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Der komplette Leitfaden für Lager
Ein Lager ist ein Präzisionsteil, das eine Dreh- oder Linearbewegung in Geräten ermöglicht und dazu dient, die Reibung zwischen beweglichen Teilen zu verringern und die Geschwindigkeit und Effizienz beweglicher Teile zu erhöhen. Gleichzeitig sind Lager auch verschiedenen Belastungen ausgesetzt, um andere Teile der Maschine zu stützen.
Wenn zwei Metallteile im Inneren einer Maschine in Kontakt kommen, entsteht viel Reibung, die mit der Zeit zu Materialverschleiß führt. Lager verringern die Reibung und erleichtern die Bewegung, indem sie über zwei Oberflächen verfügen, die gegeneinander abrollen.
Die Art der Wälzkörper in einem Lager. Diese Oberflächen können je nach tatsächlicher Anwendung des Lagers variieren, aber im Allgemeinen besteht ein Lager aus zwei Ringen oder Scheiben mit Laufbahnen, Wälzkörpern wie Rollen oder Kugeln, die auf Metalloberflächen und äußeren Metalloberflächen rollen. und Käfige, die die Rollen halten und die Wälzkörper führen.
Ähnlich wie Räder haben Lager in einem System zwei Schlüsselfunktionen: Sie übertragen Bewegung, indem sie es den Komponenten ermöglichen, sich relativ zueinander zu drehen, und sie übertragen Kraft durch Gleiten oder Rollen. Je nach Lagerkonstruktion kann die auf das Lager einwirkende Belastung radial oder axial sein.
Der Zweck dieses Leitfadens besteht darin, Sie mit den gängigsten Lagertypen, ihren Konstruktionsmerkmalen und Funktionsweisen, der Art und Weise, wie sie mit Kräften umgehen, den richtigen Installations- und Wartungsverfahren und den häufigsten Problemen, die zum Ausfall von Lagern führen können, vertraut zu machen.
Lager können nach verschiedenen Kriterien wie Bauart und Wirkungsweise, zulässiger Bewegung oder Belastungsrichtung klassifiziert werden. Aus konstruktiver Sicht können Lager unterteilt werden in:
Gleitlager - Auch Buchsen- oder Gleitlager genannt, sind dies die einfachsten Lagertypen. Sie haben eine zylindrische Form ohne bewegliche Teile und werden typischerweise in Maschinen mit rotierenden oder gleitenden Wellenanordnungen verwendet. Gleitlager können aus Metall oder Kunststoff bestehen und ein Schmiermittel wie Öl oder Graphit verwenden, um die Reibung zwischen der Welle und ihrer rotierenden Bohrung zu verringern. Typischerweise werden sie für gleitende, rotierende, oszillierende oder hin- und hergehende Bewegungen eingesetzt.
Arten von Wälzkörpern in Lagern
Wälzlager – Diese Lager sind komplex aufgebaut und werden zur Aufnahme höherer Lasten eingesetzt. Sie bestehen aus Rollelementen wie Kugeln oder Zylindern, die zwischen rotierenden und festen Laufringen angeordnet sind. Die relative Bewegung des Sitzrings bewirkt die Bewegung der Wälzkörper mit weniger Reibung und weniger Gleiten. Wälzlager werden in rotierenden Anwendungen zur Lastübertragung zwischen Maschinenteilen oder zur Führung von Maschinenelementen wie Rädern, Achsen und Wellen eingesetzt. Sie zeichnen sich durch geringe Reibung, hohe Präzision und hohe Drehzahlen bei geringem Geräuschpegel, geringer Wärmeentwicklung und geringem Energieverbrauch aus. Lager sind kostengünstig, austauschbar und entsprechen internationalen Maßstandards.
Je nach Form der Wälzkörper können diese Lager weiter in Kugellager und Rollenlager unterteilt werden, wobei es verschiedene Untertypen gibt: Zylinderrollenlager, Pendelrollenlager, Kegelrollenlager, Nadellager und Zahnradlager.
Flüssigkeitslager – Wie der Name schon sagt, enthalten diese Lager eine Flüssigkeitsschicht zwischen den Lagerflächen. Die Flüssigkeit kann eine unter Druck stehende Flüssigkeit oder ein Gas sein und wird in einer dünnen, sich schnell bewegenden Schicht zwischen dem Innen- und Außenring verteilt. Da die Lagerflächen nicht in direktem Kontakt stehen, gibt es bei diesen Lagertypen keine Gleitreibung, sodass die Gesamtreibung und der Verschleiß dieser Komponenten deutlich geringer ist als bei Wälzlagern.
Magnetlager – Bei diesen Lagern wird die Last durch Magnetschwebetechnik getragen, was bedeutet, dass es innerhalb des Lagers zu keinem Oberflächenkontakt kommt. Durch die Eliminierung von Reibung und Materialverschleiß sorgen Magnetlager für eine längere Lebensdauer und können die höchsten Geschwindigkeiten aller Lagertypen unterstützen. Diese Komponenten sind oft die erste Wahl für industrielle Anwendungen wie Ölraffinierung, Gasverarbeitung oder Energieerzeugung, aber auch für Hochgeschwindigkeitsoptiken und Vakuumanwendungen.
Wir werden die gängigsten Lagertypen in den folgenden Kapiteln dieses Leitfadens ausführlich besprechen, aber zunächst mit der Klassifizierung der Lager fortfahren.
Lagerbelastungsrichtung
Ein weiteres Kriterium für die Klassifizierung von Lagern ist die Belastungsrichtung, die sie aufnehmen können. Unter diesem Gesichtspunkt werden Lager in drei Kategorien unterteilt: Radiallager, Axiallager und Linearlager.
Der Kontaktwinkel zwischen Lager und Welle bestimmt die Art des Lagers: Der Kontaktwinkel des Radiallagers liegt unter 45°, während der Kontaktwinkel des Axiallagers über 45° liegt.
Linearlager führen bewegliche Teile geradlinig. Sie werden auch als Linearführungen bezeichnet und gibt es in zwei Hauptformen: rund und quadratisch.
Radiallager können vertikal auf die Welle fallende Lasten aufnehmen. Je nach Ausführung können sie auch gewisse Axiallasten in eine oder beide Richtungen aufnehmen. Radiallager werden senkrecht zur Wellenachse montiert. Gleitlager – auch Gleitlager genannt – werden häufig verwendet Radiallager.
Axiallager erfahren Belastungen parallel zur Lagerachse und sind daher für die Aufnahme von Kräften in derselben Richtung wie die Welle (Axiallast) ausgelegt.
Abhängig von ihrer Konstruktion können diese Lager rein axiale Belastungen in einer oder beiden Richtungen und manchmal auch einige radiale Belastungen aufnehmen, aber im Gegensatz zu Radiallagern können diese Komponenten keinen sehr hohen Drehzahlen standhalten.
Hinweis: Da sowohl Gleit- als auch Wälzlager Lasten sowohl in radialer als auch in axialer Richtung übertragen können, hängt die Wahl der Lagerkonstruktion von den Anwendungsanforderungen ab.
2. Konstruktion und Anwendungen von Gleitlagern
Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Haupttypen von Lagerstrukturen: Gleitlager und Wälzlager. Sehen wir uns an, was die häufigsten Untertypen dieser Kategorien sind und was sie in Bezug auf Design, Material und Anwendung unterscheidet.
Gleitlager
Gleitlager bestehen aus einer einzigen Lagerfläche und haben keine rollenden Teile. Die Konstruktion hängt von der Art der erforderlichen Bewegung und den Lasten ab, die das Lager tragen muss. Diese Maschinenteile sind im Betrieb leiser als Wälzlager, kosten weniger und benötigen weniger Platz.
Andererseits weisen sie eine höhere Reibung zwischen ihren Oberflächen auf, was zu einem höheren Stromverbrauch der Maschine führt und anfällig für Schäden ist, wenn Verunreinigungen in den Schmierstoff gelangen.
Gleitlager können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, sie müssen jedoch langlebig, verschleiß- und reibungsarm sowie beständig gegen hohe Temperaturen und Korrosion sein. Typischerweise besteht die Lagerfläche aus mindestens zwei Komponenten, einer weicheren und einer härteren. Zu den gängigen Materialien gehören Babbitt (ein duales Material bestehend aus einem Metallgehäuse und einer Kunststoffauflagefläche), Gusseisen, Bronze, Graphit sowie Keramik und Kunststoffe.
Obwohl Gleitlager in der Regel eine Schmierung erfordern, sind sie – zumindest theoretisch – unbegrenzt betriebsfähig und können daher überall dort eingesetzt werden, wo ein Ausfall dieser Komponenten schwerwiegende Folgen hätte. Beispiele hierfür sind große Industrieturbinen wie Dampfturbinen in Kraftwerken, Kompressoren für kritische Anwendungen, Automobilmotoren, Schiffsanwendungen usw.
Was die Haupttypen von Gleitlagern betrifft, so gibt es aus konstruktiver Sicht drei wichtige Kategorien: Hülsen bzw. Buchsen, Massivlager und zweiteilige Gleitlager. Eine andere Klassifizierung von Gleitlagern unterteilt sie in hydrodynamische und hydrostatische Lager.
Gelenklager
Gelenklager haben einen Innenring mit konvexer Außenfläche und einen Außenring mit konkaver Innenfläche. Die beiden Ringe passen zusammen, sodass sich dazwischen keine Wälzkörper befinden. Abhängig vom verwendeten Ringmaterial kann jedoch eine Beschichtung aufgebracht werden, um den Verschleiß zu reduzieren.
Lager, bei denen beide Ringe aus Stahl bestehen, sind wartungsbedürftig, da sie an beiden Ringen über gehärtete Gleitkontaktflächen verfügen. Für eine erhöhte Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sind sie mit Materialien wie Molybdändisulfid, Hartchrom oder Phosphat beschichtet. Zur Erleichterung der Nachschmierung verfügen diese Lager über Schmierbohrungen und Ringnuten.
Gelenklager (Stahl auf Stahl) wartungsbedürftig eignen sich für Anwendungen mit hoher Belastung in wechselnder Richtung, hoher statischer Belastung oder Stoßbelastung.
Wartungsfreie Gelenklager eignen sich für Anwendungen, die eine lange, wartungsfreie Lagerlebensdauer erfordern, wie z. B. Maschinen und Komponenten, die schwer nachschmierbar sind. Diese Lager bestehen in der Regel aus Materialien wie Stahl- und PTFE-Verbundwerkstoffen, PTFE-Geweben oder Kupferlegierungen. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber dynamischen Belastungen ist höher als bei Stahl-auf-Stahl-Lagern und aufgrund der verwendeten Materialien weisen diese Lager eine geringere Reibung auf.
Je nach Material kann der Außenring um den Innenring gepresst sein oder radiale Schlitze aufweisen, die durch Schrauben zusammengehalten werden. Für eine erhöhte Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit können die Kontaktflächen mit Chrom, PTFE oder Phosphat beschichtet werden. Bei einigen Konstruktionen können Dichtungen hinzugefügt werden, um Verunreinigungen zu reduzieren und die Lagerlebensdauer zu verlängern.
Gelenklager werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine ausgerichtete Bewegung zwischen Welle und Gehäuse aufgenommen werden muss. Wenn sie hohen Belastungen und Stößen standhalten, werden sie auch als Hochleistungs-Gelenklager bezeichnet.
Stangenenden
Stangenenden bestehen aus einem Augenkopf mit integriertem Schaft, der als Gehäuse für Gelenklager dient. Innengewinde sind in der Regel linksgängig oder innenliegend, während Außengewinde außenliegend sind.
Das Lager ist im Gehäuse befestigt. Im Gegensatz zu Gelenklagern, die eine Fehlausrichtung ermöglichen, verfügen Gelenkköpfe nicht über diese Funktion. Sie sind jedoch sehr einfach zu installieren, bieten ein kompaktes und leichtes Design und sind eine gute Alternative zu herkömmlichen Gehäuseelementen. Stangenenden werden häufig in Steuerstangen, Mechanismen und Gestängen verwendet und lassen sich leicht in eine Vielzahl von Anwendungen integrieren.
Gelenkköpfe können wie Gelenklager wartungsfrei oder wartungsbedürftig sein. Stahl-auf-Stahl- und Stahl-auf-Bronze-Gelenkköpfe haben gute verschleißfeste Gleitflächen, erfordern jedoch eine regelmäßige Schmierung. Sie eignen sich für Anwendungen mit hoher Wechselbelastung. Bei wartungsfreien Gelenkköpfen handelt es sich meist um Materialien wie Stahl-PTFE-Verbund oder Stahl-PTFE-Gewebe, wobei die Reibung deutlich geringer ist. Diese Lager eignen sich für Anwendungen, die eine lange Lagerlebensdauer, eine schwierige Nachschmierbarkeit und eine konstante Lastrichtung erfordern.
Buchse
Die gebräuchlichste Gleitlagerart ist die Buchse, bei dem es sich um ein separates Element handelt, das in das Gehäuse eingesetzt wird, um eine Auflagefläche bereitzustellen. Die Form ist normalerweise zylindrisch und die Standardkonfiguration ist Gleitlager und Flanschlager. Gleitlager haben gerade Innen- und Außenflächen und den gleichen Durchmesser, während Flanschlager an einem Ende einen Flansch haben, der dazu dient, Komponenten in der Baugruppe zu positionieren und manchmal auch Montagelöcher abzudecken und das Lager an Ort und Stelle zu halten.
Darüber hinaus können Gleitlager auch ausgekleidet werden, wobei für die Innen- und Außenflächen unterschiedliche Materialien verwendet werden. Buchsen werden für lineare Bewegungen, oszillierende Bewegungen und Drehbewegungen verwendet, gerade Buchsen eignen sich zur Aufnahme radialer Belastungen und Bundbuchsen können radiale und axiale Belastungen in einer Richtung aufnehmen.
Im Gegensatz zu Wälzlagern funktionieren Gleitlager (einschließlich Buchsen) durch Gleiten. Ihr Aufbau kann je nach erforderlicher Festigkeit ein- oder mehrschichtig sein. Gleitlager bestehen aus verschiedenen Materialien und sind in der Regel selbstschmierend, eine Besonderheit, die für einen ruhigeren Lauf und eine längere Lebensdauer sorgt.
Die gebräuchlichsten Materialien für Buchsen sind gegossene und bearbeitete Metalle, Keramik, gewickelte Verbundwerkstoffe, stabilisierte Polymermaterialien und Kombinationen dieser Materialien. Als Schmierstoffe können sowohl Feststoffe als auch Flüssigkeiten verwendet werden, Festschmierstoffe können jedoch in der Regel bei höheren Temperaturen betrieben werden als Schmierstoffe auf Öl- oder Fettbasis. Bei einigen Anwendungen läuft die Buchse ohne zusätzliche Schmierung trocken.
Die Ärmel können massiv, geteilt oder mit Schnappverschluss konstruiert sein. Der Unterschied zwischen massiven und geteilten Buchsen (umwickeltes Lager) besteht darin, dass letztere entlang ihrer Länge einen Ausschnitt haben, um den Einbau zu erleichtern. Schnapplager ähneln geteilten Lagern, verfügen jedoch über Schnappverschlüsse in den Ausschnitten, an denen die Teile zusammengefügt werden.
Typischerweise werden Kugelbüchsen nicht in ein Gehäuse eingepresst, sondern mithilfe von Sicherungsringen oder in den Außendurchmesser der Büchse eingeformten Ringen befestigt. Wenn Buchsen ähnlich wie Unterlegscheiben verwendet werden, spricht man von Anlaufscheiben. Allerdings gibt es einen Unterschied zwischen ihnen: Im Gegensatz zu Standard-Unterlegscheiben oder -Unterlegscheiben müssen Anlaufscheiben Lasten tragen und dürfen sich nicht mit der Zeit abnutzen.
Selbstschmierende Buchse
Eine besondere Art von Buchsen sind selbstschmierende Buchsen, bei denen durch die Übertragung einer kleinen Menge Oberflächenmaterial ein fester Schmierfilm im Inneren des Lagers gebildet wird. Dies geschieht während der ersten Einlaufphase des Lagers, aber die übertragene Materialmenge ist so gering, dass sie die Funktion und die Lastaufnahmeeigenschaften des Lagers nicht beeinträchtigt.
Der Film steht in Kontakt mit allen beweglichen Teilen der Anlage, schmiert und schützt sie und trägt so dazu bei, die Lebensdauer der Lager zu verlängern. Dadurch entfällt die Notwendigkeit zusätzlicher Schmierung und die Wartungskosten werden gesenkt. Aufgrund der dünneren Wände haben selbstschmierende Buchsen den Vorteil eines geringeren Gewichts und einer hervorragenden Verschleißfestigkeit. Sie halten hohen Belastungen stand und verfügen über eine vereinfachte Konstruktion, die auf Dauer wirtschaftlich ist.
Zweiteiliges Gleitlager
Zweiteilige Gleitlager, sogenannte Volllager, werden in Industriemaschinen eingesetzt, bei denen größere Durchmesser erforderlich sind, beispielsweise bei Kurbelwellenlagern. Sie bestehen aus zwei Teilen, sogenannten Schalen, die durch unterschiedliche Mechanismen an Ort und Stelle gehalten werden.
Wenn die Schalen groß und dick sind, können Sie sie mit Knopfstoppern oder Dübeln positionieren. Der Tastenanschlag wird auf das Gehäuse geschraubt und die Dübel verbinden die beiden Gehäuse miteinander. Eine andere Möglichkeit besteht darin, am Rand der Trennfuge relativ zur Aussparung im Gehäuse Nocken zu verwenden, um zu verhindern, dass sich das Gehäuse nach der Montage bewegt.
Wälzlager haben eine geringere Reibung und einen geringeren Schmierungsbedarf als Gleitlager. Ihre Funktion besteht darin, rotierende und oszillierende Maschinenelemente wie Wellen, Räder oder Wellen zu stützen und zu führen sowie Lasten zwischen den verschiedenen Teilen der Baugruppe zu übertragen.
Sie sind in Standardgrößen erhältlich und lassen sich einfach und kostengünstig austauschen. Durch die Minimierung der Reibung und die Ermöglichung hoher Drehzahlen reduzieren diese Lager den Wärme- und Energieverbrauch und erhöhen so die Prozesseffizienz.
Wälzlager bestehen in der Regel aus zwei Laufbahnen – einem Innen- und einem Außenring, die Wälzkörper können Kugeln oder Rollen sein, und einem Käfig, der die Wälzkörper in bestimmten Abständen trennt und sie innerhalb der Laufbahn an Ort und Stelle hält. Position, während sie sich frei drehen können.
Die Laufbahnen sind der Teil des Lagers, der die auf die Ausrüstung einwirkenden Lasten trägt. Wenn ein Lager in eine Baugruppe eingebaut wird, passt der Innenring des Lagers um die Welle oder Achse und der Außenring passt auf das Gehäuse.
Der Ring besteht normalerweise aus einem speziellen Chromlegierungsstahl mit hoher Reinheit und hoher Härte, der abgeschreckt, geschliffen und geschliffen wird. Insbesondere in Bereichen, in denen ein geringeres Gewicht erforderlich sein kann, wie beispielsweise in der Automobilindustrie, können auch Edelstahl-, Keramik- und Kunststoffmaterialien verwendet werden. Dennoch können diese Materialien nicht den gleichen Temperaturen oder Belastungen standhalten wie Stahl.
Käfig_hält die Wälzkörper an Ort und Stelle und verhindert, dass sie beim Schleudern herausfallen. Aufgrund der Konstruktion des Lagers wirkt die Belastung nicht direkt auf den Käfig. Die Komponente kann mit unterschiedlichen Methoden hergestellt werden, gängige Typen sind jedoch gestanzte, geformte und bearbeitete Käfige. Was die Materialien angeht, sind Stahl, Kunststoff und Messing die übliche Wahl.
Schließlich werden Wälzkörper in zwei Hauptgruppen eingeteilt, die auch die Grundtypen von Wälzlagern unterscheiden: Kugelelemente in Kugellagern und Rollen in Wälzlagern. Bei Kugeln erfolgt der Kontakt mit der Laufbahn an einem bestimmten Punkt, während bei Rollen die Kontaktfläche etwas größer und linear ist.
Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Kugellager für Anwendungen, die höhere Geschwindigkeiten erfordern, da die kleine Kontaktfläche für eine geringe Rollreibung sorgt. Kugellager haben jedoch eine begrenzte Tragfähigkeit, sodass bei Anwendungen mit höheren Lasten möglicherweise Rollenlager bevorzugt werden. Rollenlager haben eine höhere Reibung und eine bessere Tragfähigkeit aufgrund des größeren Kontakts mit den Laufbahnen, allerdings bei geringeren Drehzahlen.
Die Rollen können zylindrisch, konisch, kugelförmig oder nadelförmig sein und bestehen wie die Kugeln aus hochreinem chromlegiertem Stahl. Manchmal können auch spezielle Materialien wie Keramik oder Kunststoffe verwendet werden.
Wälzlager und Kugellager
Kugellager: Kugellager bestehen aus Kugeln, die Kontaktpunkte mit den Ringlaufbahnen bilden. Mit zunehmender Belastung des Lagers wird die Kontaktfläche des Lagers oval. Aufgrund der geringen Kontaktfläche können Kugellager hohe Drehzahlen aufnehmen, allerdings ist ihre Belastbarkeit konstruktionsbedingt begrenzt.
Wälzlager: Bei Wälzlagern bilden die Rollen eine Berührungslinie mit der ringförmigen Laufbahn. Eine Erhöhung der Belastung führt dazu, dass die Kontaktlinie rechteckig wird, siehe Abbildung 2. Aufgrund der größeren Kontaktfläche kann es schwerere Lasten tragen, dreht sich jedoch langsamer als ein Kugellager ähnlicher Größe.
Innenring und Laufbahn (A): Der Innenring ist ein kleinerer Ring auf der Welle. Es befindet sich in der äußeren Laufbahn (D).
Bei Rollenlagern sind die Laufbahnen flach oder konisch und verfügen über Flansche, die die Rollen an Ort und Stelle halten.
Schneiden Sie am Kugellager eine Nut in den Außenumfang.
Wälzkörper (B): Das Lager kann sich dank der zwischen Innen- und Außenring befestigten Kugeln oder Rollen frei drehen. Fehlen sie, kann die Reibung zwischen den Laufringen schnell zu Schäden am Lager führen. Kugeln und Rollen in Lagern werden nach genauen symmetrischen Spezifikationen hergestellt, da asymmetrische Wälzkörper die Lagerleistung beeinträchtigen. Bei Wälzkörpern kommt es in hohem Maße auf die Qualität ihrer Oberfläche an, da diese Einfluss darauf hat, wie reibungslos sie sich drehen. Reibung erzeugt Wärme, verkürzt die Lagerlebensdauer und erhöht die Lagergeräusche.
Lagerkäfig (C): Der Lagerkäfig hält die Kugeln oder Rollen zwischen der inneren und äußeren Laufbahn. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Bälle/Rollen frei drehen können, aber die Tonhöhe beibehalten wird.
Äußere Laufbahn (D): Das Lager besteht aus einer äußeren Laufbahn und einer inneren Laufbahn (Ring), die Kugeln oder Rollen enthält.
Bei Rollenlagern ist die äußere Laufbahn flach, kugelförmig oder konisch mit Flanschen, die die Rollen an Ort und Stelle halten.
Schneiden Sie bei den Kugellagern eine Nut entlang des Innenumfangs der Laufbahn, um die Kugeln an Ort und Stelle zu halten.
Komplettes Lager (E): Wenn alle Teile zusammengefügt werden, bilden sie das Lager. Wälzkörper können freiliegen, wie in Abbildung 3 (E) dargestellt, und diese erfordern eine ordnungsgemäße Schmierung, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Lager können mit Dichtungen ausgestattet werden, die die Wälzkörper vor Umwelteinflüssen schützen und bereits geschmiert sind.
Wenn es um Lager geht, ist es wichtig, die Belastungen zu besprechen. Die Last ist die Kraft, die auf das Lager wirkt. Auf ein belastetes Lager wirkt aktuell eine Kraft, auf ein unbelastetes Lager hingegen nicht. Es müssen verschiedene Belastungsfaktoren berücksichtigt werden, wie z. B. Belastungsrichtung, Belastungsart und Belastungsbedingungen.
Radiale Belastung: Eine Radiallast ist jede Last, die im rechten Winkel zur Lagerachse wirkt.
Axiale Belastung: Eine Axial- oder Axiallast ist jede Last, die entlang der Achse des Lagers wirkt.
Kombinierte Last: Eine kombinierte Last ist eine Kombination aus radialen und axialen Lastkomponenten.
Radiale Belastung
Axiale Belastung
Kombinierte Last
Ladetyp
Dynamische Belastungen: Dies sind die Rotationskräfte, die auf das Lager wirken, wenn es rotiert. Diese Belastungen führen zu Lagerverschleiß.
Statische Belastungen: Anhaltend hohe oder zeitweilige Spitzenlasten. Bei statischer Belastung ist die Materialfestigkeit des Lagers der limitierende Faktor.
Lastzustand
Lastzustand
Konstante Belastung: Bei konstanter Belastung ändert sich die Belastungsrichtung nicht und derselbe Teil des Lagers wird kontinuierlich belastet, auch Belastungszone genannt.
Wechselnde Beladung: Bei Wechselbelastung werden einander benachbarte Bereiche des Lagers abwechselnd belastet und entlastet.
Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Kugellager für Anwendungen, die höhere Geschwindigkeiten erfordern, da die kleine Kontaktfläche für eine geringe Rollreibung sorgt. Kugellager haben jedoch eine begrenzte Tragfähigkeit, sodass bei Anwendungen mit höheren Lasten möglicherweise Rollenlager bevorzugt werden. Rollenlager haben eine höhere Reibung und eine bessere Tragfähigkeit aufgrund des größeren Kontakts mit den Laufbahnen, allerdings bei geringeren Drehzahlen.
Die Rollen können zylindrisch, konisch, kugelförmig oder nadelförmig sein und bestehen wie die Kugeln aus hochreinem chromlegiertem Stahl. Manchmal können auch spezielle Materialien wie Keramik oder Kunststoffe verwendet werden.
Kugellager
Je nach Konfiguration der Ringe, Kugellager sind in zwei Kategorien unterteilt: Rillenkugellager und Schrägkugellager. Beide Typen können Radialkräften und Axialkräften standhalten und können daher in Radialkugellager und Axialkugellager unterteilt werden.
Ein weiteres Klassifizierungskriterium ist die Anzahl der Rollreihen – einfach, doppelt oder vierfach – und der Abstand oder Nichtabstand zwischen den Ringen.
Unter Berücksichtigung all dieser Kriterien können wir mehrere Kugellagermodelle unterscheiden:
Einreihige Rillenkugellager,
Einreihige Schrägkugellager,
Zweireihige Schrägkugellager,
Vierpunktkugellager,
Pendelkugellager,
Axialkugellager usw.
Kugellager werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von einfachen Geräten wie Skateboards bis hin zu komplexen Maschinen oder Motoren. In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden Lager beispielsweise in Getrieben, Motoren und Riemenscheiben verwendet. Zu den Materialien für diese Lager gehören nicht nur Stahl, sondern auch spezielle Keramiken wie Siliziumnitrid oder mit Titankarbid beschichteter 440C-Edelstahl.
Weitere häufige Anwendungen für Kugellager sind Elektromotoren und Generatoren, Pumpen und Kompressoren, Gebläse, Lüfter, Getriebe und Antriebe, Turbinen, landwirtschaftliche Maschinen, Fördersysteme, Ölfeldmaschinen, Robotik, Industrieventile usw.
Rillenkugellager
Die Kugeln von Rillenkugellagern werden durch tiefe Rillen in den Laufbahnen an Ort und Stelle gehalten und können radiale und axiale Belastungen aufnehmen. Sie eignen sich für sehr hohe Geschwindigkeiten, bieten eine geringe Reibung, erzeugen minimale Geräusche und Vibrationen, sind einfach zu installieren und erfordern weniger Wartung als andere Lagertypen. Kugellager sind die am weitesten verbreitete Art von Wälzlagern, wobei Rillenkugellager am häufigsten verwendet werden.
Bei der AUB-Konstruktion wird der Innenring zunächst in einer exzentrischen Position relativ zum Außenring platziert und die Kugeln werden durch den zwischen den beiden Ringen gebildeten Spalt in das Lager eingeführt.
Sobald sie gleichmäßig in der Lageranordnung verteilt sind, werden die Ringe konzentrisch, sodass der Käfig auch dem Lager hinzugefügt werden kann. Wie bereits erwähnt besteht die Aufgabe des Käfigs nicht darin, die Last zu tragen, sondern die Kugel während des Betriebs an Ort und Stelle zu halten.
Der Innenring ist normalerweise auf der rotierenden Welle befestigt, während der Außenring am Lagergehäuse montiert ist. Wenn eine Last auf das Lagergehäuse einwirkt, wird die Last vom Außenring auf die Kugeln und von den Kugeln auf den Innenring übertragen. Rillenkugellager eignen sich für Anwendungen mit hohen Belastungen und hohen Drehzahlen.
Beim Slot-Fill-Design können Kugeln zwischen den beiden Ringen montiert werden, sodass die radiale Belastbarkeit des Lagers höher ist als die von Conrad-Lagern. Allerdings ist die axiale Belastbarkeit dieser Bauteile nicht sehr gut.
Rillenkugellager können als offene Lager verwendet werden und sind leicht zu schmieren, haben jedoch den Nachteil, dass sich auf den Kugeln Staub ansammelt. Eine andere Konfiguration ist ein Lager mit Metallschilden und/oder Dichtungen, bei denen die Verschmutzung mäßig ist. Lager mit beidseitigen Abschirmungen oder Dichtungen sind lebensdauergeschmiert und daher wartungsarm.
Lager mit Schildern oder Dichtungen werden auch als abgedeckte Lager bezeichnet. Obwohl das Design variieren kann, werden die Dichtungen normalerweise am Außenring montiert und können die Form von berührungslosen Dichtungen, Dichtungen mit geringer Reibung oder Abschirmungen haben.
Manschetten werden in Anwendungen verwendet, bei denen der Innenring rotiert und am Außenring montiert ist, wodurch ein schmaler Spalt zum Innenring entsteht. Sie halten Staub und Schmutz fern und bestehen meist aus Stahlplatten. Dichtungen sind in der Regel wirksamer als Manschetten, da sie weniger Spiel zum Innenring haben. Sie können mit schildähnlichen Geschwindigkeiten oder höher laufen und bestehen aus stahlplattenverstärktem NBR oder ähnlichem für Verschleißfestigkeit.
Was die Käfige in Rillenkugellagern anbelangt, unterscheiden sie sich ebenfalls in der Konstruktion, aber einige gängige Ausführungen sind Streifenkäfige aus Stahl- oder Messingblechen, Messingblech- oder genietete Stahlkäfige, bearbeitete gelbe Kupferkäfige oder Schnappkäfige aus Stahlpolyamid 66.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Rillenkugellager vielseitige Geräte sind, die für hohe und sehr hohe Drehzahlen geeignet sind, robust arbeiten und wenig Wartung erfordern. Sie können Radiallasten und Axiallasten in beide Richtungen aufnehmen, und in einreihigen Ausführungen sind Rillenkugellager der am häufigsten verwendete Lagertyp.
Schrägkugellager
Schrägkugellager sind ebenfalls in verschiedenen Ausführungen erhältlich und sind als ein- oder zweireihige, paar- oder vierpunktgelagerte Lager erhältlich. Aufgrund ihrer Konstruktion können diese Elemente axialen und radialen Kräften standhalten und sind daher für Anwendungen mit hoher Belastung und hoher Geschwindigkeit geeignet.
Im Gegensatz zu Rillenkugellagern verwenden Schräglager axial asymmetrische Laufringe, die im Gebrauch des Lagers einen Kontaktwinkel zwischen Ring und Kugeln erzeugen. Eine Besonderheit dieser Lager besteht darin, dass einer oder beide Ringe – meist der Außenring – eine Schulter höher haben als die andere.
Diese Lager funktionieren gut, wenn sie mit Axiallasten ausgestattet sind. Der Kontaktwinkel variiert typischerweise zwischen 10 und 45 Grad und mit zunehmendem Winkel nimmt auch die Schubkapazität zu.
Schrägkugellager gibt es in verschiedenen Ausführungen, mit Dichtungen oder Abschirmungen. Sie verhindern nicht nur Verunreinigungen, sondern dienen auch als Rückhalter für Schmierstoffe. Diese Lager können aus Edelstahl, Keramikhybrid oder Kunststoff bestehen und mit Chrom, Cadmium oder anderen Materialien plattiert sein. Darüber hinaus können sie vorgeschmiert, nachgeschmiert oder mit Feststoffschmierung ausgestattet werden.
Einreihige Schrägkugellager
Sie können Axiallasten nur in einer Richtung standhalten. Aus diesem Grund werden einreihige Schrägkugellager üblicherweise durch die Anordnung zweier einreihiger Schrägkugellager Rücken an Rücken, gegenüberliegend oder in Reihe eingebaut. Daher können mehrere Kraftrichtungen berücksichtigt werden. Die Lager werden mit Hilfe von Sicherungsringen arretiert, um ein Verrutschen entlang der Welle zu verhindern.
Rücken an Rücken: Durch die Montage der Lager auf diese Weise können sie radiale und axiale Belastungen in jede Richtung aufnehmen. Da der Abstand zwischen der Mitte des Lagers und dem Lastpunkt größer ist als bei anderen Installationsmethoden, kann es großen Moment- und Wechsellastkräften standhalten.
Angesicht zu Angesicht: Bei dieser Montagereihenfolge können die Lager radialen und axialen Belastungen in beide Richtungen standhalten. Aufgrund dieser Montageart ist jedoch der Abstand zwischen Lagermitte und Belastungspunkt gering, sodass die Momentan- und Wechselkraftaufnahme gering ist.
Tandem: Die Tandeminstallation kann axiale und radiale Lasten in einer Richtung aufnehmen. Da die Belastung der Welle über zwei Lager erfolgt, hält sie hohen axialen Belastungen stand.
Zweireihige Schrägkugellager
Ein zweireihiges Schrägkugellager ähnelt zwei einreihigen Schrägkugellagern, die Rücken an Rücken angeordnet sind, benötigt jedoch weniger axialen Platz. Neben radialen und axialen Belastungen sind sie auch in der Lage, Kippmomente aufzunehmen.
Pendelkugellager werden verwendet, wenn bei der Anwendung eine Fehlausrichtung oder Wellenfehlausrichtung zu erwarten ist. Es verfügt über zwei Kugelreihen, die sich die äußere sphärische Laufbahn teilen, während der Innenring über zwei Eckkontakt-Laufbahnen mit tiefen Rillen verfügt. Da die Kugeln in der inneren Laufbahn an Ort und Stelle bleiben, in der äußeren Laufbahn jedoch eine gewisse Bewegungsfreiheit haben, können sie auch dann funktionieren, wenn das Lager nicht richtig zur Welle ausgerichtet ist. Sie sind jedoch nicht für Hochlastanwendungen geeignet.
Axial-Rillenkugellager
Axialkugellager dienen der Aufnahme axialer Belastungen. Es stehen zwei Hauptdesigns zur Auswahl: unidirektional und bidirektional.
Einweg-Axialkugellager bestehen aus zwei Ringen (Wellen- und Gehäusescheibe genannt) und einer Kugel- und Käfigbaugruppe. Sie können axiale Belastungen nur in einer Richtung aufnehmen, abhängig von der Position des Flansches am Innenring, am Außenring oder an beiden Laufbahnen.
Zweiseitig wirkende Axialkugellager bestehen aus drei Unterlegscheiben und zwei Kugelkäfigen. Die Wellenscheibe trennt die Kugel- und Käfigbaugruppe. Diese Lager sind für axiale Belastungen und nicht für radiale Belastungen ausgelegt. Sie können axialen Belastungen in beide Richtungen standhalten.
Rollenlager
Je nach Form der Wälzkörper werden Wälzlager in verschiedene Typen eingeteilt. Die Hauptkategorien von Rollenlagern sind Zylinderlager, Nadellager, Kegellager und Pendelrollenlager.
Zylinderrollenlager Sie sind für die Aufnahme schwerer Radiallasten und mäßiger Schublasten ausgelegt und enthalten Zylinderrollen, die Spannungskonzentrationen reduzieren sollen.
Die Rollen stehen in Linienkontakt mit den Laufbahnen und bestehen meist aus Stahl. Für Zylinderrollenlager mit Käfig können auch Materialien wie Polyamid oder Messing verwendet werden.
Diese Lagertypen zeichnen sich durch geringe Reibung und lange Lebensdauer, geringe Geräuschentwicklung und geringe Wärmeentwicklung aus und können in Anwendungen mit hohen Geschwindigkeiten eingesetzt werden. Zylinderrollenlager gibt es in verschiedenen Ausführungen, deren Bezeichnungen je nach Hersteller variieren.
Diese Lager können nach der Anzahl der Rollenreihen klassifiziert werden. Unter diesem Gesichtspunkt werden diese Maschinenteile in einreihige Zylinderrollenlager, zweireihige und vierreihige Zylinderrollenlager unterteilt. Bei einreihigen Modellen sind die Innen- und Außenringe bei allen Modellen trennbar, sodass der Innenring mit Rollen und Käfigeinheit unabhängig vom Außenring montiert werden kann.
Je nach Ausführung können die Ringe gerippt sein oder nicht, sodass sie sich axial relativ zueinander bewegen können. Es gibt auch Modelle ohne Käfig, dann sind sie für höhere Belastungen, aber geringere Geschwindigkeiten mit kompletten Rollen ausgestattet.
Zylinderrollenlager werden häufig in Branchen wie Erdölförderung, Energieerzeugung, Bergbau, Baumaschinen, Getrieben und Antrieben, Elektromotoren, Gebläsen, Ventilatoren sowie Pumpen, Werkzeugmaschinen und Walzwerken eingesetzt.
Pendelrollenlager eignen sich für Anwendungen mit niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit und können schwere Lasten aufnehmen. Da sie selbstausrichtend sind, werden sie in Anwendungen mit starker Fehlausrichtung, Vibrationen und Stößen sowie in kontaminierten Umgebungen eingesetzt.
Diese Lager bestehen normalerweise aus legiertem Stahl, Messing, Polyamid oder Weichstahl und sind auch in verchromten Versionen erhältlich.
Die in der Bohrung des Innenrings gelagerte Drehachse kann relativ zum Außenring falsch ausgerichtet sein. Diese Besonderheit ist durch die kugelförmige Innenform des Außenrings und die Form der Rollen möglich, die eigentlich nicht kugelförmig sind, aber eine Kugelform aufweisen zylindrisch.
Diese robusten und für hohe Radiallasten ausgelegten Lager bieten eine lange Lebensdauer und geringe Reibung. Sie werden häufig in Anwendungen wie Getrieben, Pumpen, mechanischen Lüftern und Gebläsen, Windkraftanlagen, Schiffsantrieben und Offshore-Bohr-, Bergbau- und Baumaschinen eingesetzt.
Der Aufbau dieser Lager besteht aus einem Innenring mit zwei schräg zur Lagerachse geneigten Laufbahnen, einem Käfig und einem Außenring mit einer gemeinsamen sphärischen Laufbahn. Die Pendelrollen sind meist in zwei Reihen angeordnet, eine Konstruktion, die es den Lagern ermöglicht, sehr hohen radialen und axialen Belastungen standzuhalten.
Pendelrollenlager können bei niedrigeren Temperaturen als andere Lager betrieben werden und haben standardisierte Abmessungen. Der internationale Standard für diese Geräte ist ISO 15:1998. Gängige Serien sind 21300, 22200, 22300, 23000, 23100, 23200 usw.
Gelenklager sind mit Dichtungen erhältlich und werden geschmiert geliefert. Dieses Design reduziert Fett, hält Schmutz, Staub und andere Verunreinigungen fern, vereinfacht die Wartung und verlängert die Lagerlebensdauer.
Ähnlich wie Pendelrollenlager, Axial-Pendelrollenlager sind so konstruiert, dass sie einen Winkelversatz und eine reibungsarme Drehung ermöglichen und für radiale Belastungen und schwere axiale Belastungen in eine Richtung geeignet sind.
Diese Lager bestehen aus einem Wellenring, der einem Innenring entspricht, einer Laufbahn, die einem Außenring entspricht, asymmetrischen Rollen und einem Käfig. Die Außenmaße sind durch die Norm ISP 104:2002 genormt, die gängigsten Serien sind 292, 293 und 294.
Genau wie Pendelrollenlager können Axiallager aus verschiedenen Materialien wie Chromstahl, Messing, Stahlblech usw. hergestellt werden. Diese Lager werden in Anwendungen mit mittlerer Geschwindigkeit verwendet. Zu den häufigsten Anwendungen gehören Wasserturbinen, Getriebe, Kräne, Schiffsantriebe und Offshore-Anwendungen Bohren, Spritzgussextruder sowie Anlagen zur Zellstoff- und Papierverarbeitung.
In NadellagerDie Rollelemente sind dünne Zylinder in Form von Nadeln. Diese besondere Konstruktion, bei der die Länge der Rollen um ein Vielfaches größer ist als der Durchmesser, hebt sie nicht nur von anderen Lagertypen ab, sondern verleiht Nadellagern auch ihre hohe Tragfähigkeit.
Nadellager werden verwendet, um die Reibung auf rotierenden Oberflächen innerhalb von Baugruppen zu reduzieren. Sie haben eine geringe Querschnittshöhe, sind dünner als andere Lager und erfordern weniger Spiel zwischen der Welle und umgebenden Komponenten.
Mit höherer Steifigkeit und geringeren Trägheitskräften eignen sich diese Lager ideal für Anwendungen mit oszillierender Bewegung und funktionieren auch unter rauen Bedingungen gut. Sie tragen außerdem dazu bei, Größe und Gewicht von Maschinenkonstruktionen zu reduzieren und können als Ersatz für Gleitlager eingesetzt werden.
Nadellager sind die kleinsten und leichtesten der Wälzlagerfamilie und werden häufig in Komponenten wie Kompressoren, Getrieben, Kipphebelgelenken oder Pumpen in der Automobilindustrie eingesetzt. Diese Lager werden auch häufig in landwirtschaftlichen Anwendungen und Baumaschinen, tragbaren Elektrowerkzeugen und Haushaltsgeräten verwendet.
Wenn es um verschiedene Arten von Nadellagern geht, werden diese je nach Belastungsrichtung in Radiallager und Axiallager eingeteilt. Zu den Axiallagern gehören Axial-Nadellager, während zu den Radiallagern gezogene Hülsenlager, massive Nadellager, Radialkäfig-Nadellager, Laufrollen, hochbearbeitete Nadellager sowie kombinierte Radial- und Axiallager gehören.
Massive Nadellager verfügen über eine starke, integrierte Rippe am Außenring, um die Rollen an Ort und Stelle zu halten und hohe Betriebsgeschwindigkeiten zu gewährleisten. Die Ringe sind wärmebehandelt und präzisionsgeschliffen, um hohen Stoßbelastungen standzuhalten. Der Käfig ist außerdem behandelt, um die Verschleißfestigkeit und Steifigkeit zu erhöhen. Bei Bedarf können Höcker angebracht werden, um die Belastung der Rollenkanten zu verringern. Der Außenring verfügt über Schmierlöcher oder -nuten zum einfachen Austausch des Schmiermittels und zur Verlängerung der Lebensdauer des Lagers.
Radialkäfig-Nadelrollen oder Nadelrollen- und Käfigbaugruppen haben keine Innen- oder Außenringe, sie sind mit nur einem Nadelrollensatz konstruiert, der von einem Käfig an Ort und Stelle gehalten wird. Dieser Käfig hält die Wälzkörper nach innen und außen zurück und sorgt so für maximale Festigkeit und präzise Führung der Rollen auch bei hohen Geschwindigkeiten.
Der Nadelrollenabschnitt des Radialkäfigs hat einen kleinen Querschnitt und eine hohe Belastbarkeit, und seine Konstruktion sorgt für gute Schmierbedingungen. Käfige können aus Stahl oder glasfaserverstärktem Polymermaterial bestehen und bei Bedarf können Rippen an den Enden der Rollen angebracht werden, um Spannungskonzentrationen an den Kanten zu verhindern. Zu den üblichen Anwendungen gehören Planetenräder, Umlenkrollen und Pleuel.
Gezeichnete Becher-Nadellager sind in Käfig- und vollrolliger Ausführung erhältlich, wobei beide Außenringe aus legierten Stahlblechen bestehen. Das Gehäuse wird präzise in eine Becherform gezogen und durch Pressen einsatzgehärtet, um einen engen Linienkontakt mit den Rollen zu gewährleisten. Diese Konstruktion verleiht dem Lager eine hohe Belastbarkeit und macht es zudem zu einer wirtschaftlichen Lösung, da keine zusätzliche Bearbeitung des Gehäuses erforderlich ist.
Aufgrund ihrer geringen Bauhöhe eignen sich Nadelhülsenlager für kompakte und leichte Maschinenkonstruktionen. Der gekrümmte Teil des Außenrings hält die Rollen an Ort und Stelle und verhindert, dass Staub und Schmutz in das Lager eindringen, und sorgt gleichzeitig für eine gute Lagerschmierung. Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass das Lager bei entsprechender Steifigkeit und Größe der Welle keinen Innenring benötigt und somit Platz in radialer Richtung spart.
Nadelhülsen mit gezogener Hülse und voller Kugel können Lasten tragen, die gleich oder höher sind als Kugellager und Rollenlager mit äquivalentem Außendurchmesser, und sind für stationäre, rotierende und oszillierende Bedingungen mit niedriger Drehzahl geeignet. Sie können in Gehäusen mit geringer Härte eingesetzt werden und haben die größte Belastbarkeit, wenn die Rollen vor der Montage eingefettet werden, da die Rollen die größtmögliche Länge haben.
Bei gezogenen Becherkäfiglagern ist der Einsatz auch in Gehäusen möglich, die eine geringere Steifigkeit, aber eine geringere Tragfähigkeit aufweisen als vollrollige Lager. Dennoch sind sie immer noch sehr gut für Anwendungen mit hohen Drehzahlen und Wellenversatz geeignet. Die Oberfläche des Käfigs ist gehärtet, um die Verschleißfestigkeit und Steifigkeit zu verbessern und gleichzeitig das Reibungsmoment zu reduzieren.
Da der Käfig zusätzlichen Platz für die Lagerung des Schmiermittels schafft, laufen diese Nadellager reibungslos und haben eine lange Fettlebensdauer. Zu den üblichen Anwendungen für Nadellager mit gezogener Hülse gehören Zahnradpumpen, allgemeine Getriebewellenhalterungen, Führungslager und Riemenscheibenhalterungen.
Laufrollen verfügen über einen dickwandigen Außenring, der direkt auf der Schiene läuft, um hohen Belastungen standzuhalten und gleichzeitig Verformungen, Stöße und Biegebelastungen zu minimieren. Diese werden üblicherweise in Maschinenschienen, Mastrollen und Nockenfolgern, auch Nockenfolger genannt, verwendet.
Der Außenring besteht normalerweise aus kohlenstoffreichem Chromstahl, der sich nicht leicht verformen lässt und über Schmierlöcher verfügt. Auf Wunsch können die Rollen mit Rillen versehen werden, um eine Überlastung an den Kanten zu verhindern. Zusätzlich können Anlaufscheiben in die Konstruktion integriert werden, um den Luftwiderstand zu erhöhen.
Diese Nadellager sind in zwei Hauptausführungen für unterschiedliche Montageanordnungen erhältlich: als Gabellager für die Spreiz- oder Gabelkopfmontage und als Integralbolzenlager für die freitragende Montage. Bolzenlager sind mit oder ohne Lippenkontaktdichtungen und Manschetten erhältlich, während Jochlager mit radialen Nadelrollen und Käfiganordnungen oder mit vollrolligen Zylinderrollen oder Nadelrollen erhältlich sind.
Drucknadellager bestehen aus einem Satz Nadelrollen, die durch einen Käfig zusammengehalten werden. Sie haben einen kleinen Querschnitt und der Käfig ist präzise aus zwei Stahlplatten gepresst, was die Rollen präzise führt und die Steifigkeit und Verschleißfestigkeit des Geräts erhöht. Diese Lager übertragen Schublasten zwischen zwei rotierenden Objekten und reduzieren gleichzeitig die Reibung.
Kombinierte Radial- und Axiallager bestehen aus Axial-Kugel- oder Rollenlagern und Radialnadellagern. Einige davon ähneln gezogenen Schalenlagern, verfügen jedoch zusätzlich über Axiallager. Diese Einheiten sind dafür ausgelegt, hohen Geschwindigkeiten und hohen axialen Belastungen auf engstem Raum standzuhalten und können herkömmliche Anlaufscheiben ersetzen, wenn hervorragende Tragfähigkeit und Reibungseigenschaften erforderlich sind. Eine häufige Anwendung sind Automatikgetriebe.
Kegelrollenlager bestehen aus einem Innen- oder Innenring, einem Außen- oder Außenring, einem Käfig und Rollen, die so geformt sind, dass sie die Lasten gleichmäßig verteilen. Diese Lager verwenden Kegelrollen, die durch Rippen auf dem Kegel geführt werden, und sind in der Lage, hohe radiale und axiale Belastungen in einer Richtung aufzunehmen.
Die Laufbahnen der Innen- und Außenringe sind konische Segmente und die Rollen sind konisch. Durch diese Konstruktion bewegen sich die Kegel koaxial und es gibt keinen Schlupf zwischen den Laufbahnen und dem Außendurchmesser der Rollen. Aufgrund ihrer Form können Kegelrollenlager höhere Belastungen aufnehmen als Pendelkugellager.
Ein Innenringflansch, der die Rollen stabil hält, verhindert ein Herausspringen der Rollen. Der Innenring, die Rollen und der Käfig bilden eine nicht trennbare konische Baugruppe, während der Außenring becherförmig und trennbar ist. Die Innenringbaugruppe und der Außenring können unabhängig voneinander eingebaut werden, und für zwei gegenüberliegende Lager kann durch Anpassen des axialen Abstands zwischen diesen Baugruppen das richtige Innenspiel erreicht werden.
Je nach Kontaktwinkel können Kegelrollenlager in drei Typen unterteilt werden: Normalwinkel, Mittelwinkel und Steilwinkel. Je nach Anzahl der Zeilen können sie außerdem unterteilt werden in:
Einreihige Kegelrollenlager haben eine Außenring- und eine Innenringbaugruppe. Zu dieser Kategorie gehören die Serien TS und TSF (einreihig mit geflanschtem Außenring).
Zweireihige Kegelrollenlager Verwendung einer Doppelmanschette (Außenring) und zwei einzelner Kegelrollenanordnungen (Innenring). Die TDO-Serie ist hier enthalten.
Zweireihige Kegelrollenlager, unter Verwendung einer doppelten Innenringanordnung (doppelter Innenring) und zwei Single Außenringe (Außenring). Dazu gehören die Serien TDI und TDIT.
Vierreihige Kegelrollenlager, unter Verwendung einer Kombination aus zwei und einzelnen Komponenten, wie z. B. zwei TDI-Innenringen, zwei TS-Außenringen und einem TDO-Außenring mit Außenring- oder Innenring-Abstandhalter. Die TQO-Serie ist hier enthalten.
Einreihige Lager haben eine höhere Schubbelastbarkeit, während zweireihige Lager eine größere radiale Belastbarkeit haben und Schubbelastungen in beide Richtungen standhalten können. Der Standardkäfig ist eine Stiftausführung für hohe Belastungen und Drehzahlen. Im Allgemeinen werden gestanzte Stahlkäfige verwendet. In vielen Anwendungen werden diese Lager Rücken an Rücken eingesetzt, um Axialkräfte in beide Richtungen aufzunehmen.
Darüber hinaus sind Kegelrollenlager auch in metrischen Reihen erhältlich:
Metrische einreihige Kegelrollenlager Gemäß ISO 355:2007. Diese eignen sich für Getriebe, Pumpen und Förderer, die in der Energieindustrie, der Öl- und Gasindustrie, der Windenergie, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie oder der Zellstoff- und Papierindustrie eingesetzt werden. Darüber hinaus werden sie in Antriebssträngen, Zahnradgetrieben und Achsen in der Bau-, Automobil- und Bergbauindustrie eingesetzt.
Metrische zweireihige Kegelrollenlager bestehen aus zwei einreihigen Lagern mit individuell abgestimmten Distanzstücken. Diese werden in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Belastbarkeit erfordern und bei denen die Welle axial mit einem bestimmten Spiel oder einer Vorspannung in beide Richtungen positioniert werden muss. Der Außenring-Abstandshalter verfügt über Schmierlöcher. Diese Lager eignen sich für Anwendungen wie Zahnradantriebe und Getriebe, Kohleumschläge oder Kräne.
Zu den üblichen Anwendungen für Kegelrollenlager gehören Automobil- und Radlager, Land-, Bau- und Bergbaumaschinen, Getriebe, Motormotoren und Untersetzungsgetriebe, Windkraftanlagen, Achssysteme und Antriebswellen.
Spezielle Lagerbezeichnungen
Es gibt verschiedene Codes und Bezeichnungen zur Identifizierung verschiedener Lagerkonstruktionen und Konstruktionsmerkmale. Zu diesen Codes und Bezeichnungen gehören Bezeichnungen für Lager mit kegeliger Bohrung (bei SKF-Lagern mit dem Buchstaben K bezeichnet), Bezeichnungen für verstärkte Lager, die normalerweise den Buchstaben E verwenden, und . Leider verwenden nicht alle Hersteller die gleichen Suffixe und Designmerkmale.
Ein weltweit weitgehend gleicher Bereich sind die unterschiedlichen Bezeichnungen der Flanschpositionen an Lagern. Diese Flansche sind für die Aufnahme radialer Belastungen auf die Lager ausgelegt.
NU: Diese Lager haben zwei bearbeitete Flansche auf der Außenlaufbahn, aber keinen Flansch auf der Innenlaufbahn. Wälzkörper und Käfige werden in der Außenlaufbahn montiert. Da die Innenlaufbahn keinen Flansch hat, kann dieses Lager keinen Schubbelastungen standhalten.
N: Der Innenring dieses Lagertyps hat zwei Rippen, der Außenring hat keine Rippen und der Innenring hat Rollen und Käfige. Die äußere Laufbahn dieses Lagers hat keine Rippen und kann daher Schubbelastungen nicht standhalten.
NJ: Ein bearbeiteter Flansch auf einer Seite der inneren Laufbahn und zwei Flansche auf der äußeren Laufbahn. Die Rollen- und Käfigbaugruppen befinden sich in der Außenlaufbahn. Da die Innenlaufbahn über einen integrierten Flansch verfügt, kann dieses Lager axiale Belastungen und begrenzte Schubbelastungen aufnehmen.
NUP: Dieser Lagertyp ähnelt einem NJ-Lager, verfügt jedoch über eine einzigartige Laufbahn, die oft als Anlaufring bezeichnet wird. Anlaufringe werden auf der Nicht-Flansch-Seite der Innenlaufbahn installiert, um axiale Belastungen in beide Richtungen aufzunehmen. Der Anlaufring ragt auf einer Seite aus dem Lager heraus, sodass der Durchmesser der inneren Laufbahn etwas größer ist als der der äußeren Laufbahn.
Auswahlkriterien für Wälzlager
Die folgenden sind Wälzlager Auswahlkriterien, die bei der Bewerbung zu berücksichtigen sind:
Verfügbarer Platz: Der Bohrungsdurchmesser eines Lagers ist eines der Hauptmaße und wird in der Regel durch die Konstruktion der Maschine und deren Wellendurchmesser bestimmt. Wellen mit kleinem Durchmesser können mit jeder Art von Kugellager ausgestattet werden. Neben Rillenkugellagern können auch Nadellager verwendet werden. Zu den Lagern für Wellen mit großem Durchmesser gehören Zylinder-, Kegel-, Kugel- und Rillenkugellager. Wenn der radiale Platz begrenzt ist, werden Dünnringlager bevorzugt.
Laden Sie: Die Größe des Lagers wird normalerweise durch die Größe der Belastung bestimmt. Im Allgemeinen tragen Rollenlager höhere Lasten als Kugellager ähnlicher Größe, und Lager mit vollständigen Wälzkörpern können höhere Lasten tragen als Käfiglager. Normalerweise können Kugellager leichte bis mittlere Belastungen aufnehmen. Lager mit Rollen sind in der Regel eine geeignete Wahl, wenn das Lager schwere Lasten tragen muss oder der Wellendurchmesser groß ist.
Fehlausrichtung: Eine Fehlausrichtung wird durch Wellenverbiegung unter Last, nicht auf die gleiche Höhe bearbeitete Lagergehäuse oder zu große Lagerabstände verursacht. Rillenkugellager tolerieren, ebenso wie Zylinderrollenlager, keine oder nur geringe Fluchtungsfehler, wenn sie nicht beansprucht werden. Selbstausrichtende Lager, wie z. B. Pendelrollenlager und Axial-Pendelrollenlager, können Fehlausrichtungen ausgleichen und anfängliche Fehlausrichtungen kompensieren, die durch Bearbeitungs- und Installationsfehler verursacht wurden.
Präzision: Anordnungen, die eine hohe Laufgenauigkeit erfordern, und Anwendungen, die sehr hohe Geschwindigkeiten erfordern, erfordern Lager mit höherer Präzision. Dies ist häufig bei Anwendungen in der Medizin und in der Luft- und Raumfahrt der Fall. Hochpräzisionslager werden normalerweise nach den Standards für Rillenkugellager oder Schrägkugellager hergestellt, jedoch mit viel engeren Toleranzen als Standardlager.
Schnelligkeit: Die Drehzahl von Wälzlagern wird durch die zulässige Betriebstemperatur begrenzt. Für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb sind Lager mit geringer Reibung und geringer innerer Wärmeentwicklung am besten geeignet. Axiallager können konstruktionsbedingt nicht so hohen Drehzahlen standhalten wie Radiallager.
Leiser Betrieb: Je nach Anwendung, beispielsweise bei kleinen Elektromotoren für Haushaltsgeräte oder Büromaschinen, können die beim Betrieb entstehenden Geräusche die Lagerauswahl beeinflussen. Für diese Anwendungen wird ein spezieller Typ von Rillenkugellagern mit Messingkäfig hergestellt. Diese Lager verfügen über einen Zwischenraum zwischen den Laufbahnen, der es ermöglicht, Schmiermittel in das Lager einzubringen und so den Geräuschpegel zu reduzieren.
Steifheit: Die Steifigkeit eines Wälzlagers hängt von der Größe seiner elastischen Verformung unter Belastung ab. Da die Verformung meist gering ist, kann sie meist vernachlässigt werden. Die Steifigkeit der Hauptwellenlagerung oder Ritzellagerung ist entscheidend. Aufgrund der Kontaktverhältnisse zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen weisen Rollenlager eine höhere Steifigkeit auf als Kugellager. Allerdings wirkt diese Verformung als Schmiermittel.
Montage und Demontage: Wenn Lager mit zylindrischer Bohrung zerlegbar sind, können sie effizient montiert und demontiert werden, insbesondere wenn beide Ringe eine Presspassung erfordern. Wenn eine häufige Montage und Demontage erforderlich ist, ist es am besten, ein zerlegbares Lager zu verwenden, da jeder Lagerring unabhängig montiert werden kann. Lager mit kegeliger Bohrung können mithilfe von Adaptern oder Abziehhülsen problemlos auf zylindrische Gehäuse oder kegelige Zapfen montiert werden.
4. Lagerschmierung und Wartung
Proper Installation und Einstellung spielen ebenso wie Schmiermittel eine entscheidende Rolle für die Lagerleistung und -lebensdauer. In den meisten Fällen ist ein Lagerausfall nicht auf unsachgemäßen Einbau oder Herstellungsfehler zurückzuführen, sondern auf mangelnden Schmierstoff, falsche Auswahl oder Verunreinigung des Schmierstoffs.
SchmierstoffeOb Öl oder Fett, sie verteilen und trennen die beweglichen Teile einer Lagerbaugruppe, wodurch die Reibung verringert und Verschleiß verhindert wird. Abhängig von den Betriebsbedingungen und dem gewählten Schmierstoff bildet sich auf den Lagerelementen ein Schutzfilm, der auch dazu dient, Reibungswärme abzuleiten, das Lager vor Verschleiß zu schützen und vor Feuchtigkeit, Korrosion und Verschmutzung zu schützen.
Ein richtig ausgewählter Schmierstoff verfügt über die richtigen Additive und die richtige Viskosität, um alle oben genannten Ziele zu erreichen. Die gebräuchlichsten Schmierstoffe sind Öl und Fett, wobei die Verwendung des einen oder anderen abhängig von der Geschwindigkeit der Anwendung und der Belastung des Lagers ist.
Bei Ölen ist die Viskosität die wichtigste Eigenschaft und das richtige Produkt hängt von der Temperatur und der Geschwindigkeit der Anwendung ab. Wenn ein Öl mit unzureichender Viskosität verwendet wird, kommt es zu einem Kontakt der beiden rotierenden Oberflächen, was nicht nur zu Verschleiß führt, sondern auch zu Kontaktwärme und einem schnellen Verschleiß der Lagerelemente führt.
Die gebräuchlichsten Lageröle sind erdölbasierte Öle und synthetische Öle wie Silikone, fluorierte Verbindungen, Diester oder PAOs. Öle werden oft für Lager mit höheren Drehzahlen und höheren Betriebstemperaturen gewählt, da sie Wärme aus dem Lager abführen können. In manchen Fällen, beispielsweise bei Miniaturlagern, müssen ölbasierte Schmierstoffe nur einmal während der Lebensdauer des Lagers aufgetragen werden. Bei Baugruppen mit größeren Lagern kann im Rahmen der regelmäßigen Maschinenwartungszyklen eine Nachschmierung erforderlich sein.
Bei fettbasierten Schmierstoffen sind die wichtigsten Eigenschaften der Temperaturbereich, der Penetrationsgrad, die Steifigkeit und die Viskosität des Grundöls. Fette bestehen aus einer Ölbasis, der Verdickungsmittel zugesetzt sind, am häufigsten organische und anorganische Verbindungen sowie Metallseifen wie Natrium, Aluminium, Kalzium oder Lithium. Um die Leistung des Schmiermittels zu verbessern, können auch Additive mit Antioxidations-, Korrosions- und Verschleißschutzeigenschaften hinzugefügt werden.
Alternativ kann ein fester, nicht flüssiger Film wie eine Beschichtung auf Lagerelemente aufgetragen werden, um die Reibung zu verringern und Verschleiß vorzubeugen. Diese Folien werden in besonderen Fällen verwendet, in denen Öl oder Fett nicht überleben können, und umfassen Optionen wie Graphit-, Silber-, PTFE- oder Goldfolien. Beispielsweise bieten Schmierstoffe auf Öl- oder Fettbasis bei Anwendungen mit extremen Temperaturen oder Strahlung möglicherweise keinen ausreichenden Schutz, sodass möglicherweise ein dauerhafter Schmierstoff wie ein fester Film erforderlich ist.
Fett ist in den meisten Fällen eine gute Wahl zum Schmieren von Lagern. Fett ist kostengünstiger als Öl, bleibt leicht in Lagerbaugruppen erhalten und lässt sich leicht auftragen. Es ist jedoch nicht für Anwendungen geeignet, die eine Wärmeabfuhr durch zirkulierendes Öl erfordern, und auch nicht für Getriebe, die Schmieröl erfordern.
Auch wenn die Betriebsbedingungen eine Nachschmierung der Lager mit Fett in zu kurzen Abständen erfordern, was zu zeitaufwändig und teuer wird, oder wenn das Entfernen oder Reinigen von Fett zu teuer und schwierig zu handhaben wird, ist es am besten, ein Schmieröl zu wählen.
Lagerschmierstand und Nachschmierung
Nach der Auswahl eines Schmiermittels ist es wichtig, die richtige Menge auf das Lager aufzutragen. Wird zu viel Schmierstoff verwendet, kann es zu Überhitzung und Lagerschäden kommen. Geschwindigkeit, Belastung und Geräuschpegel der Anwendung werden alle von der Menge des verwendeten Schmiermittels beeinflusst.
Abhängig von der Art des gewählten Lagers und Schmiermittels sowie der Anwendung kann der Hersteller unterschiedliche Schmiergrade empfehlen, ausgedrückt in Prozent. Schmierstoff gelangt in das Innere des Lagers und in den Freiraum des Gehäuses. Dieser Raum ist wichtig, da er die Wärmeableitung von den Kontaktflächen des Lagers ermöglicht. Wenn Sie also zu viel Fett hinzufügen, kann es zu Überhitzung und vorzeitigem Lagerausfall kommen.
Aus diesem Grund besteht eine allgemeine Empfehlung darin, 20–40 % des freien Raums im Lager auszufüllen, wobei kleinere Prozentsätze typischerweise für Anwendungen mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment und höhere Prozentsätze typischerweise für Anwendungen mit niedriger Drehzahl und hoher Last angegeben werden. Bei Gehäusen ist auch eine Ausfüllung von 70–100 % des Freiraums akzeptabel, wenn die Anwendung niedrige Geschwindigkeiten und ein hohes Kontaminationsrisiko mit sich bringt.
Bedenken Sie, dass der Erstfüllstand auch von der gewählten Nachschmiermethode beeinflusst wird. Die gängigen Methoden zur Lagernachschmierung sind die manuelle Nachschmierung, die automatische und die kontinuierliche Nachschmierung.
Manuelle Nachschmierung ist praktisch für einen unterbrechungsfreien Betrieb.
Automatische Nachschmierung vermeidet Über- und Unterschmierung und wird typischerweise für Komponenten verwendet, bei denen mehrere Stellen oder schwer zugängliche Stellen geschmiert werden müssen. Darüber hinaus ist es die erste Wahl, wenn es darum geht, Geräte aus der Ferne und ohne Wartungspersonal zu bedienen.
Kontinuierliche Schmierung wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Nachschmierintervalle aufgrund nachteiliger Auswirkungen von Verunreinigungen zu kurz sind. In diesem Fall beträgt die Erstfüllung des Gehäuses je nach Betriebsbedingungen 70–100 %.
Tipps zur Lagerwartung
Die richtige Handhabung und Wartung von Lagern verlängert deren Lebensdauer und optimiert die Leistung. Verwenden Sie diese grundlegende Checkliste, um Wartungszeit, Arbeitsaufwand und Kosten zu reduzieren.
Lagerhandhabung: Gehen Sie vorsichtig mit den Lagern um, um ein Verkratzen der Oberflächen zu vermeiden. Fassen Sie sie immer mit sauberen, trockenen Händen an oder verwenden Sie saubere Segeltuchhandschuhe. Berühren Sie die Lager nicht mit fettigen oder nassen Händen, da dies schnell zu Verschmutzungen führt.
Lagerlagerung: Wickeln Sie die Lager mit ölbeständigem Papier ein und lagern Sie sie in einer kühlen, sauberen, feuchtigkeitsarmen, staubfreien, vibrations- und stoßfreien Umgebung. Legen Sie die Lager nach der Handhabung auf eine saubere und trockene Oberfläche, um Verunreinigungen zu vermeiden. Nehmen Sie das Lager erst zum Einbau aus der Originalverpackung und lagern Sie es flach und nicht aufrecht.
Lager reinigen: Verwenden Sie immer ein sauberes Lösungsmittel oder Spülöl und vermeiden Sie es, die Lager mit Watte oder schmutzigen Lappen abzuwischen. Verwenden Sie zum Reinigen und abschließenden Spülen gebrauchter Lager einen separaten Behälter.
Lagereinbau: Verwenden Sie zum Einbau der Lager geeignete Techniken und Werkzeuge. Ungefähr 16 % der Lagerausfälle werden durch unsachgemäße Installation verursacht. Vermeiden Sie daher unbedingt zu lockere oder zu feste Installationen. Überprüfen Sie vor dem Einbau, ob alle Teile sauber und unbeschädigt sind und ob der Schmierstoff richtig ausgewählt ist. Wenn die Lager direkt aus der Verpackung kommen, waschen Sie die Lager vor dem Einbau nicht.
Schlagen Sie nicht mit dem Hammer oder üben Sie keine direkte Kraft auf das Lager oder seinen Außenring aus, da dies zu Schäden und einer Fehlausrichtung der Komponenten führen kann. Bei kleinen und mittelgroßen Lagern empfiehlt sich grundsätzlich die Kaltmontage oder die mechanische Montage. Bei relativ großen Lagern eignet sich in der Regel die thermische Montage, bei sehr großen Lagern kann die hydraulische Montage empfohlen werden.
Verwenden Sie die richtigen Werkzeuge: Für den Ein- und Ausbau von Lagern stehen Spezialwerkzeuge zur Verfügung – Lagerabzieher, Montagewerkzeugsätze, Ölerwerkzeuge, Induktionsheizgeräte und Hydraulikmuttern. Alle werden speziell angefertigt, um eine korrekte und reibungslose Passform zu gewährleisten und das Risiko von Lagerschäden zu minimieren.
Lager prüfen: Um Lagerschäden vorzubeugen, müssen diese während und nach dem Betrieb überprüft werden. Direktinspektionen zur Prüfung von Temperatur, Geräuschen und Vibrationen sowie zur Überprüfung der Schmierstoffe, um festzustellen, ob diese ausgetauscht oder nachgefüllt werden müssen. Überprüfen Sie nach dem Lauf das Lager und seine Komponenten auf Veränderungen. Im letzten Kapitel dieses Leitfadens werden häufige Ursachen für Lagerausfälle und deren Lösungen erläutert.
Lager können in der Regel bis zum Ende ihrer Rollermüdungslebensdauer verwendet werden, können aber aufgrund unsachgemäßer Montage, Installation, Schmierung oder Handhabung auch vorzeitig ausfallen. Die Hauptfehlerarten und ihre Unterursachen sind in der Norm ISO 15243 beschrieben und basieren auf sichtbaren Schäden an den Kontaktflächen der Wälzkörper oder anderen Funktionsflächen des Lagers.
Zu diesen Fehlermodi gehören:
Ermüdung, die oberflächenbedingt oder unter der Oberfläche bedingt sein kann
Verschleiß, einschließlich abrasiver und adhäsiver Abnutzung
Korrosion, einschließlich Feuchtigkeitskorrosion und Passungsrost (Unterursachen sind Passungsrost und falsches Brinelling)
Galvanische Korrosion, einschließlich übermäßiger Spannung und Leckströmen
Plastische Verformung, einschließlich Überlastung, Trümmereindrücke und Handhabungseindrücke
Bruch und Rissbildung, einschließlich Zwangsbruch, Ermüdungsbruch und thermische Rissbildung
Ermüden entsteht durch wiederholte Beanspruchung der Kontaktfläche zwischen Wälzkörpern und Laufbahn und führt zu Veränderungen im Materialgefüge. Sie äußern sich in Form von Abplatzungen oder Abplatzungen und sind in erster Linie oberflächenbedingt; die Ursache für diese Art von Schäden ist in der Regel eine unzureichende Schmierung. Untergrundbedingte Ermüdung ist selten und tritt nach längerem Betrieb auf. Um solchen Schäden vorzubeugen, sollten Fettart und -zustand sowie Dichtungs- und Belastungsbedingungen überprüft und gegebenenfalls angepasst werden.
Tragen entsteht, wenn feine Fremdkörper in die Lagerbaugruppe gelangen. Bei diesem Material kann es sich um Sand oder feine Metallpartikel beim Schleifen oder Bearbeiten sowie um Metallpartikel aus dem Getriebeverschleiß handeln. Diese Fremdpartikel können zu Lagerspiel und Fehlausrichtung führen und so die Lebensdauer des Lagers verkürzen. Eine Lösung zur Vermeidung dieser Art von Schäden besteht darin, der Lagerbaugruppe Dichtungen hinzuzufügen oder Lagereinheiten mit Polymerkäfigen zu verwenden. Auch ein Wechsel der Fettsorte kann hilfreich sein.
Korrosion tritt auf, wenn Wasser oder Korrosionsmittel in großen Mengen in die Lagereinheiten gelangen. In diesem Fall kann das Schmiermittel keinen ausreichenden Schutz mehr bieten und es bildet sich Rost. Reibungskorrosion entsteht bei Mikrobewegungen zwischen den Lagerflächen unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei Bewegungen zwischen einem Lagerring und einer Welle. Dadurch lösen sich kleine Partikel von der Oberfläche. Bei Einwirkung von Sauerstoff oxidieren die Partikel, was zu Lagerschäden führt.
Elektrische Erosion entsteht, wenn elektrischer Strom durch das Lager fließt. Dies kann durch nicht ordnungsgemäß funktionierende Erdungsrückführungsvorrichtungen oder durch unsachgemäß durchgeführte Erdungsanschlüsse beim Schweißen verursacht werden.
Plastische Verformung können durch verschiedene Faktoren verursacht werden, wie z. B. Überlastung aufgrund statischer oder stoßartiger Belastungen oder Einkerbungen durch Fremdkörper oder unsachgemäße Handhabung. Falsche Montage, Schläge auf Wälzkörper, Käfig oder Ringe sowie in den Lagerhohlraum eindringende Fremdpartikel können zu plastischer Verformung führen.
Bruch und Rissbildung Dies kann auftreten, wenn das Lager übermäßig belastet wird, weil es unsachgemäß montiert oder gehandhabt wurde oder weil die Lagergröße und -kapazität nicht für die Anwendung geeignet sind. Diese Art von Schaden kann sich auch als thermische Rissbildung äußern, die im Innen- oder Außenring auftritt, wenn durch die Gleitbewegung eine hohe Reibungserwärmung entsteht.
Die folgende Tabelle listet einige der häufigsten Zustände auf, die Sie bei beschädigten Lagern beobachten können, sowie die möglichen Ursachen und Lösungen für diese Art von Schäden.
| Beobachteter Zustand | Mögliche Fehlerursache | Die Lösung |
|---|---|---|
| Abblättern der Laufbahnoberfläche | Abplatzungen können durch übermäßige Belastung, schlechte Wellen- oder Gehäusegenauigkeit, schlechte Installation oder das Eindringen von Fremdkörpern verursacht werden. | Wenn die Last zu schwer ist, verwenden Sie ein Lager mit größerer Kapazität. Verwenden Sie bei Bedarf ein Öl mit höherer Viskosität oder verbessern Sie das Schmiersystem, um einen Schutzfilm zu bilden. |
| Abblättern der Rollflächen | Tritt wahrscheinlich auf, wenn die Schmierung unzureichend ist oder die Oberflächen gegenüberliegender Teile rau sind. Es kann zu Abplatzungen kommen. | Kontrollieren Sie die Oberflächenrauheit und wählen Sie ein besseres Schmiermittel. |
| Abplatzungen an den Rippen oder Laufbahnoberflächen | Mögliche Ursachen sind schlechte Montage, mangelhafte Schmierung der Wälzkörper oder Verlust des Schutzfilms auf den Kontaktflächen aufgrund übermäßiger Belastung. | Verbessern Sie die Montage, korrigieren Sie die Belastung und wählen Sie einen geeigneten Schmierstoff. |
| Verschmierungen auf der Laufbahnoberfläche | Die Wälzkörper rutschen während der Bewegung durch und das Schmiermittel verfügt nicht über die richtigen Eigenschaften, um ein Durchrutschen zu verhindern. | Wählen Sie ein geeignetes Schmiermittel oder Schmiersystem aus und überprüfen Sie das Spiel und die Vorspannung. |
| Die Laufbahnoberfläche ist abgenutzt und die Abmessungen werden reduziert | Schlechte Schmierung, Eindringen eines Fremdkörpers oder Verunreinigung des Schmierstoffs durch Schmutz oder Fremdkörper. | Wählen Sie ein geeignetes Schmiermittel oder Schmiersystem und verbessern Sie die Dichtungseffizienz. |
| Änderungen in der Oberflächenfarbe und -beschaffenheit | Eine verfilzte Laufbahnoberfläche oder eine verfärbte Oberfläche kann auf schlechte Schmierung, Überhitzung oder die Ansammlung von beschädigtem Öl hinweisen. | Verbessern Sie die Dichtungseffizienz und das Schmiersystem, entfernen Sie das Öl mit einem organischen Lösungsmittel und polieren Sie es mit Sandpapier, um die Rauheit zu entfernen. |
| Vertiefungen und Vertiefungen in der Laufbahnoberfläche | Vermutlich durch das Eindringen eines festen Gegenstands oder durch eingeschlossene Partikel verursacht. | Fremdkörper entfernen und fernhalten, auf Abplatzungen prüfen und die Handhabungsverfahren verbessern. |
| Absplitterungen am Innenring, Außenring oder an den Wälzkörpern | Absplitterungen können durch übermäßige Belastung, unsachgemäße Handhabung oder eingeklemmte feste Gegenstände verursacht werden. | Überprüfen und verbessern Sie die Belastung und verbessern Sie die Dichtungseffizienz. |
| Risse in den Ringen oder Wälzkörpern | Übermäßige Belastung, Stöße oder Überhitzung. Auch ein lockerer Sitz könnte die Ursache sein. | Untersuchen und verbessern Sie die Belastung und korrigieren Sie die Passform. |
| Rost oder Korrosion der Ringe oder Wälzkörper | Feuchtigkeit, Eindringen von Wasser oder ätzenden Substanzen oder schlechte Verpackungs- und Lagerbedingungen. | Verbessern Sie die Versiegelungseffizienz, Handhabung und Lagerung. |
| Festfressen der Ringe oder Wälzkörper | Schlechte Wärmeableitung aufgrund schlechter Schmierung oder zu geringem Spiel. Auch eine übermäßige Belastung kann die Ursache sein. | Verbessern Sie die Wärmeableitung und die Schmierung. Überprüfen und verbessern Sie die Belastung. |
| Fressen der Laufbahnen | Zu starke Vibration, kleiner Schwingwinkel oder schlechte Schmierung. | Der Innen- und Außenring sollten getrennt transportiert werden, oder die Schmierung sollte verbessert werden. |
| Beschädigung der Käfige | Übermäßige Belastung, zu hohe Geschwindigkeit oder große Geschwindigkeitsschwankungen, schlechte Schmierung oder starke Vibrationen. | Verbessern Sie die Lastbedingungen, reduzieren Sie Vibrationen und verbessern Sie das Schmiersystem. |
