Folgen Sie mir auf: 
Ultimativer Leitfaden für Kugellager vs. Nadellager
Entdecken Sie die wichtigsten Unterschiede zwischen Kugellager vs Nadellager. Lesen Sie unseren Blog, um herauszufinden, welcher Lagertyp für Ihre Anwendung am besten geeignet ist. Von Hochgeschwindigkeits-Turboladern in Automobilen bis hin zu Präzisionsmaschinen in industriellen Anwendungen sind Nadellager und Kugellager die beiden am häufigsten verwendeten Lagertypen Wird zur Unterstützung und Rotation verwendet. Aber welches ist besser? In diesem Artikel werden Kugellager und Nadellager verglichen, um Ihnen dabei zu helfen, herauszufinden, welches die beste Wahl für Ihre spezifische Anwendung ist. Erfahren Sie mehr über die wichtigsten Unterschiede, Verwendungszwecke und gemeinsamen Anwendungen von Kugellagern und Nadellagern. Sparen Sie Zeit und steigern Sie die Effizienz mit der Analyse unserer Lagerexperten.
Kugellager vs. Nadellager sind beides Wälzlager. Wälzlager bestehen aus Orbitalringen (Innen- und Außenringe), Wälzkörpern (Kugeln oder Rollen) und Käfigen. Zwischen zwei gegenüberliegenden Laufringen eines Wälzlagers sind mehrere Wälzkörper angeordnet. Ein Käfig verhindert, dass sich die Wälzkörper berühren und sorgt für einen bestimmten Betriebsabstand. Die geometrische Form der Wälzkörper und der Laufflächen des Innen- und Außenrings ist Punktkontakt (Kugel) oder Linienkontakt (Rolle). Theoretisch rollen und rotieren die Wälzkörper zwischen Innen- und Außenring.
Die Hauptfunktion von Lagern besteht darin, mechanischen Geräten dabei zu helfen, die Reibung zu reduzieren. Lager reduzieren die Reibung, indem sie zwei Oberflächen gegeneinander rollen lassen und so die erzeugte Reibung verringern. Die Kontaktfläche (Punkt) zwischen den Wälzkörpern und dem Laufbahnring nimmt mit ihrer Laufbahnoberfläche die Belastung des Lagers auf. Der Lagerkäfig trägt die Lagerlast nicht direkt. Der Lagerkäfig sorgt nicht nur dafür, dass die Wälzkörper in gleichmäßigen Abständen in der richtigen Position bleiben, sondern verhindert auch, dass die Wälzkörper beim Einbau des Lagers herausfallen.
Zu den von Lagern getragenen Belastungen gehören Radiallasten und Axiallasten. Wälzlager werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Kugellager und Rollenlager entsprechend der Form der Wälzkörper. Im Vergleich zu Rollenlagern mit den gleichen Hauptabmessungen eignen sich Kugellager für Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit, hoher Präzision, geringem Drehmoment und geringem Geräuschpegel. – Geeignet für Vibrationsanwendungen aufgrund des geringen Reibungswiderstands und des Wellenschlags während der Rotation. Da es viele Formen und Typen von Wälzlagern gibt, hat jedes seine eigenen Eigenschaften. Wälzlager haben folgende gemeinsame Vorteile:
(1) Der Reibungskoeffizient ist klein
(2) Es gibt international einheitliche Standards und Spezifikationen und Marken sind leicht austauschbar.
(3) Geringer Schmierölverbrauch.
(4) Das Lager kann sowohl Radiallast als auch Axiallast tragen.
(5) Es ist auch einfacher bei hohen oder niedrigen Temperaturen zu verwenden.
(6) Durch die Anwendung einer Vorspannung kann die Lagersteifigkeit verbessert werden.
Was sind Kugellager?
Kugellager sind so konzipiert, dass sie die Rotationsreibung reduzieren und radiale und axiale Belastungen aufnehmen. Die Grundkonstruktion eines Kugellagers besteht aus mindestens zwei Laufringen, die Kugeln enthalten und Lasten über die Kugeln übertragen. Normalerweise ist einer der Laufringe feststehend, während der andere Laufring mit einer rotierenden Komponente, beispielsweise einer Radnabe oder Achse, verbunden ist. Während sich das Lager dreht, rollen die Kugeln zwischen den Laufringen, wodurch Reibung und Verschleiß des Lagers verringert werden. Einer der Hauptvorteile von Kugellagern besteht darin, dass sie einen niedrigeren Reibungskoeffizienten als andere Lagertypen haben. Dadurch können sie mit weniger Hitze und Verschleiß arbeiten, was die Lebensdauer verlängert Lebensdauer der Lager. Sie verfügen außerdem über Hochgeschwindigkeitsfähigkeiten, wodurch sie für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet sind. Es gibt viele Arten von Kugellagern:
Unter KugellagerRillenkugellager sind die am häufigsten verwendeten Lager. Sowohl die inneren als auch die äußeren Ringbahnen sind bogenförmige tiefe Rillen, die tragen können Radiallast, bidirektionale Axiallast oder kombinierte Belastung, und sind auch für Hochgeschwindigkeitsrotationen geeignet. Ein Laufring eines Kugellagers ist mit einer rotierenden Komponente (z. B. einer Welle oder Nabe) verbunden, während der andere Laufring feststeht. Wenn sich der Sitzring dreht, dreht sich auch die Kugel. Aufgrund der Rotation der Kugel ist der Reibungskoeffizient kleiner als der von zwei aneinander reibenden ebenen Flächen. Die Kontaktfläche zwischen dem Laufring des Käfigs und der Kugel ist sehr klein. Daher haben Kugellager tendenziell eine geringere Tragfähigkeit als andere Lagertypen. Allerdings tolerieren diese Steuerungen möglicherweise eine gewisse Fehlausrichtung zwischen den Außen- und Innenringen. Einer der Nachteile von Rillenkugellagern besteht jedoch darin, dass die Kugeln mit der Zeit „abflachen“ und schließlich ausfallen können, wenn der Außenring verschleißt. Daher müssen Parameter wie die Tragzahl von Kugellagern regelmäßig überprüft werden.
Was ist ein Nadellager?
Nadellager sind eine spezielle Art von Rollenlagern, die schlanke zylindrische Rollen verwenden, die Nadelrollen ähneln. Der Hauptunterschied zwischen Nadellagern und anderen Arten von Rollenlagern besteht im Verhältnis von Durchmesser zu Länge der Rollen. Das Verhältnis von Durchmesser zu Länge liegt zwischen 0.1 und 0.4. Einer der Hauptvorteile von Nadellagern ist die größere Kontaktfläche zur Außenfläche des Lagers, was zu einer höheren Tragfähigkeit als Kugellager führt. Dadurch sind sie ideal für Anwendungen mit hohen Belastungen und begrenztem Platzangebot. Der typische Aufbau eines Nadellagers besteht aus einem Nadelkäfig, der die Nadelrollen ausrichtet und beherbergt, den Nadelrollen selbst und dem Außenring.
Der Nadelkäfig besteht normalerweise aus einem Material wie gestanztem Stahl oder Kunststoff und hilft, die Nadelrolle an Ort und Stelle zu halten, während der Außenring normalerweise aus einem komplexen Material wie Stahl oder Messing besteht. Nadellager sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich, darunter Radial-, Axial- und kombinierte Belastungen. Radial-Nadellager sind für die Aufnahme radialer Belastungen ausgelegt, während Axial-Nadellager für die Aufnahme axialer Belastungen ausgelegt sind. Kombinierte Radial- und Axial-Nadellager sind für die Aufnahme radialer und axialer Belastungen ausgelegt. Hinsichtlich der Wartung weisen Nadellager einen relativ geringen Wartungsaufwand auf. Sie sind normalerweise mit Fett oder Öl geschmiert, und das Schmiermittel sollte überprüft und bei Bedarf nachgefüllt werden. Darüber hinaus sollten sie sauber und frei von Unordnung gehalten werden, um eine ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten. Insgesamt handelt es sich bei Nadellagern um vielseitige und langlebige Rollenlager, die sich ideal für eine Vielzahl von Anwendungen eignen. Sie zeichnen sich durch eine hohe Tragfähigkeit und minimalen Platzbedarf aus und sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich, um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.
Im Vergleich zu gewöhnlichen Wälzlagern haben Nadellager eine geringere Querschnittshöhe und einen geringeren Platzbedarf, eine höhere Tragfähigkeit und eine deutlich verbesserte Steifigkeit. Nadellager können die 2- bis 8-fache Belastung tragen als Kugellager oder gleichwertige Zylinderrollenlager mit demselben Wellendurchmesser. Gleichzeitig eignen sich Nadellager aufgrund der geringen Trägheitskraft, die durch die Rotation entsteht, für Schaukelbewegungen. Geeignet für leichte, kleine Maschinenkonstruktionen und kann auch zum Austausch von Gleitlagern verwendet werden. Die Nadelrollen- und Käfigbaugruppe ist der Haupttyp eines Nadellagers, das aus einer Nadelrolle und einem sie tragenden mechanischen Käfig besteht. In der miniaturisierten Bauweise, die Platz benötigt, wird es häufig in Kolbenkompressoren und Pleuellagern kleiner Motoren eingesetzt. Das Design des Käfigs kann insbesondere in Umgebungen mit großen Geschwindigkeitsänderungen, Beschleunigungen und Verzögerungen, hohen Temperaturen und schlechten Schmierbedingungen eingesetzt werden.
Vorteile von Kugellagern
Die Vorteile von Kugellagern sind relative Stabilität, geringes Anlauf- und Laufdrehmoment, geringer Leistungsverlust und hoher Wirkungsgrad. Ihr Nachteil ist jedoch die für ihre Größe geringere Tragfähigkeit. Zu den Anwendungen gehören kleine Leistungsmotoren, Getriebe für Kraftfahrzeuge und Traktoren, Getriebe für Werkzeugmaschinen, allgemeine Maschinen und Werkzeuge.
Starke Tragfähigkeit
Ein Kugellager ist ein Lager, das axialen und radialen Belastungen standhalten kann. Es trägt die Last, indem es kugelförmige Kugeln zwischen Innen- und Außenring rollt. Im Vergleich zu anderen Lagern haben Kugellager eine höhere Tragfähigkeit und können größeren Belastungen standhalten, wodurch die mechanische Bewegung stabil bleibt.
Flexibler Betrieb
Da Kugellager durch rollende Kugeln unterstützt werden, ist ihre Einsatzflexibilität höher. Bei der mechanischen Bewegung kann es einem bestimmten Abweichungswinkel standhalten, sodass sich mechanische Teile in verschiedene Richtungen bewegen können, wodurch die Bedienbarkeit der mechanischen Bewegung verbessert wird.
Einfache
Der Aufbau von Kugellagern ist relativ einfach und leicht zu installieren. Setzen Sie das Kugellager einfach in den Gerätelagersitz ein und sichern Sie es mit einer Befestigungsmutter oder einem Gewindehalter. Im Vergleich zu anderen Einbaumethoden mit komplexen Lagerstrukturen ist der Einbau von Kugellagern einfacher und bequemer.
Langlebig
Die Innen- und Außenringflächen des Kugellagers bestehen aus hochwertigem Stahl und sind daher sehr verschleißfest. Es kann während des Langzeitbetriebs in mechanischen Bewegungen immer noch eine gute Leistung aufrechterhalten und ist nicht leicht beschädigt, was die Lebensdauer von Kugellagern erhöht.
Platz sparen
Kugellager nehmen weniger Platz ein als andere Lager. Bei Lagern mit den gleichen Spezifikationen ist der Außendurchmesser des Kugellagers kleiner, was Platz sparen kann. Bei der Konstruktion mechanischer Geräte können Kugellager Möglichkeiten für den kompakten Aufbau der Geräte bieten.
Vorteile von Nadellagern
Nadellager haben die Vorteile eines geringen Reibungswiderstands, eines geringen Stromverbrauchs und eines hohen mechanischen Wirkungsgrads. Sie haben jedoch den Nachteil, dass sie relativ teuer sind und Lärm erzeugen als andere Lager. Zu den Anwendungen gehören Kompressoren, Getriebe, Pumpen, Drehmomentwandler und Aufhängungssysteme. Nadellager sind langlebig, kompakt und leicht und werden oft Kugellagern vorgezogen, wenn der Platz begrenzt ist.
Niedrige Wartungskosten
Die meisten Nadellager erfordern keine tägliche, wöchentliche oder sogar monatliche Wartung. Sie müssen jedoch gut geschmiert bleiben. Das bedeutet, den richtigen Schmierstofftyp auszuwählen und sicherzustellen, dass die richtige Menge Schmierstoff die Wälzkörper (Nadelrollen) des Lagers bedeckt. Eine ordnungsgemäße Schmierung ist außerdem entscheidend, um Schmutz und Ablagerungen fernzuhalten und die Lager vor Korrosion zu schützen. Es ist auch wichtig zu wissen, wann geschmiert werden muss und wie viel Schmiermittel Sie verwenden müssen. Die beste Lösung besteht in der Regel darin, ein automatisches Schmiersystem zu installieren, damit die Lager zum richtigen Zeitpunkt die richtige Menge Schmiermittel erhalten.
Hervorragende axiale und radiale Belastbarkeit
Industrie-Nadellager halten auch hohen axialen und radialen Belastungen stand. Dies unterscheidet sich von Kugellagern, die typischerweise in Anwendungen eingesetzt werden, die keine hohen Anforderungen an die axiale und radiale Belastung erfordern. Axiallasten, manchmal auch Schublasten genannt, sind Kräfte, die parallel zur Achse wirken, während Radiallasten senkrecht zur Achse wirken. Nadellager tragen hohe Belastungen auf der Montagefläche (axiale Richtung) und in radialer Richtung und verfügen daher über hervorragende axiale und radiale Belastbarkeit.
Ausgezeichnete Steifigkeit
Unter Steifigkeit versteht man die Fähigkeit eines Materials, seine Form beizubehalten, ohne sich zu verformen, zu verbiegen oder zu brechen, wenn hohe äußere Kräfte einwirken. Industrielle Nadellager weisen eine ausgezeichnete Steifigkeit auf, und selbst eine geringe elastische Verformung des Nadellagers beeinträchtigt in der Regel nicht seine Funktion. Der Einsatz starrer Lager in Anwendungen mit fester Passung und hohen axialen und radialen Belastungen trägt dazu bei, Passflächen und angrenzende Teile vor Reibung und übermäßigem Verschleiß zu schützen. Die Steifigkeit variiert je nach Größe des Lagers und Art des verwendeten Nadellagers. Faktoren wie der physische Raum, den das Lager einnehmen muss, und die axialen und radialen Belastungen, denen das Lager standhalten muss, sollten immer berücksichtigt werden. Durch die Erhöhung der Anzahl der verwendeten Nadelrollen wird die Steifigkeit erhöht.
Ideal für Hochgeschwindigkeitsanwendungen
Kugellager erzeugen bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen weniger Zentrifugalkräfte. Dadurch erhöht sich die Reibung, wodurch das Kugellager überhitzt und schließlich bricht. Im Gegensatz dazu erzeugen Nadellager bei hohen Drehzahlen höhere Zentrifugalkräfte, da die Nadeln länger und schwerer sind als die Kugeln in Kugellagern. Nadellager erzeugen außerdem eine hohe Rotation und überhitzen bei hohen Drehzahlen nicht, was sie ideal für Hochtemperaturanwendungen macht.
Niedriger Reibungskoeffizient
Reibung tritt auf, wenn ein bestimmtes Material oder eine bestimmte Oberfläche beim Gleiten, Bewegen oder Reiben an einem anderen Material oder einer anderen Oberfläche auf Widerstand stößt. Der Reibungskoeffizient ist das Verhältnis der Reibung zwischen zwei Materialien zur Normalkraft, die sie zusammenhält. Ein niedriger Reibungskoeffizient bedeutet einen geringen Widerstand zwischen zwei Oberflächen. Nadellager haben im Betrieb einen niedrigen Reibungskoeffizienten. Dadurch ist die Reibung sehr gering, sodass die Lager nicht überhitzen. Dies bedeutet auch, dass die Lager nicht viel Schmierung benötigen, um die Reibung zwischen den Passflächen zu kontrollieren.
Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften
Schließlich variieren die mechanischen Eigenschaften je nach Material, aus dem das Lager besteht. In den meisten Fällen behandeln Lagerhersteller jedoch Nadellager wärmebehandelt, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Eine Wärmebehandlung kann die Festigkeit, Haltbarkeit, Härte, Duktilität, Elastizität und Verschleißfestigkeit von Lagern verbessern. Da das Lager mit anderen Metallen in Kontakt steht, kann die Erhöhung seiner Härte, Zugfestigkeit, Duktilität und Verschleißfestigkeit durch Wärmebehandlung dazu beitragen, die Lebensdauer des Lagers zu verlängern und gleichzeitig alle Passflächen zu schützen. Dadurch werden die Lager stärker und langlebiger, halten länger und müssen seltener ausgetauscht werden.
Nachteile von Kugellagern
Der Hauptnachteil von Kugellagern besteht darin, dass sie mit der Zeit dazu neigen, sich abzunutzen. Die Wälzelemente eines Kugellagers verschleißen mit der Zeit, und wenn die Teile verschleißen, kann es zu Geräuschen im Lager kommen. Wenn ein Kugellager außerdem extremer Hitze oder Kälte ausgesetzt wird, kann es spröde werden, was zu Rissen und Brüchen im Lager und damit zum Ausfall führen kann. Kugellager sind außerdem anfällig für Verunreinigungen, was dazu führen kann, dass die Lager verstopfen und sich nicht mehr reibungslos drehen. Wenn die Lager nicht regelmäßig geschmiert werden, machen sie Geräusche und beginnen zu vibrieren, was zu einem vorzeitigen Lagerausfall führt. Schließlich kann der Austausch und die Wartung von Kugellagern teuer sein. Ihre Installation kann schwierig sein und erfordert spezielle Werkzeuge und Fachkenntnisse, was die Kosten für den Austausch erhöhen kann. Darüber hinaus erfordern sie regelmäßige Wartung wie Schmierung und Reinigung, was die Gesamtbetriebskosten erhöht.
Nachteile von Nadellagern
Nadellager können sehr teuer sein. Wenn die Schmierung nicht ordnungsgemäß aufrechterhalten wird, kann sie leicht beschädigt werden. Wenn ein Nadellager in einer Anwendung ohne ausreichende Unterstützung eingesetzt wird, kann es zu vorzeitigem Verschleiß kommen. Darüber hinaus sind Nadellager anfällig für Stoßbelastungen und können bei übermäßiger Krafteinwirkung leicht beschädigt werden. Nadellager erfordern eine präzise Ausrichtung, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Dies kann jedoch bei manchen Anwendungen schwierig zu erreichen sein.
Kugellageranwendungen
Kugellager reduzieren die Rotationsreibung und unterstützen radiale und axiale Belastungen in verschiedenen Anwendungen. Kugellager werden häufig in Robotern, Elektromotoren, Pumpen, Lüftern, Kompressoren und anderen rotierenden Maschinen verwendet, um rotierende Wellen zu lagern und die Reibung zwischen der Welle und ihren Komponenten zu verringern. Sie werden auch in Förderanlagen und Automobilkomponenten eingesetzt. Darüber hinaus werden Kugellager in Skateboards, Inline-Skates und anderen Freizeitprodukten verwendet. Kugellager finden sich auch in vielen Konsumgütern wie Handgeräten, Spielzeug und Werkzeugen. Kugellager werden auch in leistungsstarken medizinischen und zahnmedizinischen Geräten wie Zahnbohrern und medizinischen Bildgebungsgeräten verwendet. Kugellager werden auch in vielen Industriemaschinen eingesetzt, beispielsweise in Werkzeugmaschinen, Pumpen, Kompressoren und Förderanlagen.
Anwendungen von Nadellagern
Nadellager werden häufig in Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Industrieanwendungen eingesetzt. Diese Lager dienen der Lagerung rotierender und oszillierender Wellen und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. In Automobilanwendungen werden Nadellager in Getrieben, Kupplungen, Differentialen, Servolenkungssystemen und anderen Antriebskomponenten verwendet. In Getrieben werden Nadellager eingesetzt, um Reibung und Verschleiß an Bauteilen zu reduzieren und die zum Antrieb des Getriebes erforderliche Leistung zu reduzieren. In Kupplungen werden Nadellager eingesetzt, um den Verschleiß und die Reibung der Kupplungsscheiben zu reduzieren, wodurch diese länger halten und einen reibungsloseren Betrieb ermöglichen. In der Luft- und Raumfahrt werden Nadellager in Flugzeugtriebwerken, Fahrwerken und Steuerflächen eingesetzt. In Motoren werden Nadellager verwendet, um Reibung und Verschleiß an Kurbelwellen und anderen rotierenden Teilen zu reduzieren und so die Effizienz und Leistung des Motors zu verbessern. Im Fahrwerk werden Nadellager eingesetzt, um Reibung und Verschleiß an Aufhängungskomponenten zu reduzieren und für eine ruhigere Fahrt zu sorgen. Auf Steuerflächen werden Nadellager eingesetzt, um Reibung und Verschleiß der Aktuatoren zu reduzieren und so eine bessere Kontrolle des Flugzeugs zu ermöglichen.
Wenn Sie Fragen zu Kugellagern vs. Nadellagern haben oder Hilfe benötigen Auswahl des besten Nadellagers Für Ihre Bewerbung wenden Sie sich bitte an Au Bearings. Wir wurden vor über zwanzig Jahren gegründet und sind ein nach ISO 9001 und IATF 16949 zertifizierter Lagerhersteller, der sich auf alle Arten von Lagern spezialisiert hat. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über unsere Fähigkeiten und Lagerkonstruktionen zu erfahren oder ein Angebot anzufordern.