Wälzlagerungen: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 11. Oktober 2008, 23:20 Uhr
Inhaltsverzeichnis
- 1 Hinweise
- 2 Grundlagen
- 2.1 Aufgaben
- 2.2 Wirkprinzip und Aufbau
- 2.3 Bezeichnungen am Rillenkugellager
- 2.4 Standardbauformen der Wälzlager (Auswahl)
- 2.5 Eigenschaften ausgewählter Wälzlager
- 2.6 Wälzkörper (Auswahl)
- 2.7 Wälzlagerkäfige
- 2.8 Vorteile von Wälzlagern
- 2.9 Nachteile von Wälzlagern
- 2.10 Wälzlagerspiel auf Bauteilen
- 2.11 Lagerluft
- 3 Gestalten und Entwerfen von Wälzlagerungen
- 4 Berechnung der Wälzlager
- 5 Berechnungsbeispiele
- 6 Quellenangaben
Hinweise
Dieser Artikel soll ausschließlich Grundlagen zum Thema Wälzlagerungen vermitteln. Ausführliche Informationen zum Thema sind in zahlreichen Publikationen
(Auswahl siehe unten: Qellenangaben) bzw. im Internet (z.B.: SKF.de oder Schaeffler-Gruppe-INA-FAG) zu Finden.
Es wird keinerlei Haftung für Verluste oder Schäden irgendwelcher Art übernommen, die sich mittelbar oder unmittelbar aus der Verwendung der hierin erhaltenen Angaben ergeben.
Grundlagen
Aufgaben
- Wälzlager sollen relativ zueinander bewegliche, insbesondere drehbewegliche Teile in Maschinen und Geräten abstützen und möglichst Reibungsarm führen.
- Sie sollen die wirkenden äußeren Kräfte (quer, längs und/ oder schräg zur Bewegungsachse) aufnehmen und auf Fundamente, Gehäuse oder ähnliche Bauteile übertragen.
Wirkprinzip und Aufbau
- Wälzlager werden nach der Art der Belastungsrichtung (Wirkrichtung) eingeteilt.
- Wälzlager bestehen im Allgemeinen aus zwei Ringen und einem Kranz von Rollkörpern, die auf den Laufbahnen der Ringe abrollen.
- Die Rollkörper werden in der Regel in einem Käfig geführt. Der Käfig hält die Rollkörper in gleichmäßigem Abstand und verhindert ihre gegenseitige Berührung.
- Bei Nadellagern und Bord losen Pendelrollenlagern muss der Käfig die Rollkörper außerdem Achs parallel führen.
- Ferner soll der Käfig zerlegbarer Lager den Rollkörperkranz zusammenhalten und dadurch den Einbau des Lagers erleichtern.
Einteilung nach Belastungsrichtung in Radiallager und Axiallager
Bezeichnungen am Rillenkugellager
Standardbauformen der Wälzlager (Auswahl)
- Rillenkugellager (DIN 625)
- Schrägkugellager (DIN 628)
- Schulterkugellager (DIN 615)
- Pendelkugellager (DIN 630)
- Axialrillenkugellager (DIN 711, 715)
- Zylinderrollenlager (DIN 5412)
- Kegelrollenlager (DIN 720)
- Tonnen- und Pendelrollenlager (DIN 635)
- Axial- Pendelrollenlager (DIN 728)
- Nadellager (DIN 617)
Eigenschaften ausgewählter Wälzlager
Wälzkörper (Auswahl)
Wälzlagerkäfige
Vorteile von Wälzlagern
- Fast Reibungsloser Lauf (µ = 0,002….0,01) bei richtigem Einbau
- Anlaufmoment ist nur unwesentlich größer als das Betriebsmoment (wesentlicher Vorteil bei Antrieben)
- Kein Ruckgleiten (stick slip)
- Geringer Schmierstoffverbrauch
- Anspruchslos in Pflege und Wartung
- Sie benötigen keine Einlaufzeit
- Weitgehende Normung gestattet leichtes Beschaffen und Austauschen von Ersatzlagern
Nachteile von Wälzlagern
- Besonders im Stillstand und bei kleinen Drehzahlen empfindlich gegen Erschütterungen und Stöße
- Lebensdauer und Höhe der Drehzahl ist begrenzt
- Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzung erfordert einen hohen Abdichtungsaufwand (Verschleißstellen, Leistungsverlust)
Wälzlagerspiel auf Bauteilen
Lagerluft
Gestalten und Entwerfen von Wälzlagerungen
Kriterien für die Auswahl des richtigen Lagers
Bei der Konstruktion:
- Zur Verfügung stehender Bauraum
- Berücksichtigung des Ein- und Ausbaus
- Erforderliche Winkelbeweglichkeit
- Erforderliche Sicherheit (nach Art der Anwendung)
Nach Art der Betriebsbedingungen:
- Belastung
- Drehzahl
- Anforderungen an Genauigkeit und Starrheit
- Reibung
- Umgebungsverhältnisse (Abdichtung)
- Wartung
- Lebensdauer
Höhe der Kosten
Lagerauswahl
Bei der Bezeichnung der Bohrung (Bohrungskennzahl- BKZ) gibt es noch folgendes zu Beachten:
- Die Bohrungskennzahlen 00, 01, 02 und 03 entsprechen in Reihenfolge den Bohrungsdurchmessern 10, 12, 15 und 17 mm.
- Für die Bohrungsdurchmesser 20 bis 480 mm errechnet sich die Bohrungskennzahl wie folgt: Durchmesser der Bohrung geteilt durch 5 (bis Durchmesser 45 mm wird vor die Bohrungskennzahl eine 0 gesetzt).
- Die Bohrungsdurchmesser 0,9 bis 9 mm werden unmittelbar an das Zeichen der Lagerreihe angefügt.
- Die Bohrungsdurchmesser 22, 28, 32 und größer als 500 mm werden durch Schrägstrich getrennt an das Zeichen der Lagerreihe angefügt.
Berechnung der Wälzlager
Statische Tragfähigkeit
Dynamische Tragfähigkeit
Erreichbare Lebensdauer
- Die für das Wälzlager einzusetzende Lebensdauer wird erfahrungsgemäß gewählt.
- Bestimmend sind dabei die Art der Maschine, die Dauer ihres Einsatzes und die verlangte Betriebssicherheit.
- Für häufig vorkommende Betriebsfälle gibt die unten stehende Tabelle sowie die Wälzlagerkataloge L10h- Werte an.
Gebrauchsdauer
Berechnungsbeispiele
Im Bild unten ist die Lagerung der oberen Bandrolle einer Bandsäge zu sehen.
Für die Bandrolle sind geeignete Wälzlager zu Bestimmen.
Lagerung einer Bandsäge Lösung
Quellenangaben
- Roloff/ Matek: Maschinenelemente, 18. Auflage, Vieweg Verlag, ISBN 978-3-8348-0262-0
- Roloff/ Matek: Maschinenelemente/ Formelsammlung, 8. Auflage, Vieweg Verlag, ISBN 978-3-8348-0119-7
- Eschmann, Hasbargen, Weigand: Die Wälzlagerpraxis, 2. Auflage 1978, R. Oldenbourg Verlag, ISBN 3-486-31102-6
- Europa Lehrmittel: Tabellenbuch Metall, 43. Auflage 2005, Verlag Europa Lehrmittel, ISBN 3-8085-1723-9
- Arvid Palmgren: Grundlagen der Wälzlagertechnik, 3. Auflage 1964, Franckh'sche Verlagshandlung Stuttgart
- W. Hampp: Wälzlagerungen, Springer Verlag 1968
