Folgen Sie mir auf: 
Kegelrollenlager oder Pendelrollenlager?
Ein Rollenlager ist ein Wälzlager, das die Rollbewegung von Rollen nutzt, um rotierende Teile zu lagern. Wälzlager sind ein integraler Bestandteil moderner Industriemaschinen und spielen in einer Vielzahl von Anwendungen eine zentrale Rolle. Rollenlager werden wegen ihres niedrigen Anlaufdrehmoments, ihrer hohen Drehgenauigkeit und ihrer einfachen Auswahl bevorzugt. Die Struktur von Rollenlagern umfasst viele Arten, wie z. B. Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager, Pendelrollenlager und Axialrollenlager. Sie sind in der Lage, verschiedenen Arten von Radial- und Axialkräften standzuhalten und sind auf Ausrichtungsleistung ausgelegt, um sich an komplexe Installationsbedingungen anzupassen. Ziel dieses Blogs ist es, die Unterschiede zwischen zwei wichtigen Arten von Rollenlagern zu verdeutlichen: Kegellagern und sphärischen Lagern. Helfen Sie dabei, die Unterschiede zwischen ihnen zu verstehen, und geben Sie konstruktive Vorschläge für fundierte Entscheidungen bei industriellen Anwendungen.
Kegelrollenlager verfügen über Kegelrollen, die zwischen der Innen- und Außenlaufbahn angeordnet sind. Kegelrollenlager bestehen aus Innenringen, Außenringen, Rollen und Käfigen. Korrigierte Kontaktlinien am Kontakt zwischen Rollen und Laufbahnen reduzieren Spannungskonzentrationen. Sie laufen an einem gemeinsamen Punkt auf der Lagerachse zusammen und sorgen so für optimale Rollbedingungen und eine effektive Lastverteilung auf die Rollen. Kegelrollenlager sind separate Lager. Die Innen- und Außenringe des Lagers haben konische Laufbahnen. Dieser Lagertyp wird entsprechend der Anzahl der eingebauten Rollenreihen in verschiedene Bauarten wie einreihige, zweireihige und vierreihige Kegelrollenlager unterteilt. Einreihige Kegelrollenlager können Radiallasten und Axiallasten in einer Richtung aufnehmen. Wenn das Lager einer Radiallast ausgesetzt ist, wird eine axiale Kraftkomponente erzeugt, sodass ein anderes Lager benötigt wird, das der Axialkraft in der entgegengesetzten Richtung standhalten kann, um sie auszugleichen.
Am März 23, 1895, John Lincoln Scott, ein Bauer in Wilmot, Indiana, meldete beim US-Patentamt ein Patent für seine Erfindung eines Rollenlagers an, das „auf den Achsen und Naben von Lastkraftwagen, Vierrädern oder anderen Radfahrzeugen“ montiert werden konnte. Das Lager besteht aus zwei Sätzen zylindrischer Rollen, von denen einer einen größeren Durchmesser als der andere hat und auf einer ebenen Fläche montiert ist, die auf einer Winde mit konischer Welle bearbeitet ist. Im Jahr 1898 patentierte Henry Timken ein Kegelrollenlager mit Kegelrollen. Zu dieser Zeit war Timken ein Kutschenhersteller aus St. Louis mit drei Patenten für Kutschenfedern. Es war jedoch sein Patent für Kegelrollenlager, das seinem Unternehmen den Erfolg bescherte.
Vorteile von Kegelrollenlagern
Große Tragfähigkeit: Im Vergleich zu anderen Lagern haben Kegelrollenlager eine größere Tragfähigkeit. Dadurch wird das Lager häufig in großen mechanischen Geräten eingesetzt, beispielsweise in Getriebelagern für Windkraftanlagen.
Hohe Präzision: Kegelrollenlager zeichnen sich durch eine hohe Präzision aus und die Neigungswinkel der Innen- und Außenringe können entsprechend den unterschiedlichen Einsatzanforderungen eingestellt werden, was auch einer der Gründe für ihre Beliebtheit ist.
Automatische Anpassungsfunktion: Aufgrund des Neigungswinkels ihrer Innen- und Außenringe können sich Kegelrollenlager an unregelmäßige Bewegungen in Maschinen und Anlagen anpassen und so Geräusche und Verluste durch Reibung und Vibration reduzieren.
Bewältigen Sie axiale und radiale Belastungen: Kegelrollenlager können axiale (Schub) und radiale Belastungen gut bewältigen, was ein einzigartiges Merkmal ihrer Konstruktion ist. Durch die Anordnung der Kegelrollen können sie Lasten in mehreren Richtungen effektiv bewältigen.
Gute Abdichtung: Das Innendesign des Kegelrollenlagers ist sehr abgedichtet, wodurch die Rollen und Käfige besser geschützt und die Umweltverschmutzung während des Gebrauchs verringert werden können.
Lange Lebensdauer: Aufgrund der Vorteile von Kegelrollenlagern wie große Tragfähigkeit, hohe Präzision, automatische Einstellung und gute Abdichtung weisen sie eine relativ lange Lebensdauer und hohe wirtschaftliche Vorteile auf.
Nachteile von Kegelrollenlagern
Schwierigkeiten bei der Installation: Der Einbau von Kegelrollenlagern erfordert einen relativ hohen Bearbeitungsaufwand, insbesondere bei der Handhabung der Montage. In vielen Fällen sind professionelle Kenntnisse und Ausrüstung erforderlich, sonst kann es leicht zu Ausfällen kommen.
Höhere Kosten: Da für die Herstellung und Verarbeitung schwierige Technologien und Materialien erforderlich sind, sind die Kosten für Kegelrollenlager relativ hoch.
Anwendungen von Kegelrollenlagern
In vielen Anwendungen werden Kegelrollenlager in Rücken-an-Rücken-Paaren eingesetzt, um Axialkräfte in beide Richtungen gleichmäßig aufzunehmen. Kegelrollenlagerpaare werden in Automobil- und Radlagern eingesetzt, wo sie sowohl großen vertikalen (radialen) als auch horizontalen (axialen) Kräften standhalten müssen. Kegelrollenlager werden typischerweise in Anwendungen mit mittlerer Geschwindigkeit und hoher Beanspruchung eingesetzt, bei denen Haltbarkeit erforderlich ist. Zu den üblichen realen Anwendungen gehören Land-, Bau- und Bergbaumaschinen, Kampfroboter, Achssysteme, Getriebe, Motormotoren und Untersetzungsgetriebe, Antriebswellen, Achslager für Eisenbahnen, Differentiale, Windkraftanlagen usw. Kegelrollenlager sind Einheiten, die aus kegelförmigen Laufbahnen (Innen- und Außenringe) und Kegelrollen bestehen. Dieser Aufbau eignet sich für kombinierte Belastungen, wie z. B. doppelt wirkende axiale und radiale Belastungen. Auf der Lagerachse vereinen sich die projizierten Linien der Laufbahn an einer gemeinsamen Stelle, um das Rollen zu verbessern und gleichzeitig die Reibung zu verringern. Die Belastbarkeit kann je nach zunehmendem oder abnehmendem Kontaktwinkel erhöht oder verringert werden. Je höher der Winkel, desto größer ist der Kontaktwinkel. Sie werden oft paarweise verwendet, um Radiallasten besser standzuhalten, und können bei einigen Schwerlastanwendungen in einer Kombination aus zwei oder vier Reihen in einer einzigen Einheit verwendet werden.
Anwendungsbeschränkungen
Geschwindigkeit: Kegelrollenlager sind aufgrund ihrer Konstruktion nicht für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet.
Empfindlichkeit gegenüber Fehlausrichtungen: Sie reagieren empfindlich auf Fehlausrichtungsprobleme und erfordern eine sorgfältige Installation und Wartung.
Komplexität des Einbaus und Ausbaus: Aufgrund ihres inneren Aufbaus ist der Einbau und Ausbau dieser Lager komplexer als bei anderen Lagertypen.
Kegelrollenlager spielen eine wichtige Rolle in Anwendungen, die eine hochpräzise Handhabung schwerer Lasten erfordern. Das Verständnis ihrer Anwendungen ist jedoch von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass sie in geeigneten Anwendungen eingesetzt werden und ihre Effizienz und Langlebigkeit maximiert werden.
Was sind Pendelrollenlager?
Pendelrollenlager haben doppelte Rollenreihen. Der Außenring verfügt über eine gemeinsame sphärische Laufbahn und der Innenring über zwei Laufbahnen, die in einem Winkel zur Lagerachse geneigt sind. Dank dieser ausgeklügelten Struktur verfügt es über eine selbstausrichtende Leistung, sodass es nicht so leicht durch den Winkel der Welle und des Lagergehäuses oder die Wellenbiegung beeinträchtigt wird. Es eignet sich für Fälle, in denen Installationsfehler oder Wellendurchbiegungen zu Winkelfehlern führen. Wenn die Welle durch Krafteinwirkung verbogen wird oder der Einbau nicht konzentrisch ist, kann das Lager weiterhin normal verwendet werden. Die Ausrichtungsleistung variiert je nach Lagergrößenreihe. Der allgemein zulässige Ausrichtungswinkel beträgt 1 bis 2.5 Grad und es weist außerdem eine gute Schlagfestigkeit auf. Neben radialen Belastungen können Pendelrollenlager auch axiale Belastungen in beiden Richtungen aufnehmen. Es gibt zwei Arten von Innenlöchern bei Pendelrollenlagern: zylindrisch und konisch. Die Konizität des konischen Lochs beträgt 1:30 und 1:12. Diese Art von konischem Innenlochlager ist mit einer Spannhülse oder einer Abziehhülse ausgestattet. Das selbstausrichtende Kugellager mit konischer Innenbohrung lässt sich einfach und schnell auf der Welle montieren.
Vorteile von Pendelrollenlagern
Selbstausrichtende Fähigkeit: Eine herausragende Eigenschaft von Pendelrollenlagern ist ihre Fähigkeit zur Selbstausrichtung. Dies liegt daran, dass die Krümmung der Laufbahn des Außenrings mit der Drehachse ausgerichtet ist.
Fehlausrichtungstoleranz: Pendelrollenlager können ein gewisses Maß an Fehlausrichtung tolerieren und Fehler bei der Wellendurchbiegung und -ausrichtung ausgleichen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
Große Tragfähigkeit: Pendelrollenlager haben eine höhere Tragfähigkeit als andere Wälzlager und können höheren Belastungen und axialen Belastungen standhalten.
Lange Lebensdauer: Der innere Aufbau von Pendelrollenlagern ist komplex, kann aber die Last verteilen und die Rollreibung verringern, wodurch die Lebensdauer verlängert wird.
Starke Anpassungsfähigkeit: Pendelrollenlager können sich an die Drehachse und Einbaufehler anpassen und sich so an unterschiedliche Arbeitsumgebungen und -bedingungen anpassen.
Nachteile von Pendelrollenlagern
Hohe Kosten: Die Herstellung von Pendelrollenlagern erfordert hochentwickelte Prozessausrüstung und ist kostspielig, sodass bei kostensensiblen Anwendungen sorgfältige Überlegungen erforderlich sind.
Anfällig für axiale Lastablenkung: Die axiale Lastablenkung von Pendelrollenlagern führt zu vorzeitigem Verschleiß und Ausfall der Lager. Daher müssen Einbau und Wartung der Lager entsprechend angepasst werden, um Probleme zu vermeiden.
Nicht für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet: Wenn Pendelrollenlager mit hoher Geschwindigkeit rotieren, erzeugen sie viel Reibung und Wärme, was zu höheren Betriebstemperaturen führt. Dies beeinträchtigt nicht nur die Arbeitseffizienz der Maschine, sondern auch die Lebensdauer der Lager. Daher ist es bei der Auswahl von Pendelrollenkugellagern notwendig, geeignete Spezifikationen und Modelle basierend auf der tatsächlichen Arbeitsumgebung und den Lastbedingungen auszuwählen, um den normalen Betrieb der Lager sicherzustellen.
Vibrationen und Geräusche: Die Komplexität der Struktur des Pendelrollenlagers führt dazu, dass Geräusche und Vibrationen den normalen Betrieb der Maschine beeinträchtigen und auch die Lebensdauer des Lagers verkürzen können. Darüber hinaus können Vibrationen und Lärm Auswirkungen auf den Bediener der Maschine haben und zu einer unsicheren oder unangenehmen Arbeitsumgebung führen. Um die Vibrationen und Geräusche von Pendelrollenlagern zu reduzieren, ist es notwendig, hochwertige Lager auszuwählen und eine angemessene Einstellung und Korrektur des Geräts durchzuführen.
Geringe Energieeffizienz: Bei hoher Drehzahl müssen Pendelrollenlager viel Energie verbrauchen, um die Reibung zu überwinden. Wenn die Konstruktion und der Einsatz von Lagern unangemessen sind, verschwendet dies nicht nur Energie, sondern führt auch zu einem geringen Wirkungsgrad der Maschine. Um die Energieeffizienz von Pendelrollenlagern zu verbessern, muss daher geprüft werden, ob die Lagerkonstruktion und der Herstellungsprozess sinnvoll sind, und entsprechende Maßnahmen zur Verbesserung der Betriebseffizienz der Maschine ergriffen werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Pendelrollenlager einzigartige Vorteile wie Selbstausrichtung und hohe Belastbarkeit aufweisen, was sie ideal für Anwendungen mit hoher Belastung und Fehlausrichtung macht. Allerdings müssen ihre Einschränkungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Komplexität und Größe berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass sie für den entsprechenden Anwendungsfall ausgewählt werden.
Anwendungen von Pendelrollenlagern
Bergbauausrüstung: Sie halten den extremen Belastungen und Stößen stand, denen Bagger, Muldenkipper und Brecher ausgesetzt sind.
Landwirtschaftsmaschinen: Traktoren, Erntemaschinen und andere schwere Landmaschinen sind auf ihre Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber rauen Umgebungsbedingungen angewiesen.
Zellstoffveredler: Ihre hohe Belastbarkeit und Verschmutzungsresistenz sind für die effiziente Verarbeitung faseriger Materialien unerlässlich.
Große Industriegetriebe: Ihre Fähigkeit, kombinierte radiale und axiale Belastungen zu bewältigen, ist für die Kraftübertragung von Getrieben in verschiedenen Branchen von entscheidender Bedeutung.
Riemenscheibensysteme: Sie gleichen Schiefstellungen im Riementrieb aus, beugen Verschleiß vor und sorgen für eine effiziente Kraftübertragung.
Kegelrollenlager vs. Pendelrollenlager
Das Verständnis von „Kegelrollenlager vs. Pendelrollenlager“ ist entscheidend für die Auswahl des richtigen Lagers für eine bestimmte Anwendung. Hier vergleichen wir diese beiden Arten von Wälzlagern anhand mehrerer Schlüsselparameter.
Verarbeitungslast
Kegelrollenlager: Sie können kombinierte Belastungen (radial und axial) besser bewältigen. Das konische Design der Rollen verteilt die Last effektiv auf das Lager und macht es ideal für Hochleistungsanwendungen.
Pendelrollenlager: Sie sind für hohe radiale Belastungen und mittlere axiale Belastungen ausgelegt. Aufgrund ihrer trommelförmigen Rollen eignen sie sich für Anwendungen mit unterschiedlichen Belastungsrichtungen.
Genauigkeit und Ausrichtung
Kegelrollenlager: Dieser Lagertyp ist für seine Genauigkeit bekannt und eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Präzision erfordern. Sie reagieren jedoch empfindlich auf Fehlausrichtungen und erfordern eine präzise Installation.
Pendelrollenlager: Sie bieten Selbstausrichtungsfähigkeiten und sind daher in Anwendungen, in denen eine Wellenfehlausrichtung möglich ist, tolerant. Diese Funktion verringert das Risiko einer Leistungseinbuße aufgrund von Ausrichtungsfehlern.
Anwendungsbereich
Kegelrollenlager: Geeignet für Kfz-Radlager, Getriebe und andere Anwendungen, bei denen hohe kombinierte Belastungen auftreten.
Pendelrollenlager: Besser geeignet für schwere Maschinen im Bergbau und Baugewerbe, Windkraftanlagen und Anwendungen, bei denen eine Fehlausrichtung wahrscheinlich ist.
Wartungsanforderungen
Kegelrollenlager: erfordern eine sorgfältige Überwachung und präzise Ausrichtung während der Installation und Wartung, um Langlebigkeit und optimale Leistung zu gewährleisten.
Pendelrollenlager: Auch wenn sie mit Fehlausrichtungen umgehen können, ist eine regelmäßige Wartung dennoch von entscheidender Bedeutung, um vorzeitigen Verschleiß durch hohe Belastungen und Umwelteinflüsse zu verhindern.
Kegelrollenlager vs. Pendelrollenlager, welches?
Die Wahl des richtigen Lagers für jede Anwendung hängt von mehreren Schlüsselfaktoren ab:
Wichtige Faktoren zu berücksichtigen | Kegelrollenlager | Pendelrollenlager |
Ladebedingungen | Ideal für hohe kombinierte Belastungen (radial und axial) in Getrieben, Achsen usw. | Bestens geeignet für hohe Radiallasten mit moderaten Axiallasten in Windkraftanlagen, schweren Maschinen usw. |
Kosten und Wartung | Niedrigere Anschaffungskosten, erfordern aber eine präzise Montage, was den Wartungsbedarf erhöht. | Höhere Anschaffungskosten, aber aufgrund ihrer selbstausrichtenden Eigenschaften weniger wartungsintensiv. |
Anwendungsspezifikationen | Berücksichtigen Sie Umgebungs- und Platzbeschränkungen bei der Lagergröße/-konstruktion. | Berücksichtigen Sie Lagermaterialien und Dichtungsoptionen und wenden Sie sich bezüglich spezifischer Belastbarkeit, Geschwindigkeit und Größe an die Hersteller. |
Zusätzliche | Wenden Sie sich für anspruchsvolle Anwendungen an Lagerspezialisten und geben Sie der langfristigen Zuverlässigkeit und Sicherheit Vorrang vor den Anschaffungskosten. | Wenn Sie sich nicht sicher sind, priorisieren Sie bei kritischen Anwendungen eine höhere Tragfähigkeit und Fehlausrichtungstoleranz. |
Fehlausrichtung | Sehr empfindlich gegenüber Fehlausrichtungen, selbst geringfügige Fehlausrichtungen sind anfällig für Verschleiß. | Aufgrund ihrer Konstruktion können sie eine gewisse Fehlausrichtung ausgleichen und verzeihen so Anwendungen mit möglicher Wellenbewegung. |
Bewerten Sie, ob die aufgebrachte Last radial, axial oder eine Kombination von Lasten ist. Für schwere kombinierte Belastungen sind Kegelrollenlager ideal, während Pendelrollenlager für hohe radiale Belastungen mit axialer Belastung geeignet sind. In schweren Industrieanwendungen mit hohen Radiallasten und Fluchtungsfehlern sind Pendelrollenlager oft die beste Wahl. Für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen und kombinierten Belastungen eignen sich Kegelrollenlager.