World Class Bearing Technology

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1 World Class Bearing Technology DEVA Gelenklager

2 Gelenklager Gelenklager mit sphärischen Gleitflächen für oszillierende Dreh- und Kippbewegungen Wartungsfreie Gelenklager gewinnen immer mehr an Bedeutung in industriellen Anwendungen. Hinsichtlich h Gebrauchsdauer und Wartung werden immer höhere Anforderungen an Maschinen und Anlagen gestellt. Für den wartungsfreien Betrieb bieten selbstschmierende Gelenklager aus dem DEVA -System hierfür die besten Vorraussetzungen. Gelenklager mit sphärischen Gleitflächen en sind einbaufertige Maschinenelemente, welche vorwiegend für oszillierende Dreh- und Kippbewegungen bei hohen Beanspruchungen eingesetzt werden. Durch die gegebene allseitig räumliche Einstellbarkeit werden Fluchtungsfehler, Wellenschiefstellungen und Wellendurchbiegungen ausgeglichen. Hohe Kantenpressungen, welche im Extremfall zu frühzeitigem Ausfall bei herkömmlichen zylindrischen Gleitlagerbuchsen führen sind deshalb bei Verwendung einstellbarer Gelenkgleitlager ausgeschlossen. Für den wartungsfreien Betrieb werden eine Vielzahl von Anforderungen gestellt, welche bei Verwendung von DEVA-Gelenklagern in ausreichendem Maße erfüllt werden. 2 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

3 Gelenklager wartungsfrei Inhalt Seite Werkstoffsysteme der Federal-Mogul DEVA -Gelenklager 1.1 deva.glide 1.2 deva.metal 1.3 deva.bm 1.4 deva.tex Gelenklagerarten 2.1 Radial-Gelenklager Radial-Festlager in den DEVA-Werkstoffsystemen Radial-Loslager in den DEVA-Werkstoffsystemen 2.2 Axial-Gelenklager 2.3 Beispiele für Sonderbauformen von DEVA-Gelenklagern 2.4 Auswahl der Werkstoffe Maßtabellen DEVA-Gelenklager 3.1 Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Gelenklager FESTLAGER-Ausführung 3.2 Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Gelenklager LOSLAGER-Ausführung 3.3 Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Gelenklager FESTLAGER Ausführung (Schwere Ausführung) 3.4 Abmessungen für deva.metal Gelenklager FESTLAGER-Ausführung 3.5 Abmessungen für deva.metal Gelenklager LOSLAGER-Ausführung 3.6 Abmessungen für deva.bm Gelenklager FESTLAGER-Ausführung 3.7 Abmessungen für deva.bm Gelenklager LOSLAGER-Ausführung 3.8 Abmessungen für deva.tex Gelenklager FESTLAGER-Ausführung Gestaltung der Lagerung 4.1 Passungsrichtlinien für DEVA-Gelenklager 4.2 Empfohlene Toleranzen für Gelenklager 4.3 Konstruktive Anordnung Montage 5.1 Allgemein 5.2 Einbau Belastbarkeit und Lebensdauer 6.1 Belastungen 6.2 Ermittlung des aquivalenten Belastungswertes P bei kombinierter Belastung durch Radial- und Axialkräfte 6.3 Lagerpressung 6.4 Lastzahlen Dynamische Lastzahl Statische Lastzahl 6.5 Vordimensionierung 6.6 Bestimmung des Gleitweges Anwendungsbeispiele Daten zur Auslegung von DEVA-Gelenklagern Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 3

4 1 Werkstoffsysteme der Federal-Mogul DEVA -Gelenklager Die wartungsfreien Hochleistungsgleitwerkstoffe aus der DEVA-Produktpalette benötigen keine Fremdschmierung und garantieren einen langzeitig betriebssicheren Einsatz. Für die Auswahl wartungsfreier Gelenklager aus dem DEVA-System ist primär die Funktion, der Einsatz, die Konstruktion sowie die gestellten Anforderungen an das Gesamtsystem entscheidend. Für die Verwendung zur Herstellung von Gelenklagern stehen vier DEVA-Werkstoffsysteme zur Verfügung. Prinzipiell kann jedes dieser Werkstoffsysteme für viele Anwendungsgebiete verwendet werden. Für die Auswahl der jeweils technisch und wirtschaftlichsten günstigsten Werkstoffvariante, sowie für eine detaillierte Beratung, steht unser Team der Anwendungstechnik jederzeit bereit. DEVA-Werkstoffsysteme für Gelenklager deva.glide ermöglicht wartungsfreien Betrieb durch im Gleitwerkstoff makroverteilt eingebrachten Festschmierstoffeinsätzen hohe dynamische und statische Belastbarkeit gleichmäßig niedrige Verschleiß- und Reibwerte ohne Stick-slip unempfindlich gegen Schmutz, Korrosion, Stoßbeanspruchung Einsatz für hohen Temperaturbereich (- 100 C bis C), einsetzbar in Seewasser höchste Maßhaltigkeit in Flüssigkeiten Herstellbarkeit auch in sehr großen Abmessungen elektrisch leitend, keine elektrostatische Aufladeeffekte, sehr gutes Wärmeleitvermögen einsetzbar auch mit konventioneller Schmierung mechanische Bearbeitbarkeit deva.metal ermöglicht wartungsfreien Betrieb durch im Grundgefüge gleichmäßig mikroverteilt eingebetteten Festschmierstoff gute Schmierstoff-Verteilung auch bei Mikrobewegung hohe dynamische und statische Belastbarkeit gleichmäßig niedrige Verschleiß- und Reibwerte ohne Stick-slip unempfindlich gegen Schmutz Ausführung auch für Einsatz in Seewasser einsetzbar in korrosiver Umgebung höchste Maßhaltigkeit in Flüssigkeiten Einsatz für hohen Temperaturbereich (- 200 C bis C) elektrisch leitend, keine elektrostatische Aufladeeffekte, sehr gutes Wärmeleitvermögen einsetzbar auch mit konventioneller Schmierung mechanische Bearbeitbarkeit 4 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

5 Gelenklager wartungsfrei deva.bm ermöglicht wartungsfreien Betrieb durch im Grundgefüge gleichmäßig mikroverteilt eingebetteten Festschmierstoff gute Schmierstoff-Verteilung auch bei Mikrobewegung hohe dynamische und statische Belastbarkeit gleichmäßig niedrige Verschleiß- und Reibwerte ohne Stick-slip unempfindlich gegen Schmutz, Korrosion, Stoßbeanspruchung Ausführung auch für Einsatz in Seewasser höchste Maßhaltigkeit in Flüssigkeiten Einsatz für hohen Temperaturbereich (- 150 C bis C) elektrisch leitend, keine elektrostatische Aufladeeffekte, sehr gutes Wärmeleitvermögen einsetzbar auch mit konventioneller Schmierung mechanische Bearbeitbarkeit deva.tex hohe dynamische und statische Belastbarkeit hervorragendes Dämpfungsverhalten sehr gute Beständigkeit bei stoßartigen Beanspruchungen gute Schmierstoff-Verteilung auch bei Mikrobewegung gleichmäßig sehr niedrige Verschleißraten konstante Reibwerte ohne Stick-slip gute chemische Beständigkeit hervorragende Gleiteigenschaften in Seewasser Quellverhalten < 0,1 % Temperaturbereich - 40 C bis 160 C mechanische Bearbeitbarkeit Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 5

6 1.1 deva.glide Festschmierstoffe Materialaufbau deva.glide Werkstoffe bestehen aus hochverschleißfesten Bronzegußlegierungen, deren Gleitflächen gleichmäßig mit Festschmierstoffdepots in sogenannter Makroverteilung versehen sind. Diese sind so angeordnet, dass sie die Reibpartner optimal, angepasst an den Bewegungsablauf, mit Festschmierstoff versorgt. Die hohe Dichte gewährleistet eine hohe Belastbarkeit bei gleichzeitig gutem Einbettungsvermögen von eventuellen Schmutzpartikeln in die Schmierstoffdepots. Im technischen Trockenlauf wird deva.glide mit einem Einlauffilm versehen, der bereits beim ersten Kontakt der Gleitpartner einen Festschmierstofftransfer zum Gegenwerkstoff ermöglicht. Im deva.glide Werkstoffsystem werden solche Festschmierstoffe eingesetzt, die optimale Filmbildung, Haftfähigkeit, Affinität zur Oberfläche und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. deva.glide wird mit zwei Standardfestschmierstoffen ausgeführt. dg12 Graphit, Zusätze dg16 PTFE, Zusätze Insbesondere der verwendete hochreine, natürliche Graphit ist nicht chemisch vorbehandelt und gewährleistet aufgrund seines indifferenten Verhaltens, dass jede elektrolytische und chemische Aktivität aus den Werkstoffen heraus ausgeschlossen ist. DEVA -Werkstoffsysteme für Gelenklager 1.2 deva.metal Festschmierstoffe Materialaufbau deva.metal hat ein metallisches Grundgefüge mit gleichmäßig verteilt eingebettetem Festschmierstoff. Die Zusammensetzung des metallischen Gefüges bestimmt die physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften einer Legierung und ist deshalb Grundlage bei der Materialauswahl. Es stehen Legierungen auf Basis von Bronze, Eisen, Nickel, Nickel-Kupfer, Nickel-Eisen und Nirostahl zur Auswahl. Der Anteil und die Eigenschaften des Festschmierstoffes haben grundsätzlich Einfluss auf das Gleitverhalten einer deva.metal Legierung. Innerhalb der aufgeführten Grundwerkstoffe werden folgende Festschmierstoffe angewendet: Graphit C Molybdändisulfid MoS 2 Wolframdisulfid WS 2 Sonderfestschmierstoffe 6 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

7 Gelenklager wartungsfrei 1.3 deva.bm Materialaufbau Festschmierstoffe deva.bm eignet sich hervorragend bei Forderungen nach niedrigen Reibwerten oder minimalen Verschleißwerten aufgrund der besonderen Eigenschaften der Matrix- Schmierstoffpaarung. deva.bm ist ein selbstschmierender Verbund- Gleitwerkstoff, bestehend aus einem Stahlrücken und einer in einem speziellen Walz-Sinterverfahren aufgebrachten Gleitschicht aus deva.metal. Für niedrige Reibwerte in deva.bm sorgt die Bronzematrix mit im Grundgefüge homogen verteilter Festschmierstoffeinlagerung. Dies ist entweder Graphit in unterschiedlicher Partikelform und -größe oder PTFE. Zur Unterstützung der Einlaufphase im reinen Trockenlauf kann zusätzlich eine Einlaufschicht aus Graphit (dg22) oder PTFE (dg26) aufgebracht werden. deva.tex eignet sich hervorragend bei Forderungen nach extrem niedrigen Reibwerten und minimalen Verschleißwerten, insbesondere auch für den Einsatz in korrosiver Umgebung und bei Auftreten hoher Stoßbeaufschlagung. 1.4 deva.tex Materialaufbau deva.tex 552 deva.tex 552 ist ein zweischichtiger Verbund- Gleitwerkstoff, bestehend aus einer äußeren hochfesten Tragschicht aus durchgehend gewickelten Glasfasern, eingebettet in Epoxydharz und einer innen liegenden Gleitschicht aus schmierstoffhaltigen Spezialfasern, welche in Epoxydharz eingebunden sind. Mit Graphit ist dem Harz zudem ein hochbelastbarer Festschmierstoff beigefügt. Damit erfüllt die Materialauswahl von deva.tex 552 die Forderung nach einem hochbelastbaren, selbstschmierenden Lagerwerkstoff, der geringen Verschleiß sowohl in trockener, wie in feuchter Umgebung aufweist. Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 7

8 2 Gelenklagerarten Wartungsfreie, selbstschmierende DEVA -Gelenklager stehen in verschiedenen Grundbauarten zur Verfügung: Radial-Gelenklager Axial-Gelenklager / Kalotten-Gleitlager Sonderbauformen 2.1 Radial-Gelenklager Radial Gelenklager mit sphärischer Gleitfläche sind allseitig beweglich und werden für hohe radiale Lastbeaufschlagung verwendet. Begrenzte axiale Belastungen, bei gleichzeitig wirkenden Radialkräften, sind zulässig. Das Verhältnis Axial/Radiallast muss hierbei unbedingt beachtet werden. Gestaltung der Lagerung: Festlagerung Loslagerung Bei mehrfacher Wellenlagerung darf wegen Herstellungstoleranzen, verspannungsfreien Einbaus und Wärmedehnungen nur ein Lager (Festlager) die Welle in Längsrichtung führen und etwaige Axialkräfte aufnehmen; alle anderen Lager (Loslager) müssen sich in der Längsrichtung frei bewegen bzw. einstellen können. Prinzip Fest-/Loslager Festlager Festlager werden am Außenring im Gehäuse und am Innenring auf der Welle fixiert. Die Kippbewegungen und die Drehbewegungen finden in der Kugelfläche statt. Festlager sind möglichst nah der Krafteinleitung zu montieren. Loslager Loslager werden am Außenring im Gehäuse fixiert. Die Kippbewegung wird in der Kugelfläche aufgenommen, während die Drehbewegungen am Innendurchmesser stattfinden, bei gleichzeitig möglicher axialer Verschiebung der Welle. Abb Abb Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

9 Gelenklager wartungsfrei Radial-Festlager in den DEVA -Werkstoffsystemen Festlager aus deva.glide Festlager aus deva.metal Die Gelenklager bestehen aus einer inneren geschlossenen Kugel aus Nirostahl und einem axial geteilten Außenring aus deva.glide, verbunden durch beidseitig aufgeschrumpften Halteringe aus Nirostahl. Die Gelenklager bestehen aus einer inneren geschlossenen Kugel aus vergütetem Stahl* und einem axial geteilten Außenring aus deva.metal, verbunden durch beidseitig aufgeschrumpfte Halteringe aus Stahl. Für Abmessungen bis 50 mm werden Sprengringe bzw. Schlauchfedern zur Montage verwendet. Abb Abb * Stahlqualität abhängig von den jeweiligen Einsatzbedingungen z.b. Nirostahl, warmfester Stahl Festlager aus deva.bm Festlager aus deva.tex Die Gelenklager bestehen aus einer inneren geschlossenen Kugel und einem axial geteilten Außenring aus Stahl* verbunden durch beidseitig aufgeschrumpften Halteringe aus Stahl* oder Sprengringe. Die Kugelfläche des Außenringes ist ausgekleidet mit mechanisch befestigter Gleitschicht aus deva.bm. Die Gelenklager bestehen aus einer inneren geschlossenen Kugel aus Nirostahl und einem geschlossenen Außenring aus deva.tex 552. Abb Abb * Stahlqualität abhängig von den jeweiligen Einsatzbedingungen z.b. Nirostahl, warmfester Stahl Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 9

10 2.1.2 Radial-Loslager in den DEVA -Werkstoffsystemen Loslager aus deva.glide Loslager aus deva.metal Die Gelenklager bestehen aus einer inneren geschlossenen Kugel aus deva.glide und einem axial geteilten Außenring aus Nirostahl, verbunden durch beidseitig aufgeschrumpfte Halteringe aus Nirostahl. Die Schmierstopfen sind gleichmäßig in der Kugelbohrung und am Außendurchmesser eingebracht. Die Gelenklager bestehen aus einer inneren geschlossenen Kugel aus deva.metal und einem axial geteilten Außenring aus vergütetem Stahl*, verbunden durch beidseitig aufgeschrumpfte Halteringe aus Stahl. Für Abmessungen bis 50 mm werden Sprengringe bzw. Schlauchfedern zur Montage verwendet. Abb Abb * Stahlqualität abhängig von den jeweiligen Einsatzbedingungen z.b. Nirostahl, warmfester Stahl Loslager aus deva.bm Loslager aus deva.tex Ausführung analog Festlager, mit zusätzlich eingebrachter deva.bm Gleitlagerbuchse in der Kugelbohrung. Aus konstruktiven Gründen ist eine maßliche Anpassung (dickere Kugel-Wanddicke) erforderlich. Ausführung analog Festlager, mit zusätzlich eingebrachter deva.tex Gleitlagerbuchse in der Kugelbohrung. Aus konstruktiven Gründen ist eine maßliche Anpassung (dickere Kugel-Wanddicke) erforderlich. Abb Abb * Stahlqualität abhängig von den jeweiligen Einsatzbedingungen z.b. Nirostahl, warmfester Stahl 10 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

11 Gelenklager wartungsfrei 2.2 Axial-Gelenklager Axial Gelenklager mit sphärischer Gleitfläche sind allseitig beweglich und werden für axiale Lastbeaufschlagung verwendet. Begrenzte radiale Belastungen, bei gleichzeitig wirkenden Radialkräften, sind zulässig. Das Verhältnis Radial/Axiallast muss hierbei unbedingt beachtet werden. Ausführungsbeispiel deva.bm Abb Beispiele für Sonderbauformen von DEVA -Gelenklagern Asymmetrische Gelenklager deva.glide Asymmetrisches Großgelenklager Abb deva.bm Gelenkkopflager Abb Kalottenlager Gleit-Drehverbindung deva.bm Kalottenlager mit Gleitschichtauskleidung Abb deva.tex Gleit-Drehverbindung Abb Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 11

12 2.4 Auswahl der Werkstoffe Die Werkstoffauswahl und die jeweilige Ausführungsform richten sich insbesondere nach den jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen und den absoluten Lagerabmessungen. Die Werkstoffeigenschaften können den jeweiligen technischen Handbüchern entnommen werden. Alle aufgeführten Gleitpaarungen haben ihre charakteristischen Eigenschaften, die sie für den einzelnen Anwendungsfall geeignet machen. Für die Auswahl der am besten geeigneten Gleitpaarung und für die Ausarbeitung eines technischen Ausführungsvorschlages sollte unsere Anwendungstechnik hinzugezogen werden. 12 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

13 Gelenklager wartungsfrei Maßtabellen DEVA -Gelenklager Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Gelenklager in Festlager-Ausführung d k d α C B Festlager deva.glide D Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Tabelle Abmessungen Lastzahlen dg02.12 dg03.12 d [mm] d k [mm] D [mm] C [mm] B [mm] C dyn [kn] C stat [kn] C dyn [kn] C stat [kn] Für Abmessungen d <100 mm bieten sich insbesondere Ausführungen in deva.metal an. Die Tragzahl-Angaben dienen der vorläufigen Lagerbestimmung. Die Vordimensionierung ersetzt nicht die weitere Lagerberechnung. Bitte beachten Sie, dass nach jeder Vorauswahl die Anwendungstechnik von Federal-Mogul DEVA konsultiert werden sollte! Sonderabmessungen möglich. Die statischen und dynamischen Lastzahlen für die Bronzelegierungen dg01, dg04 und dg05 stellen wir Ihnen gerne auf Anfrage zur Verfügung. Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 13

14 3.2 Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Gelenklager in Loslager-Ausführung d k d C B Loslager deva.glide D Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Tabelle Abmessungen Lastzahlen dg02.12 dg03.12 d [mm] d k [mm] D [mm] C [mm] B [mm] C dyn [kn] C stat [kn] C dyn [kn] C stat [kn] Für Abmessungen d <100 mm bieten sich insbesondere Ausführungen in deva.metal an. Die Tragzahl-Angaben dienen der vorläufigen Lagerbestimmung. Die Vordimensionierung ersetzt nicht die weitere Lagerberechnung. Bitte beachten Sie, dass nach jeder Vorauswahl die Anwendungstechnik von Federal-Mogul DEVA konsultiert werden sollte! Sonderabmessungen möglich. Die statischen und dynamischen Lastzahlen für die Bronzelegierungen dg01, dg04 und dg05 stellen wir Ihnen gerne auf Anfrage zur Verfügung. 14 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

15 Gelenklager wartungsfrei 3.3 Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Gelenklager in Festlager-Ausführung (schwere Ausführung) d k d α C B Festlager deva.glide (schwere Ausführung) D Maßliche Anlehung an DIN-ISO Reihe H. Zur Erhöhung der radialen und axialen Tragfähigkeit, bei möglichst niedrigem Bauraum, ist diese Lagerform mit geometrisch verbreiterten Außenring ausgeführt. Durch die sich hierbei ergebende größere, projizierte Axialfläche sind höhere Axiallast-Komponenten zulässig. Insbesondere in Stahlwasserbauanlagen (z.b. Radialsegmente) bieten diese Gleitlager ideale Vorraussetzungen für einen sicheren und langzeitigen Betrieb. Abmessungen und Lastzahlen für deva.glide Tabelle Abmessungen Lastzahlen dg02.12 dg03.12 d [mm] d k [mm] D [mm] C [mm] B [mm] C dyn [kn] C stat [kn] C dyn [kn] C stat [kn] Die Vordimensionierung ersetzt nicht eine weitere Berechnung der Lager. Bitte beachten Sie, das nach jeder Lager-Vorauswahl die technische Anwendungsabteilung von Federal-Mogul DEVA konsultiert werden sollte. Sonderabmessungen möglich. Die statischen und dynamischen Lastzahlen für die Bronzelegierungen dg01, dg04 und dg05 stellen wir Ihnen gerne auf Anfrage zur Verfügung. Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 15

16 3.4 Abmessungen für deva.metal Gelenklager in Festlager-Ausführung D d K C B Festlager deva.metal d Abmessungen für deva.metal Tabelle Abmessungen d [mm] d [mm] D [mm] C [mm] B [mm] K Zwischengrößen auf Anfrage. 16 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

17 Gelenklager wartungsfrei 3.5 Abmessungen für deva.metal Gelenklager in Loslager-Ausführung D d K B C Loslager deva.metal d Abmessungen für deva.metal Tabelle Abmessungen d [mm] d [mm] D [mm] C [mm] B [mm] k Zwischengrößen auf Anfrage. Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 17

18 3.6 Abmessungen für deva.bm Gelenklager in Festlager-Ausführung D d K C B Festlager deva.bm d Abmessungen für deva.bm Tabelle Abmessungen d [mm] d [mm] D [mm] C [mm] B [mm] k , , Zwischengrößen auf Anfrage. 18 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

19 Gelenklager wartungsfrei 3.7 Abmessungen für deva.bm Gelenklager in Loslager-Ausführung D d K C B Loslager deva.bm d Abmessungen für deva.bm Tabelle Abmessungen d [mm] d [mm] D [mm] C [mm] B [mm] k , , Zwischengrößen auf Anfrage. Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 19

20 3.8 Abmessungen für deva.tex Gelenklager in Festlager-Ausführung d α dk B C Festlager deva.tex S L D Abmessungen und Tragzahlen für deva.tex 552 Tabelle Abmessungen Tragzahlen d [mm] D [mm] C [mm] B [mm] d K [mm] S L min [mm] α [ ] C stat [kn] C dyn [kn] ,5 1, ,2 51, ,7 1, ,9 65, , ,2 84, , ,9 104, , ,0 135, , ,6 166, , ,4 259, , ,4 331, , ,5 425, , ,0 517, , ,0 643, , ,0 693, , ,0 1008, , ,0 1134, , ,0 1440, , ,0 1620, , ,0 2250, , ,0 2475, , ,0 2700, , ,0 3217, , ,0 3780, , ,0 4050,0 Weitere Abmessungen auf Anfrage. Bedingt durch das Trennen stellt sich die Rundheit des Außenrings erst durch den Einbau in eine Aufnahmebohrung gemäß der Spezifikationen her. Messungen des Außendurchmessers in ausgebautem Zustand lassen keine Rückschlüsse auf dessen tatsächlichen Werte zu. Konstruktionseigenschaften d = Innendurchmesser (Bohrungsdurchmesser der Stahlkugel) für Welle j6 D = Außendurchmesser für Aufnahme H7 B = Breite der Stahlkugel C = Breite des deva.tex 552-Rings d K = Kugeldurchmesser S L = minimale Dicke der Gleitschicht α = Kippwinkel quer zur Lagerachse Hinweis für den Einbau: Der Trennschnitt im deva.tex 552-Ring sollte senkrecht zur aufgebrachten Last F angeordnet werden. Falls das Material nahe an seinen statischen und dynamischen Grenzwerten belastet wird, sollten die Gleitschicht-Vorderseite (schwarz-grau gefärbt) teilweise vom Gehäuse überdeckt werden, um ein Kriechen zu vermeiden. 20 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

21 Gestaltung der Lagerung Gelenklager wartungsfrei Passungsrichtlinien für DEVA -Gelenklager Für die einwandfreie Wahl der Passung spielen mehrere Faktoren eine Rolle, so muss zum Beispiel die Bauart bzw. die Funktion der Lagerung (Fest- oder Loslagerausführung) unbedingt beachtet werden. Loslager bieten die Möglichkeit, axiale und radiale Gleitbewegung zwischen Welle und Bohrung aufzunehmen. Hier gilt es ein entsprechendes Laufspiel vorzusehen. Bei Festlagern soll die Gleitbewegung ausschließlich zwischen den sphärischen Gleitflächen stattfinden. Gleitbewegungen auf der Welle oder im Gehäuse müssen ausgeschlossen werden. Mit einer festen Passung erreicht man die sicherste Bedingung. Da Groß-Gelenklager meist nur unter erschwerten Bedingungen montiert werden, sind feste Passungen aus Montagegründen nicht immer möglich. Hier werden die Gleitlager mit kleinstmöglichen Spiel zwischen Welle und Gehäuse montiert und müssen nach dem Einbau ungedingt mittels axial wirkenden Verspanneinrichtungen (zum Beispiel Halteflansche) ausreichend gegen Verdrehen und axiales Verschieben gesichert werden. Bei Dimensionierung dieser Teile müssen die auftretende Kräfte in axialer und in Drehrichtung unbedingt beachtet werden. Es sollte berücksichtigt werden, dass Gelenklager bei hohen Belastungen ständigen elastischen Verformungen ausgesetzt sind, welche zu Mikro-Relativbewegungen führen können. Hier sollten grundsätzlich mechanische Sicherungen konstruktiv vorgesehen werden. 4.2 Empfohlene Toleranzen für Gelenklager Toleranzen für Gelenklager Tabelle Festlager Festlager (schwere Ausführung) Loslager Kugel Innen-Ø DIN ISO DIN ISO D8 Welle j6 / h7 h7 / g7 h7 Gehäuse H7 / K7 G7 / H8 H7 / K7 Kugelring Aussen-Ø h7 DIN ISO h7 Kugelring Aussen-Ø deva.tex k8 / r8 Diese Passungsvorschläge sollen zeigen, unter welchen Verhältnissen ein ausreichendes Spiel im eingebauten Zustand vorhanden ist. Es gibt natürlich eine Vielzahl von Gründen, die zur Wahl anderer Passungen führen (z. B. Anwendungen im höheren Temperaturbereich). Die in der Tabelle enthaltenen Werte sind als Vorschläge anzusehen. Insbesondere bei leichter Montagepassung muss bei einem Loslager der Außenring, und bei einem Festlager sowohl Außenring als auch Innenring, gegen Verdrehen gesichert werden. Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 21

22 4.3 Konstruktive Anordnung Bei eingebauten wartungsfreien Gelenklager muss für eine ausreichende Sicherung in axial und radialer Richtung (Verdrehsicherung) gesorgt sein. Da in der Regel feste Einbaupassungen nicht ausreichen, sind geeignete konstruktive Maßnahmen zu treffen. Bedingt durch die Lagergestaltung sind Loslagerstellen so zu konstruieren, dass ausreichende Axialbewegung zwischen Kugel und Welle stattfindet und der Außenring fest mit dem Lageraufnahmeteile fixiert ist. Bei Festlagerstellen wird zusätzlich noch die Kugel auf der Welle nach beiden Seiten axial festgelegt. Am einfachsten werden die Außenringe in der Gehäusebohrung an einer Schulter abgestützt und an der Gegenseite mittels verschraubter Scheibe, durch stirnseitigen Anpressdruck, axial verklemmt (Abb ). Konstruktiv ist die Breite der Aufnahmebohrung kleiner als die Mindestbreite des Gelenklager-Außenringes zu gestalten. Alternativ, je nach Ausführung der Gesamtkonstruktion, können auch zwei beidseitig montierte Halteringe den Gelenklager-Außenring ausreichend fixieren (Abb ). Insbesondere bei Auftreten hoher Axialkräfte muss bei der konstruktiven Auslegung der Halteringe und bei Festlegung der Schraubengröße und Schraubenanzahl diese zusätzliche Beanspruchung berücksichtigt werden. Die Festsetzung der Kugel bei der Festlagerausführung erfolgt in der Regel durch Abstützung der Kugel an einer Wellenschulter und einer am Wellenende vorgesetzten Endscheibe (Abb ). Ein Verklemmen mittels beidseitiger Abstandshülsen ist ebenfalls möglich (Abb ). Abb Abb Abb Abb Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

23 Montage Gelenklager wartungsfrei Allgemein Um alle Vorteile von Lagerungen mit Gelenklagern optimal ausnutzen zu können, müssen einige wichtige Hinweise beachtet werden, denn nur so erzielt man eine gute Funktion und ausreichende Lebensdauer. Gelenklager sollen unmittelbar vor dem Einbau der Verpackung entnommen und nicht mit Tri, Per, Benzin oder anderen Lösungsmitteln gewaschen werden. Großgelenklager transportiert man mit Hilfe von Ringschrauben, die eingeschraubt in die Stirnseiten von Innen- bzw. Außenring eine gute Aufhängemöglichkeit bieten. Abb Vor der Gelenklagermontage sind alle Einbauteile (Gehäuse, Welle) auf Maßgenauigkeit zu überprüfen und die Identität der angegebenen Passungsempfehlung festzustellen. Etwaige Abweichungen können zu Funktionsstörungen führen. 5.2 Einbau Ein genaues zentrisches Ansetzen der Gelenklager ist die Grundvoraussetzung für den einwandfreien Einbau. Entsprechend sollen die Gehäusebohrungen und Wellenenden 10 bis 20 in Achsrichtung angefast sein Abb Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 23

24 Zum Einbau von Gelenklagern mit Überdeckung (Press-Sitz) verwendet man zweckmäßigerweise eine Einbauhülse oder ein Rohr, die zusammen mit einer hydraulischen Presse als Montagekraftgeber die beste Gewähr für den einwandfreien Sitz der Gelenklager sind. Schlagschäden, hervorgerufen durch den Einbau z.b. mit Hammer und Dorn, sind auf jeden Fall zu vermeiden, insbesondere wenn es sich um Gelenklagertypen handelt, deren Außen- bzw. Innenringe aus sintertechnisch erzeugtem deva.metal bestehen. Beschädigungen der feinstbearbeiteten Lagerteile können zu erheblichen Funktionsstörungen führen. Der Gelenklagereinbau in ein Gehäuse soll über den Außenring vorgenommen werden. Abb Abb Die Gelenklagermontage auf eine Welle oder Bolzen über den Innenring. Abb Abb Gelenklager mit axial geteilten Außenringen müssen so eingebaut werden, dass die Lastrichtung nicht durch die Trennfugen läuft. F F Teilung Außenring 90 Abb Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

25 Belastbarkeit und Lebensdauer Gelenklager wartungsfrei 6 Die Auslegung und Dimensionierung eines Gelenklagers erfolgt unter Berücksichtigung der auftretenden Betriebsbedingungen. Bereits im Entwurfsstadium sind daher die jeweiligen Betriebsverhältnisse genauestens zu prüfen. Für die Nennung der genauen Betriebsdaten befindet sich im Anhang ein technisches Datenblatt. Diese, vom Konstrukteur oder Anwender, im Datenblatt genannten Werte werden bei Federal-Mogul DEVA von unseren Anwendungs-Ingenieure für die Berechnung zugrunde gelegt. Im Rahmen eines kostenlosen technischen Vorschlages und Angebotes steht Ihnen unsere Anwendungstechnik beratend zur Verfügung. Wenn gewünscht, kann eine Abschätzung der Lebensdauer vorgenommen werden. Diese basiert auf Prüfstandsversuchen unter Laborbedingungen und sollte daher als Anhaltspunkt verstanden werden. 6.1 Belastungen Für die Vorauswahl sind in erster Linie die auftretenden Lagerkräfte ausschlaggebend. Für die Wahl der Gelenklager-Ausführung ist die jeweilige Lastrichtung zu berücksichtigen. Konstante Belastungen, die auf ein Radial-Gelenklager ausschließlich radial wirken oder bei Axial-Gleitlagern ausschließlich axial und zentrisch wirken, können direkt zur Auslegung zugrunde gelegt werden. Bei Auftreten gleichzeitig axialer und radialer Lastkomponenten ist bei der Auslegung die kombinierte Belastung entsprechend zu berücksichtigen. Das Verhältnis Axiallast F A zu Radiallast F R bei Radial-Gelenklager sollte in der Regel F A / F R = 0,25 nicht überschreiten. Für Gelenklager mit sphärischer Gleitfläche ist die Pressung in der Gleitfläche bei Loslagern auch in der Bohrungsgleitfläche zu berechnen. Die Tragfähigkeit der Gelenklager basiert auf den jeweilig festgelegten Gleitlagerwerkstoffen und den in unseren technischen Handbüchern aufgeführten zulässigen Flächenpressungen oder Tragzahlen. Außerdem ist die Nutzungsdauer abhängig von der Anzahl der Schwenkbewegungen bzw. den Drehgeschwindigkeiten. F R F R F A Abb Abb Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 25

26 6.2 Ermittlung des aquivalenten Belastungswertes P bei kombinierter Belastung durch Radial- und Axialkräfte Dieses Verfahren wird notwendig, wenn Gelenklager gleichzeitig radial und axial beansprucht werden. Diese Wirkung von kombiniert angreifenden Kräften wird hiermit auf eine Kraft reduziert. Der Wert P wird mit den folgenden Gleichungen ermittelt: für Radial-Gelenklager P = Y F R 3,50 3,00 Y P = äquivalente Lagerbelastung [kn] F R = radiale Lagerbelastung [kn] F A = axiale Lagerbelastung [kn] Y = Faktor für die Axiallast bei Radial-Gelenklagern Der Y Faktor ist immer größer oder gleich 1 und kann im nebenstehenden Diagramm ermittelt werden. 2,50 2,00 1,50 1,00 0,010 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125 0,150 0,175 Abb ,200 0,250 0,300 F A /F R 6.3 Lagerpressung Zur Bestimmung der Lagergröße und Vorraussetzung für eine ausreichende Lebensdauer muss die spezifische Flächenpressung in der Gleitebene den jeweils gegebenen Einsatzbedingungen angepasst werden. Als tragende Gleitfläche wird vereinfacht die projizierte Lagerfläche angenommen: bei Festlagern: Kugel-Außendurchmesser Außenringbreite bei Loslagern: zusätzlich, Bohrungsdurchmesser Breite der Kugel Konstante Lagerkräfte, die auf ein Radial-Gelenklager ausschließlich radial wirken, können direkt zur Berechnung zugrunde gelegt werden (F R = P). Unter Berücksichtig kombinierter Lastbeanspruchung ist bei der Auslegung ausschließlich die äquivalente Belastung (P) zu berechnen und anzusetzen. p = P / A proj < p zul Die Ermittlung der zulässigen Lagerpressung eines Gelenklagers bedarf einer genauen Abschätzung der jeweils auftretenden spezifischen Einsatzbedingungen. 26 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

27 Gelenklager wartungsfrei 6.4 Lastzahlen Das Maß für die Belastbarkeit sind die statischen und dynamischen Lastzahlen. Die materialspezifische Lastzahlen sind im Hause Federal Mogul DEVA ermittelt worden und sind daher mit Tragzahlangaben anderer Hersteller nicht vergleichbar. Die in den Maßtabellen aufgeführten Tragzahlen beziehen sich ausschließlich auf Anwendungen mit Produkten aus dem deva.glide Werkstoffsystem Dynamische Lastzahl Die dynamische Lastzahl C dyn ist eine Größe zur Beurteilung der Belastbarkeit von Gelenklagern unter Bewegung und ist eine Berechnungskennwert zur Ermittlung der theoretischen Lebensdauer. Sie gilt als höchstzulässige Beanspruchung mit der ein Gelenklager in den jeweiligen Abmessungen unter Bewegung belastet werden kann. Die Lastzahlen sind theoretische Maximalwerte für den günstigsten Anwendungsfall und unter Berücksichti- gung, dass die Belastung bei Radial-Gelenklager rein radial wirkt. Für die Nutzung sind die geforderten Werkstoff- und Oberflächenqualitäten von Gegenwerkstoffen und Gehäuse gemäß den Vorgaben und Technischen Handbüchern von Federal Mogul DEVA zu berücksichtigen. Lebensdauermindernde Einflüsse, wie Abrasivität, Schmutz etc. sind hierbei nicht berücksichtigt Statische Lastzahl Die statische Lastzahl C stat gilt als die höchstzulässige Beanspruchung bei Stillstand von Gelenklagern (ohne Bewegung) und bei Raumtemperatur. Sie gibt die Belastung an, die ein Gelenklager aufnehmen kann, ohne dass ein Bruch oder eine Zerstörung auftritt und keine Beeinträchtigung der Funktion hervorgerufen wird. Die Lastzahlen sind theoretische Maximalwerte für den günstigsten Anwendungsfall und unter Berücksichtigung, dass die Belastung bei Radial-Gelenklager rein radial wirkt. Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 27

28 6.5 Vordimensionierung Zur Bestimmung der geforderten Lagergröße ist ausschließlich die dynamische Tragzahl mit der auftretenden tatsächlich Lagerbelastung zu vergleichen. Die zulässige äquivalente Lagerlast und die sich hierdurch ergebende maximal spezifische Lagerpressung ist abhängig von der angestrebte Betriebszeit und den dabei zurückgelegten Gleit- bzw. Reibwegen (6.6 Bestimmung des Gleitwegs). Für den betriebssicheren Einsatz wird in Abhängigkeit der Bewegungshäufigkeit ein Verhältnis C/P > 1 vorausgesetzt. Je größer das Verhältnis ist, um so größer ist die Lebensdauer. zu kontaktieren. Für die Auswertung aller einwirkenden Betriebsparameter sollte der beigefügte Fragebogen ausgefüllt an Federal-Mogul DEVA eingereicht werden. Hinweis: Die Berechnungsgrundlage bezieht sich ausschließlich auf Anwendungen für Radialgelenklager aus deva.glide bei auftretenden Schwenk / Kippbewegungen und Umgebungstemperatur. Einflüsse aus der Gleitgeschwindigkeit und den damit verbundenen einwirkenden Reibungsenergien sind hierbei nicht berücksichtigt und sind bei Bedarf in einem separaten Berechnungsgang nachzuprüfen. Nach Dimensionierung und Auswahl eines Gelenklagertyps empfiehlt es sich grundsätzlich, unsere technische Beratung 6.6 Bestimmung des Gleitwegs Zur Abschätzung der zu erwartenden Betriebszeit, ist bei selbstschmierenden Gleitwerkstoffen der auftretende zulässige Verschleißabtrag, hervorgerufen durch Mikroabrieb im Gleitsystem bei Bewegung, zu ermitteln. Dieser ergibt sich durch die gegebene Bewegungshäufigkeit der Lagerung und den damit verbundenen Verschleiß- oder Gleitwegen unter Last. Der Gleitweg pro Zeiteinheit ergibt sich aus der Anzahl und Größe der Schwenks (Winkelausschläge von einer Endlage in die andere) und der dabei zurückgelegten Wegstrecke in der Gleitebene. Allgemeiner Hinweis Die vorliegende Unterlage soll dem erfahrenen Anwender ermöglichen, eine überschlägige Vorauswahl der geeigneten Lagerabmessung vorzunehmen. Da Gleitlager zu den Tribosystemen gehören, die ein hochkomplexes Netzwerk darstellen, ist eine umfassende Darstellung aller Einflussfaktoren in allgemeingültigen Unterlagen mit vertretbarem Aufwand leider nicht möglich. Allgemein die Frage des Einschaltdauereinflusses (Bezug der berechnete Reibstrecke zum Verhältnis von Betriebs- zu Gesamtlebenszeit) oder Sekundäreinflüsse wie Stöße, Schwingungen, Staub, Kontakt korrosiver Medien usw. sollten im Design berücksichtigt werden. Dazu liegen in unserem Hause umfangreiche Praxiserfahrungen vor, die wir zum Nutzen unserer Kunden bei der Designauswahl mitberücksichtigen. 28 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

29 Anwendungsbeispiele Gelenklager wartungsfrei 7 Bauwerke Marine and Offshore Wasserkraftwerke Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 29

30 8 Daten zur Auslegung von DEVA -Gelenklagern Fragebogen 8.1 Beschreibung der Anwendung Neukonstruktion Bestehende Konstruktion Projekt-Nr. Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Menge Gelenklagertyp Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Radial-Gelenklager (LOSLAGER) Radial-Gelenklager (FESTLAGER) Axial-Gelenklager Radial-Gelenklager (LOSLAGER / FESTLAGER) C Abmessungen [mm] Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Innendurchmesser Außendurchmesser Breite Innenring Breite Außenring d d k C B Rotation Oszillationswinkel F A F R d d k Kippwinkel Gesamthöhe (Axial-Gelenklager) H Belastung [kn] Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Radiallast dynamisch Axiallast dynamisch Radiallast statisch Axiallast statisch F R F A F R F A Bewegung Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Axial-Gelenklager Drehgeschwindigkeit [U/min] Drehwinkel [ ] Anzahl der Zyklen [min./h/day] Kippwinkel [ ] Betriebsdauer Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Kontinuierlicher Betrieb Unterbrochener Betrieb Betriebszeit [h/day] Tage / Jahr Umweltbedingungen Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Lagertemperatur Kontaktmedium andere Einflüsse Grenzen/Sitz/Toleranzen Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Welle Lagergehäuse Lebensdauer Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Gewünschte Betriebszeit [h] Zulässiger Verschleiß [mm] Firma Firmenname Adresse Kontaktperson Telefon Fax Mobiltelefon B Rotation Oszillationswinkel d H d k Kippwinkel 30 Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. Federal-Mogul DEVA GmbH

31 Øyvind Hagen / Statoill Gelenklager wartungsfrei Portfolio World Class Bearing Technology Steel Industry Applications Self-lubricating Bearings for Marine and Offshore Applications Self-lubricating bearings for Heavy-Duty Applications DEVA in der Stahlindustrie DEVA in Marine/Offshore DEVA in Heavy-Duty Über DEVA Anwendungen Anwendungen Branchenlösungen World Class Bearing Technology World Class Bearing Technology World Class Bearing Technology World Class Bearing Technology World Class Bearing Technology deva.bm sliding bearings Maintenance-free, self-lubricating deva.glide sliding bearings Maintenance-free, self-lubricating deva.tex Wartungsfreie, selbstschmierende Gleitlager Gleitlager deva.tex 552 Sliding Bearings deva.tex 552 Product Range deva.bm deva.glide deva.tex deva.tex 552 Lieferprogramm Produktinformation Haftungsausschluss Diese technische Dokumentation wurde mit Sorgfalt erstellt und alle Angaben auf Richtigkeit überprüft. Für etwaige fehlerhafte oder unvollständige Angaben kann jedoch keine Haftung übernommen werden. Die in der Unterlage aufgeführten Angaben dienen als Hilfe bei der Beurteilung der Anwendungseignung des Werkstoffes. Sie sind entwickelt aus eigenen Untersuchungen sowie aus allgemein zugänglichen Veröffentlichungen. Die von uns genannten oder in Katalogen sowie unseren sonstigen technischen Unterlagen erwähnten Gleitreibungs- und Verschleißwerte sind keine Beschaffenheitsmerkmale oder Beschaffenheits- oder Haltbarkeitsgarantien. Sie wurden auf unseren Prüfständen unter Bedingungen ermittelt, die nicht mit der unmittelbaren Anwendung unserer Produkte und ihrer Anwendungsumgebung übereinstimmen müssen und darauf bezogen nicht umfassend simuliert werden können. Zusicherungen erklären wir nur nach schriftlicher Vereinbarung aller maßgebenden Forderungsmerkmale an das Produkt sowie der Prüfverfahren und -parameter. Für alle Geschäfte, die durch DEVA abgewickelt werden, gelten grundsätzlich deren Verkaufs- und Lieferbedingungen, wie sie Teil der Angebote, der Lieferprogramme und der Preislisten sind. Kopien können auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden. Die Produkte sind Gegenstand einer fortgesetzten Entwicklung. DEVA behält sich das Recht vor, Änderungen der Spezifikation oder Verbesserungen der technologischen Daten ohne vorherige Ankündigung durchzuführen. DEVA, deva.bm, deva.bm /9P, deva.metal, deva.glide und deva.tex sind eingetragene Marken der Federal-Mogul Deva GmbH, D Stadtallendorf, Deutschland. Federal-Mogul DEVA GmbH Die aktuelle Version dieses Handbuchs finden Sie auch auf unserer Webseite. 31

32 Federal-Mogul DEVA GmbH Schulstraße Stadtallendorf Telefon Fax Gelenklager-DE/08/2016/Rev.1/1000