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Alles, was Sie über Axiallager wissen sollten
Ein Axiallager ist ein Drehlager, das sich zwischen Teilen dreht, um die Reibung zu reduzieren, und das für die Aufnahme axialer Belastungen ausgelegt ist (hauptsächlich für Anwendungen mit niedriger Drehzahl). Es handelt sich um ein Axiallager, das die Drehung zwischen Komponenten ermöglicht. Axiallager werden eingesetzt, wenn die Axialkräfte zu hoch sind, um mit Radialkugellagern übertragen zu werden, oder wenn eine starre Führung erforderlich ist.
Als weltweiter Marktführer in der Lagerherstellungsindustrie bietet AUB maßgeschneiderte Axiallagerlösungen, die Ihrer Branche den Vortritt verschaffen. Wir finden Lösungen, um die von Ihnen benötigten Lager zu erhalten und Ihre Lieferzeiten zu verkürzen. Ganz gleich, ob Sie Lager nach Ihren Vorgaben modifizieren, herstellen oder reparieren, wir sind für Sie da. In diesem Artikel besprechen wir Axiallager, von der Konstruktion bis zu den Anwendungen und.
Axiallager nehmen Kräfte in derselben Richtung wie die Welle auf. Sie können in zwei Kategorien unterteilt werden: Druckkugellager und Druckrollenlager. Axial-Kugellager werden verwendet, um eine hohe Leistung zu erzielen, während Axial-Rollenlager häufig in Anwendungen eingesetzt werden, die eine hohe Tragfähigkeit erfordern.
Axial-Rillenkugellager
Axialkugellager verwenden Kugeln als Wälzkörper und sind für die Aufnahme axialer Belastungen ausgelegt. Mit Kugelwälzkörpern können sie höheren Drehzahlen standhalten, im Vergleich zu zylindrischen Wälzkörpern können sie jedoch keinen hohen axialen Belastungen standhalten. Ihre verschiedenen Designtypen sind wie folgt:
Einseitig wirkende Axialkugellager
Ein einseitig wirkendes Axialkugellager kann axiale Belastungen nur in einer Richtung aufnehmen und eine Welle nur in axialer Richtung fixieren. Für radiale Belastungen sind sie jedoch nicht geeignet.
Einseitig wirkende Axialkugellager verfügen über eine Welle und eine Gehäusescheibe mit Laufbahn sowie eine Kugel- und Käfigbaugruppe, wie in Abbildung 2 dargestellt. Gehäusescheiben sind mit flachen oder kugelförmigen Sitzflächen erhältlich. Ein Lager mit einer Kugelscheibe kann eine anfängliche Fehlausrichtung ausgleichen, wenn es mit einer Scheibe mit Kugelsitz verwendet wird. Diese Lager sind zerlegbar und die Komponenten können einzeln montiert werden, was den Zusammenbau der Lager vereinfacht.
Zweiseitig wirkende Axialkugellager können axiale Belastungen in beide Richtungen aufnehmen. Für radiale Belastungen sind sie jedoch nicht geeignet. Die Bestandteile eines zweiseitig wirkenden Axialkugellagers sind eine Wellenscheibe mit Laufbahn auf jeder Seite, zwei Baugruppen mit Kugel und Käfig sowie zwei Gehäusescheiben mit Laufbahn. Die Gehäusescheiben können je nach Anwendungsfall entweder flach oder kugelförmig sein. Lager mit sphärischen Gehäusescheiben können anfängliche Fluchtungsfehler ausgleichen, wenn sie mit Sitzscheiben mit entsprechend sphärischer Oberfläche verwendet werden.
Vollrollige Axialkugellager
Vollrollige Axialkugellager tragen axiale Belastungen, jedoch keine radialen Belastungen. Sie bestehen aus einem Wellenring mit einem etwas kleineren Innendurchmesser als der Laufring, einem Laufring mit einem etwas größeren Außendurchmesser als der Laufring und einem kompletten Kugelsatz. Bei einem vollrolligen Lager sind die Kugelelemente nicht im Käfig enthalten. Dadurch kann die maximale Anzahl an Kugeln zwischen den Laufbahnen platziert werden. Dies ermöglicht eine höhere Tragfähigkeit, Nachteile sind jedoch eine niedrigere Höchstgeschwindigkeit und ein größeres Drehmoment durch die Reibung von Kugel zu Kugel.
Schrägkugellager
Im Gegensatz zu einseitig wirkenden Axialkugellagern mit gerillten Laufbahnen sind die Laufbahnen von Axial-Schrägkugellagern so konstruiert, dass unter bestimmten Kontaktwinkeln die Kräfte von einer Kugelbahn auf die andere übertragen werden. Aufgrund des Kontaktwinkels wird eine Schulter an der Wellenscheibe und eine Schulter an der Gehäusescheibe angehoben. Der Lagerdruckwinkel sorgt für eine starre Führung der Kugeln des axial vorgespannten Lagers. Für Hochgeschwindigkeits-Werkzeugmaschinenspindeln, bei denen eine starre Führung erforderlich ist, sind einfach und doppelt wirkende Axial-Schrägkugellager ideal.
Axiallager
Axialrollenlager haben Zylinder als Wälzkörper und sind für die Aufnahme axialer Belastungen ausgelegt. Durch das zylindrische Wälzelement können sie eine höhere Belastung als Axialkugellager bewältigen, allerdings bei geringeren Drehzahlen. Die unterschiedlichen Designtypen davon sind unten aufgeführt:
Einseitig wirkende Axial-Zylinderrollenlager tragen axiale Belastungen in eine Richtung und sind nicht für radiale Belastungen geeignet. Sie bestehen aus einer Wellenscheibe, deren Innendurchmesser kleiner ist als die Gehäusescheibe, und die Gehäusescheibe hat einen Außendurchmesser, der größer ist als die Wellenscheibe. Die letzten Teile sind die Rollen und der Käfig.
Zweiseitig wirkende Axial-Zylinderrollenlager nehmen axiale Belastungen in beide Richtungen auf, sind jedoch nicht für radiale Belastungen geeignet. Sie bestehen aus einer Wellenscheibe mit einem Innendurchmesser kleiner als die Gehäusescheibe, zwei Gehäusescheiben mit einem Außendurchmesser größer als die Wellenscheibe sowie zwei Baugruppen mit Rollen und Käfigen.
Für platzkritische Anwendungen sind Axialnadellager eine gute Lösung und bieten gleichzeitig ein hohes Maß an Steifigkeit. Diese Lager können sehr hohe Drehzahlen aufnehmen, allerdings nur für Axialkräfte. Nadellager haben oft nur eine oder keine Laufbahn, stattdessen fungieren benachbarte Maschinenteile als Laufbahnen, beispielsweise in Getriebebaugruppen. Folglich nimmt das Lager keinen Platz ein wie eine Unterlegscheibe. Aufgrund der geringen Durchmesserabweichung der Rollen innerhalb einer Baugruppe sind diese Lager in der Lage, hohe Axial- und Spitzenlasten zu bewältigen. An den Rollenenden wird typischerweise eine leichte Entlastung vorgesehen, um die Kontaktfläche zwischen Laufbahn und Rollen zu modifizieren und Spannungsspitzen zu vermeiden.
Axial-Kegelrollenlager können entweder einseitig oder zweiseitig wirkend sein. Sie verfügen aufgrund ihres kleinen Querschnitts über eine hohe Tragfähigkeit, eine lange Lebensdauer und können mittlere und schwere kombinierte radiale und axiale Belastungen bewältigen. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sie sich für eine Vielzahl von Industrie- und Automobilanwendungen. Durch die konische Form der Rollen wird die Last gleichmäßig auf die Rollen verteilt. Darüber hinaus reduzieren Form und Design der Rollen Reibung und Wärmeentwicklung.
Axiallager mit Pendelrollen werden häufig in Anwendungen mit hohen axialen und gleichzeitigen radialen Belastungen eingesetzt. Sie sind selbstausrichtend und können Fehlausrichtungen ausgleichen. Aufgrund ihres niedrigen Reibungskoeffizienten erfordern Axial-Pendelrollenlager weniger Wartung. Aufgrund der Käfigkonstruktion und der Übereinstimmung zwischen Rollen und Scheiben können diese Lager bei relativ hohen Drehzahlen betrieben werden.
Axial-Pendelrollenlager verfügen über trennbare Unterlegscheiben, die es ermöglichen, die Gehäuseunterlegscheibe unabhängig von der Wellenunterlegscheibe und der Rollen- und Käfigbaugruppe zu montieren und zu demontieren. Es erleichtert auch die Durchführung von Routineinspektionen erheblich und ermöglicht jederzeit einen konstanten Schmierstoffstand.
Technische Daten des Drucklagers
Die in metrischen oder imperialen Einheiten angegebene Lagergeometrie muss mit der Gehäusezuordnung der Anwendung übereinstimmen.
Durchmesser der Wellenscheibe ist das Maß über das Bohrloch, das die Schnittstelle für eine Welle darstellt. Dies entspricht dem Innendurchmesser eines Axiallagers.
Durchmesser der Gehäusescheibe ist die geradlinige Messung zwischen antipodalen Punkten auf diesem Bauteil, in das eine Laufbahn für Wälzkörper eingraviert ist.
Breite ist das Maß über die Lagerseite, die parallel zur Wellenachse verläuft; Dies kann auch als „Höhe“ des Lagers angesehen werden.
Mindestlast
Um bei hohen Drehzahlen stabil zu arbeiten, muss das Lager eine Mindestlast auf Wälzkörper und Laufbahnen ausüben. Dies verhindert Schäden an internen Komponenten durch übermäßige Reibung. Die folgende Tabelle enthält Formeln, um dies für jeden der grundlegenden Axiallagertypen zu ermitteln.
Dynamische und statische Schubbelastung
Die dynamische Belastung stellt die mechanische Belastung des Lagers während des Betriebs dar, während die statische Belastung die Belastung ist, die das Lager im Ruhezustand erfährt. In den meisten Fällen entspricht die aufgebrachte Schublast sowohl der dynamischen als auch der statischen Last. Beide Spezifikationen sind wichtig für die Auswahl des Axiallagers und helfen auch dabei, die erwartete Lagerlebensdauer zu bestimmen.
Lebensdauer
Nach der Ermittlung einiger der oben genannten dynamischen Belastungswerte wird die Lebensdauer des Lagers berechenbar.
Betriebstemperaturen
Die akzeptable Betriebstemperatur wird durch die Geräteanforderungen, mögliche Schmier- und Betriebsbeschränkungen des Lagers, die Lagermaterialien und die erwartete Lebensdauer bestimmt. Die Gleichgewichtstemperatur eines Lagers ist die Temperatur, bei der im Lager im gleichen Maße Wärme erzeugt wird, wie es abgeführt wird. Dies ist jedoch für viele Anwendungen ideal und nicht praktikabel. Wärme wird durch Reibung im Lager, Umgebungstemperaturen und andere wärmeerzeugende Maschinen gespeichert. Die Wärmeableitung erfolgt durch Schmierstoffe, die Materialien und Massen des Lagers, die Oberfläche des Lagers und den Luftaustausch innerhalb der Lagerkomponenten.
Präzisionswerkzeuge werden stark von der Wärmeausdehnung beeinflusst, die meisten Industriegeräte sind jedoch weniger empfindlich. Bei vorübergehenden Bedingungen kommt es aufgrund der ungleichmäßigen Erwärmung der Lagerkomponenten zu Spitzentemperaturen, bevor sie sich stabilisieren. Auch neue Lager erzeugen vor dem „Einlauf“ sehr hohe Temperaturen.
Die meisten Standard-Lagerstähle können Temperaturen über 275 °F nicht standhalten, die Hersteller vergüten den Stahl jedoch für geeignete Anwendungen und erhöhen die Temperaturschwelle des Stahls auf 800 °F. Oberhalb dieser Temperatur weisen Kobaltlegierungen eine Beständigkeit gegenüber thermischen Veränderungen und Oxidation auf.
VORTEILE/WICHTIGKEIT VON DRUCKLAGEN
Axialkugellager bieten viele Vorteile, die sie zu einer wichtigen Komponente in einer Vielzahl von Anwendungen machen. Zu ihren Vorteilen gehören:
Hohe Zuverlässigkeit
Hohe Belastbarkeit
Hält rauen Umgebungen stand
Einfache Montage und Demontage
Verschiedene Typen für unterschiedliche Bedürfnisse
Hohe Verfügbarkeit
Geringste Reibung aller Rotationslager
Läuft bei hohen Geschwindigkeiten kühl
DRUCKLAGERANWENDUNGEN/INDUSTRIE
Eine Vielzahl von Anwendungen und Branchen sind auf Axiallager angewiesen, beispielsweise Zentrifugen und verschiedene medizinische Geräte. Weitere häufige Anwendungen sind:
Automotive. Axiallager werden in Fahrzeugen zur Aufnahme von Axialkräften eingesetzt, die durch Schrägverzahnungen in modernen Fahrzeuggetrieben entstehen. Sie sind auch ideal für Automobilanwendungen mit höheren Geschwindigkeiten, die eine Ölschmierung erfordern.
Transport. Drucklager sind für die Transportindustrie sehr wichtig, da sie leistungsstarke und verbesserte Motoren und Propeller ermöglichen.
Generatoren und Wasserturbinen. Bestimmte Arten von Axiallagern können Reibung und Widerstand reduzieren und eignen sich daher ideal für Generatoren und Wasserturbinen.
Hochleistungsmaschinen. Axiallager mit hoher Tragzahl eignen sich für schwere Maschinen wie Bohrmaschinen und Kräne.
Industrielle Maschinen. Mehrere Arten von Industriemaschinen benötigen rotierende Wellen, weshalb Axiallager eine entscheidende Komponente sind.
Bergbau & Bau. Axiallager werden in der Regel aus korrosionsbeständigen Materialien hergestellt, sodass sie axiale Belastungen in Geräten aufnehmen können, die in anspruchsvollen Bergbau- und Bauumgebungen eingesetzt werden.
Ursachen für den Ausfall von Drucklagern und wie man ihn vermeidet
Wenn ein Lager ausfällt, ist es wichtig, die genaue Ursache zu ermitteln, damit Korrekturen vorgenommen werden können. Die drei häufigsten Ursachen für den Ausfall von Axiallagern sind Verschmutzung, Fehlausrichtung und Überlastung.
1. Verunreinigungen – Verunreinigungen sind eine der Hauptursachen für Lagerausfälle. Am häufigsten werden Sie mit Staub, Schmutz, Sand und Wasser in der Luft konfrontiert, aber auch Chemikalien und Ätzmittel können Lager beschädigen.
Dinge, auf die Sie achten sollten: Achten Sie auf Dellen in Wälzkörpern und Laufbahnen, die Vibrationen verursachen können.
Filtern Sie Schmierstoffe und reinigen Sie Arbeitsbereiche, Werkzeuge, Vorrichtungen und Hände, um das Risiko einer Kontamination zu verringern.
2. Fehlausrichtung – Eine Fehlausrichtung kann zu übermäßigen Vibrationen und Belastungen führen.
Zu den häufigsten Ursachen für eine Fehlausrichtung gehören: verbogene Welle, Schmutz oder Grate auf der Welle oder dem Gehäuseansatz, Wellengewinde nicht im rechten Winkel zum Wellensitz und Sicherungsmutterflächen nicht im rechten Winkel zur Gewindewelle.
Um Fehlausrichtungen vorzubeugen, können Sie einige bewährte Vorgehensweisen beachten. Überprüfen Sie die Welle und das Gehäuse regelmäßig, verwenden Sie Sicherungsmuttern in Präzisionsqualität und passen Sie das Gehäuse nach Bedarf an.
3. Überladung – Übermäßige Belastungen von Lagern sind eine weitere häufige Ausfallursache.
Dies mag wie normale Müdigkeit erscheinen. Es kann zu wellenförmigen Abnutzungspfaden der Wälzkörper, Anzeichen von Überhitzung und ausgedehnten Ermüdungsbereichen kommen. Reduzieren Sie die Belastung oder erwägen Sie eine Neukonstruktion mit Lagern mit größerer Kapazität. Wenn Lager ausfallen, kann sich das negativ auf Ihre Anlage, Ihren Ruf und Ihr Geschäftsergebnis auswirken. Durch regelmäßige vorbeugende Maßnahmen können Sie die optimale Leistung Ihrer Lager so lange wie möglich aufrechterhalten und so Ihrem Unternehmen Zeit und Geld sparen.
Es gibt einige Vorsichtsmaßnahmen, die Sie treffen können, um die Lebensdauer Ihrer Lager zu verlängern und übermäßigen Verschleiß Ihrer Lager zu verhindern.
Axialkugellager Stützen Sie axiale Belastungen und reduzieren Sie die Reibung in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Automobilen, Schwermaschinen und anderen. Abhängig von Ihren spezifischen Anforderungen stehen verschiedene Arten von Axiallagern zur Verfügung. Bei AUB sind wir ein führender Hersteller von Präzisionslagern, einschließlich Axiallagern. Unsere Axialkugellager sind mit oder ohne Laufbahnen erhältlich und in verschiedenen Größen und Tragzahlen erhältlich, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Um mehr über unsere Axiallager zu erfahren, kontaktieren Sie uns noch heute oder fordern Sie ein Angebot an, um loszulegen.
