1.1 Berechnungsmöglichkeiten zu den Montageverfahren

Transkript

1 Information Inhalt 1. FAG Mounting Manager Berechnungsmöglichkeiten zu den Montageverfahren Montage von Lagern mit kegeliger Bohrung mittels Messung des axialen Verschiebeweg Montage von Lagern mit kegeliger Bohrung mittels Messung der Radialluftverminderung Programmstruktur Startseite Berechnung Information Bibliothek 9 2 Grundlagen Einbau Ausbau 11 3 Montageverfahren mit Messung des axialen Verschiebewegs Radialluftverminderung Sonderfälle Startposition Axiale Verschiebung aus der Startposition Verringerung der Sitzfestigkeit durch Glättung Vorgehensweise FAG Mounting Manager Der FAG MOUNTING MANAGER ist eine komfortable Hilfe bei der Auswahl der richtigen Lagermontage und bietet folgende Möglichkeiten: zeigt verschiedene mechanische und hydraulische Verfahren errechnet die zur Montage benötigten Daten gibt nützliche Montagehinweise erstellt eine Liste mit dem notwendigen Zubehör und Werkzeugen Weitere Informationen zur Lagermontage- und -demontage bieten entsprechende Unterlagen in der Bibliothek (Publikationen, Technische Informationen, etc.) und das Wälzlager-Lern-System (WLS). 1.1 Berechnungsmöglichkeiten zu den Montageverfahren Lager mit kegeliger Bohrung werden entweder unmittelbar auf die kegelige Welle/Zapfen oder mit einer Spannbzw. Abziehhülse auf die zylindrische Welle montiert. Die Einstellung der Lagerluft geschieht entweder konventionell mit Hilfe von Fühllehren (Radialluftverminderung) oder sie wird über den axialen Verschiebeweg ermittelt Montage von Lagern mit kegeliger Bohrung mittels Messung des axialen Verschiebeweg Das Lager wird mit einer Hydraulikmutter auf dem kegeligen Lagersitz in die Startposition gebracht. Hierbei wird mittels Digitalmanometer der für jedes einzelne Lager festgelegte Richtwert des erforderlichen Startdrucks in der Hydraulikmutter berücksichtigt. Mit einer an der Hydraulikmutter angebrachten Messuhr kann man beim Aufschiebevorgang den axialen Aufschiebeweg bis zur Endposition auf dem Kegelsitz. Dieses Montageverfahren verkürzt und vereinfacht den Einbau erheblich bietet höchste Sicherheit und Genauigkeit ermöglicht den korrekten Einbau abgedichteter Lager

2 1.1.2 Montage von Lagern mit kegeliger Bohrung mittels Messung der Radialluftverminderung Beim Aufschieben des Lagers auf den kegeligen Sitz wird der Innenring aufgeweitet und damit die vorhandene radiale Lagerluft verringert. Diese Radialluftverminderung gilt als Maß für den Festsitz des Lagers. Die Messung erfolgt mittels Fühllehre. 1.2 Programmstruktur Startseite Schritt 1: Wahl der Sprache Schritt 2: Wahl der Programmfunktion 1. Berechnung 2. Information 3. Wälzlagerlernsystem 4. Bibliothek

3 1.2.2 Berechnung Eingabe des Einbaufalls Wahl des Lagers Wahl des Lagersitzes Wahl des Messverfahrens Messverfahren - Messung des axialen Verschiebewegs Wahl der Montagemethode/Werkzeuge Auswahl mechanische oder hydraulische Montage

4 Berechnungsseite Spezifizierung des Einbaufalles Ergebnisseite Axialer Verschiebeweg Kontrollwerte für Radialluft vor dem Einbau Kontrollwerte für Radialluftverminderung Montageanleitung Werkzeugempfehlung

5

6 Messverfahren - Messung der Radialluftverminderung Wahl der Montagemethode

7 Ergebnisseite Radialluft vor dem Einbau Werte für die Verminderung der Radialluft (Verschiebeweg auf dem Kegel 1:12/Kegel 1:30) Kontrollwerte für Radialluft nach dem Einbau Montageanleitung Werkzeugempfehlung

8 1.2.3 Information FAG Mounting Manager Grundlagen - Ein- und Ausbau von Lagern mit kegeliger Bohrung (TI WL 80-14) Montageverfahren mit Messung des axialen Verschiebewegs Bibliothek Bedienungsanleitungen FAG-Handpumpen FAG-HYD-NUT LOCKNUT Publikationen zur Montage und Wartung von Wälzlagern: WL FAG Geräte und Dienstleistungen für Montage und Wartung von Wälzlagern WL Montage von Wälzlagern WL FAG Hydraulikmuttern WL FAG Druckerzeuger WL FAG Kegelmeßgerät MGK9205 WL Werkzeuge und Verfahren für Ein- und Ausbau von Wälzlagern WL 80-9 FAG Anwärmringe WL FAG Temperaturmeßgerät WL FAG Montageschrank WL FAG Powertherm WL FAG Power Pull WL Schmierung von Wälzlagern WL FAG ARCANOL Wälzlager-getestetes Fett WL 91-8 HMZ-Muttern

9 2 Grundlagen Ein- und Ausbau von Lagern mit kegeliger Bohrung (s. a. WL 80100/3 und WL 80102/5) 2.1 Einbau Lager mit kegeliger Bohrung werden entweder unmittelbar auf der kegeligen Welle oder mit einer Spann- oder Abziehhülse auf der zylindrischen Welle befestigt. Die ausgewaschene Lagerbohrung sowie die Sitzflächen von Welle und Hülse dürfen beim Einbau nur hauchdünn eingeölt werden. Eine dickere Schmierstoffschicht würde zwar die Reibung verringern und damit den Einbau erleichtern; im Betrieb wird der Schmierstoff jedoch allmählich aus der Passfuge herausgequetscht. Dadurch geht der feste Sitz verloren, der Ring oder die Hülse beginnen zu wandern, und die Oberflächen fressen. Beim Aufschieben des Lagers auf den Kegel wird der Innenring aufgeweitet und die Radialluft dadurch verringert. Die Radialluftverminderung ist deswegen ein Maß für den Sitzcharakter des Innenrings. Die Radialluftverminderung ergibt sich aus der Differenz zwischen der Radialluft vor und nach dem Lagereinbau. Die Radialluft muss also zunächst vor dem Einbau gemessen werden; beim Aufpressen auf den Kegel ist die Luft dann ständig zu kontrollieren, bis die notwendige Luftverminderung und damit der erforderliche Festsitz erreicht ist. Kleine und mittelgroße Lager kann man mit einer Wellenmutter auf die kegelige Sitzfläche aufschieben. Zum Anziehen der Mutter wird ein Hakenschlüssel verwendet. Kleine Lager mit Spannhülse werden mit der Spannhülsenmutter und einem Hakenschlüssel auf den kegeligen Sitz der Hülse geschoben. Kleine Abziehhülsen werden mit der Wellenmutter in den Spalt zwischen Welle und Innenring gepresst. Für den Einbau größerer Lager kommt das FAG Hydraulikverfahren zur Anwendung. Hier wird Öl zwischen die Passflächen gepresst, z.b. Maschinenöl oder ein Öl mit rostlösenden Zusätzen. Der Ölfilm hebt die Berührung der Passteile weitgehend auf, so dass sie mit geringem Kraftaufwand ohne Gefahr einer Oberflächenbeschädigung gegeneinander verschoben werden können. Für das Einpressen des Öls müssen Ölnuten und Zuführungskanäle sowie Anschlussgewinde für die Druckerzeuger vorgesehen sein. Beim Einbau von Lagern mit kegeliger Bohrung, die unmittelbar auf dem kegeligen Zapfen sitzen, wird nur wenig Öl für die Hydraulikmontage benötigt. Als Druckflüssigkeit verwendet man ein Maschinenöl mittlerer Viskosität. Für den Einbau wird ein möglichst dünnflüssiges Öl mit einer Viskosität von 75 mm 2 /s bei 20 C (Nenn-Viskosität 32 mm 2 /s bei 40 C) empfohlen, damit das Öl nach der Montage mit Sicherheit restlos aus der Passfuge entweicht. Bei der Montage wird Öl zwischen die Passflächen gepumpt. Die axialen Montagekräfte werden durch sechs oder acht Schrauben in der Wellen- oder Spannhülsenmutter aufgebracht. Ein Montageblech verhindert, dass die Abziehhülse oder der Lagerring beschädigt wird. Beim Einpressen der Abziehhülse wird der Ölanschluss durch die Wellenmutter geführt. Der Verschiebeweg des Lagers oder der Abziehhülse wird nach der erforderlichen Radialluftverminderung festgelegt. Zum Messen der Radialluft muss das Lager vom Öldruck entlastet werden. Nach dem Ablassen des Drucköls dauert es noch 10 bis 30 Minuten, bis das Öl völlig aus der Passfuge entwichen ist. Während dieser Zeit muss die axiale Vorspannung weiterwirken. Danach wird die Montagevorrichtung (Mutter mit Druckschrauben oder Hydraulikmutter) abgenommen und die Wellen- oder Hülsenmutter aufgeschraubt und gesichert.

10 Die Bilder zeigen den Einbau eines Pendelrollenlagers: -auf kegeligen Zapfen, -auf Spannhülse -auf Abziehhülse 2.2 Ausbau Zum Ausbau von Lagern, die unmittelbar auf dem kegeligen Wellensitz oder auf einer Spannhülse montiert sind, wird zunächst die Sicherung der Wellen- bzw. Spannhülsenmutter gelöst. Anschließend wird die Mutter um den Aufschiebeweg zurückgedreht. Dann treibt man den Innenring mit leichten Hammerschlägen von der Spannhülse bzw. vom kegeligen Wellensitz. Dafür kann ein weicher Metalldorn verwendet werden. Noch besser eignet sich ein Schlagstück. Wenn eine Presse angesetzt werden kann, unterstützt man die Spannhülse bzw. die gelöste Spannhülsenmutter und presst das Lager von der Spannhülse. Eine Spannhülse kann man mit einer Hydraulikmutter lösen, wenn das Lager an einem Stützring anliegt. Natürlich muss die Hydraulikmutter mit einer Platte o. ä. abgestützt werden. Lager, die mit Abziehhülsen befestigt sind, werden mit Hilfe der Abdrückmutter ausgebaut. Dazu muss die axiale Befestigung abgeschraubt sein. In schwierigen Fällen - vor allem bei großen Lagern - kann man Abdrückmuttern mit zusätzlichen Druckschrauben benutzen. In diesen Fällen wird zwischen Innenring und Druckschrauben eine Scheibe eingelegt. Einfacher und wirtschaftlicher ist der Ausbau von Abziehhülsen mit Hydraulikmutter. Abziehhülsen, die über das Wellenende hinausragen, unterstützt man mit einem dickwandigen Ring. Vorsicht: Pressverbände lösen sich schlagartig! Wegen der Unfallgefahr muss die Axialbewegung des Wälzlagers oder der Abziehhülse durch eine Wellenmutter, eine Spannhülsenmutter oder durch einen Anschlag begrenzt werden. 3 Montageverfahren mit Messung des axialen Verschiebewegs Das Lager mit kegeliger Bohrung wird auf seinen kegeligen Sitz in die Ausgangslage gesetzt. Mit einer Hydraulikmutter wird das Wälzlager unter einem individuell festgelegten Druck formschlüssig in seine Startposition gebracht. Dabei erlaubt ein Digitalmanometer die genaue Druckmessung und damit die sichere und einfache Bestimmung der Startposition. Mit einer in die Hydraulikmutter eingeschraubten Messuhr anschließend präzise der definierte axiale Aufschiebeweg s gemessen werden.die endgültige tatsächliche Radialluft lässt sich nur mit der Fühllehre exakt bestimmen.

11 3.1 Radialluftverminderung Die Aufweitung des Innenrings beim Aufschieben des Lagers auf den kegeligen Sitz resultiert in einer Verminderung der radialen Lagerluft Δr. Diese wird als Maß für den Festsitz herangezogen. In der Grundeinstellung der Innenring-Dehnung ε d werden für die Berechnung der wählbaren Lagerbauarten Werte vorgegeben, mit denen ein ausreichend fester Sitz erreicht wird. Beim Einbau eines Pendelrollenlagers mit den im FAG Hauptkatalog angegebenen Richtwerten für die axiale Verschiebung ist die Radialluftverminderung bei Einhaltung entsprechender Mittelwerte etwas größer als 0,00045 x d (mm). 3.2 Sonderfälle In manchen Fällen müssen Lager mit größerer Radialluftverminderung montiert werden. Dies ist häufig der Fall: bei hohen, stoßartigen Belastungen (P/C > 0,12) bei dünnwandigen Hohlwellen bei Lagerungen, bei denen die Welle wesentlich kühler ist als der Innenring bei thermisch beanspruchten Lagerungen und kleinerem Ausdehnungskoeffizienten des Wellenmaterials bei besonderen Anforderungen an das Betriebsspiel Um unzulässige Tangentialspannungen zu vermeiden, sollte eine Dehnung εd von 0,70 nicht überschritten werden. Bei höheren Werten bitten wir um Rücksprache mit dem INA/FAG-Außendienst. Gegebenfalls ist ein Lager mit spezieller Wärmebehandlung und höherer Radialluft (C3, C4, C5) zu verwenden, um das Lager nicht zu verspannen. Liegt der Aufschiebeweg im oberen Bereich, ist die Mindest-Radialluft nach der Montage zu beachten und gegebenenfalls eine größere Ausgangs-Radialluft (C3, C4, C5) zu wählen. 3.3 Startposition 1. Das Lager wird zunächst je nach Einbausituation entweder direkt auf die kegelige Welle oder bei zylindrischer Welle auf eine Spann- bzw. Abziehhülse aufgesetzt und in seine Ausgangsposition gebracht. 2. Die Hydraulikmutter wird auf das Wellenende oder Spann- bzw. Abziehhülse aufgeschraubt und an die Handpumpe angeschlossen (Handpumpensatz PUMP1000 DIGI mit Digitalmanometer verwenden). 3. Das Lager wird unter einem definierten Druck formschlüssig in seine Startposition aufgeschoben. Der dazu erforderliche Öldruck richtet sich nach der Lagergröße und der Zahl der Verschiebeflächen. In der Startposition sind Formungenauigkeiten kompensiert und es liegt bereits eine geringfügige Ringaufweitung vor. 3.4 Axiale Verschiebung aus der Startposition Zur Überwachung der axialen Verschiebung aus der Startposition können Tiefenmaß, Schieblehre oder Messuhr verwendet werden. Nach Erreichen der Startposition ist die Messuhr auf Null zu stellen. Durch weiteres Pumpen wird das Lager auf den Wellenkegel aufgeschoben, bis auf der Messuhr der vorgeschriebene Verschiebeweg s erreicht ist. Bei Anwendung des FAG Hydraulikverfahrens wird dabei gleichzeitig mit einer zweiten Pumpe ständig Öl in die Passfuge gepresst. Wenn beim Einsatz des FAG Hydraulikverfahrens das Lager nach dem Verschieben die Endposition erreicht hat, ist wie folgt zu verfahren: 1. Die Hydraulikmutter weiter unter Druck zu halten (10 bis 30 Minuten) und das Rücklaufventil an der zweiten Pumpe öffnen, damit das unter hohem Druck stehende Öl aus der Passfuge wieder abfließen kann. 2. Das Rücklaufventil an der Pumpe für den Hochdruckschlauch zur Hydraulikmutter öffnen, damit das Drucköl aus der Hydraulikmutter abfließen lassen.

12 3. Zur vollständigen Ölrückführung den Ringkolben der Hydraulikmutter wieder in die Ausgangsstellung bringen. Dies geschieht am einfachsten durch weiteres Aufdrehen der Hydraulikmutter auf das Wellenbzw. Hülsengewinde. 4. Das Lager mit Wellenmutter und Zubehör sichern. Verringerung der Sitzfestigkeit durch Temperaturunterschiede Hier ist darauf zu achten, dass Lager und Welle bei der Montage auf gleiche Temperatur gebracht werden. Gegebenenfalls ist das Lager anzuwärmen bzw. die Welle abzukühlen. 3.5 Verringerung der Sitzfestigkeit durch Glättung Durch die Oberflächenglättung beim Aufschieben des Lagers wird die Festigkeit des angestrebten Lagersitzes verringert. In den aufgeführten Tabellenwerten sind berücksichtigt: die Glättung einer Gleitfläche die Verwendung neuer FAG Bauteile die Oberflächenrauheit der Welle R a = 1,6 µm Bei bereits geglätteten Oberflächen (durch mehrfach erfolgte Montagen) lässt sich die Abweichung der Radialluftverminderung bzw. des Aufschiebewegs mit dem FAG Mounting Manager Rechenprogramm ermitteln. Das Prüfen der verringerten Sitzfestigkeit durch Oberflächenglättung ist bei kleinen Lagern wichtig, bei größeren Lagern vernachlässigbar. 3.6 Vorgehensweise 1. Prüfen ob Wellensitze innerhalb der Toleranz, Lager in richtiger Ausführung und alle Zubehörteile (Wellenmutter, Hülse, Sicherung etc.) und Werkzeuge (Pumpe, Hydraulikmutter) in passender Ausführung vorhanden sind. Achtung: Grundsätzlich ist die im Programm dem Lager zugeordnete FAG-Hydraulikmutter zu verwenden; z. B. bei abweichender Kolbenfläche dürfen die ermittelten Startdruckwerte nicht verwendet werden. Die erforderlichen Richtwerte sind mit dem Rechenprogramm FAG Mounting Manager eigens zu ermitteln. 2. Einbauverhältnisse überprüfen: Einbaufall mit einer Gleitfläche Lager mit Direktsitz auf kegeligem Wellenzapfen Lager auf freier Spannhülse Einbaufall mit zwei Gleitflächen Abgestütztes Lager auf Spannhülse Lager auf Abziehhülse 3. Alle Gleitflächen mit einem Maschinenöl dünn einölen. 4. Das Lager auf den Kegelsitz aufsetzen und die Hydraulikmutter bis zur Anlage am Lagerinnenring auf das Wellen- oder Hülsengewinde aufschrauben. 5. Das Messmittel anbringen. 6. Das Lager in "Startposition" bringen. Hierzu wird solange Öl in die Hydraulikmutter gepumpt, bis der mit dem Rechenprogramm ermittelte Startdruck erreicht wird. 7. Die Messuhr (falls eine verwendet wird) auf Null stellen. Durch weiteres Einpumpen des Öls in die Hydraulikmutter wird das Lager auf den Wellenkegel aufgeschoben, bis auf der Messuhr der vorgeschriebene Verschiebeweg s erreicht ist. Bei Anwendung des FAG Hydraulikverfahrens wird gleichzeitig mit einer zweiten Pumpe ständig Öl in die Passfuge gepresst. 8. Damit nach beendetem Einbau das unter hohem Druck stehende Öl aus der Passfuge abfließen kann, wird das Rücklaufventil an der entsprechenden Handpumpe geöffnet. 9. Nach dem Ablassen des Drucköls dauert es noch 10 bis 30 Minuten, bis das Öl völlig aus der Passfuge entwichen ist. Während dieser Zeit muss die axiale Vorspannung weiterwirken. Danach wird die Montagevorrichtung (Mutter mit Druckschrauben oder Hydraulikmutter) abgenommen und die Wellen- oder Hülsenmutter aufgeschraubt und gesichert.