleitlager ===
Trockenlauf -Gleitlager eignen sich für den wartungsarmen oder wartungsfreien Betrieb. Einsatzbereiche:
'''Einsatzbereiche''':
*Haushaltsgeräte
*Baumaschinen
Ein kombiniertes Lager für hohe Radial- und Axialkräfte in beiden Richtungen ist das Schiffswellenlager. Die Axialkraft wird vom Wellenbund je nach Richtung auf einen der beiden Mehrgleitflächen-Druckringe übertragen, die durch Tellerfedern spielfrei gegen den Bund gedrückt werden. Bei diesem Lager benutzt man die Umlaufschmierung durch eine Pumpe. Das seitlich austretende Öl wird durch Spritzringe und Filzringe abgefangen und aus dem Fangraum durch Rohre in den Sammelraum geführt.
Von der Lagergestaltung hängt der im Lager auftretende Schmierfilmdruck p<sub>max</sub> ab. Ein Lager muss in seiner Breite so [[Dimensionierung|dimensioniert]] sein, daß es diesen Druck ohne Gleitflächenverformung aufnehmen kann. Das Breitenverhältnis zwischen Lagerbreite b und Innendurchmesser d<sub>L</sub> beeinflußt die Tragfähigkeit und Erwärmung des Lagers.
Bei Lagern mit hoher Drehzahl und geringer Lagerkraft F wird ein Verhältnis b/d<sub>L</sub>=0,5...1 angestrebt, im umgekehrten Fall wird ein kleiner Verhältniswert verwendet b/d<sub>L</sub><0,5.
Lager die ein Breitenverhältnis b/d<sub>L</sub>=>1...1,5 haben, besitzen eine geringere Tragfähigkeit, da sich das Öl in einem breiten Lager länger befindet und somit die Temperatur des Öles steigt. Die Viskosität des Öles nimmt dabei ab.
Um die mechanische Beanspruchung der Lagerwerkstoffe zu beurteilen muss man die spezifische Lagerbelastung ermitteln. Die ergibt sich aus der Lagerkraft bezogen auf die Lagerfläche.
Bei gleicher Lagerbreite kann ein Lager mit geringer Schmierspalthöhe ( Lagerspiel) die Lagerkraft gleichmäßig aufnehmen und besitzt ein deutlich geringeres p<sub>max</sub> als ein Lager mit großer Schmierspalthöhe.
'''Segmentbreite'''
b=0,5{{*}}(da-di)
'''mittlerer Lagerdurchmesser'''
dm=1,25 <b>·</b> {{*}}l <b>·</b> {{*}}z/π
'''Segmentdicke'''
hseg=0,25√b2+l2
'''Segmentteilung'''
lt=1,25 <b>·</b> {{*}}l
'''mittlere Flächenpressung'''
p<sub>L</sub>=F/z <b>·</b> {{*}}l <b>·</b> {{*}}b
'''Belastungskennzahl'''
Alle Formeln dem Roloff/Matek Lehrbuch und der Formelsammlung entnommen.
== Übungsaufgabe ==
Für ein Axiallager mit Kippsegmenten für eine senkrechte Welle sind die Segmentbreite b, Segmentlänge l, Segmentdicke h<sub>seg</sub> und Segmentteilung l<sub>t</sub> zu berechnen.
Bekannt ist der Wellenaußendurchmesser d<sub>a</sub>=330mm, der Welleninnendurchmesser d<sub>i</sub>=170mm, der mittlere Durchmesser d<sub>m</sub>=250mm und die Anzahl der Segmente z=10.