DIE WÄLZLAGERPRAXIS BRANDLEIN ESCHMANN HASBARGEN -WEIGAND. Handbuch für die Berechnung und Gestaltung von Lagerungen. Vereinigte Fachverlage GmbH

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1 BRANDLEIN ESCHMANN HASBARGEN -WEIGAND DIE WÄLZLAGERPRAXIS Handbuch für die Berechnung und Gestaltung von Lagerungen! Dritte Auflage, neu bearbeitet von J. Brändlein Herausgegeben in Zusammenarbeit mit FAG KUGELFISCHER AG Schweinfurt Vereinigte Fachverlage GmbH

2 Vorwort Seite 1 Allgemeine Grundlagen Wälzlagerbauarten Radial-Kugellager Radial-Rollenlager Axial-Kugellager Axial-Rollenlager Sonderlager Werkstoff und Wärmebehandlung Werkstoffe und Wärmebehandlung für Ringe und Rollkörper Werkstoffe für Käfige Werkstoffe für Dichtungen Baumaße Toleranzen und Meßverfahren Toleranzen für Wälzlager normaler Genauigkeit Toleranzen für Wälzlager erhöhter Genauigkeit Meßverfahren Lagerluft, Lagerspiel Kurzzeichen der Wälzlager 67 2 Grundlagen der Lagerberechnung Geometrie der Wälzlager Punktberührung und Linienberührung Schmiegung Druckwinkel Umrechnung: Radialspiel-Axialspiel Kippwinkel Bewegungsverhältnisse Umfangsgeschwindigkeit und Drehzahl von Käfig und Rollkörper Überrollverhältnisse Abwälzverhältnisse Elastische Verformung und Flächenpressung : Grundlagen der Hertzschen Theorie ""' Elastische Verformung Größe der Druckfläche Maximale Flächenpressung Spannungen unter der Oberfläche Druckverteilung Allgemeine Druckverteilung Spezielle Fälle der Druckverteilung 125

3 2.5 Federung Radiale Federung Axiale Federung Vergleich einiger Federungswerte Tragföhigkeit und Gebrauchsdauer Statische Beanspruchung Plastische Verformung Zulässige statische Rollkörperbelastung Statische Tragzahl C o Statisch äquivalente Belastung P o Kennzahl f s der statischen Beanspruchung Dynamische Beanspruchung Ermüdung und Ausfallwahrscheinlichkeit Klassische Ermüdungstheorie Die Ermüdungslebensdauer Dynamische Tragfähigkeit Die nominelle Ermüdungslebensdauer Die dynamische Tragzahl C Dynamisch äquivalente Belastung P Konstante kombinierte Belastung Veränderliche Belastung und Drehzahl Dynamisch äquivalente Belastung bei Schwenkbewegungen Dimensionierung dynamisch beanspruchter Lager Belastungsansätze Berechnung des f L -Wertes Der f L -Wert als Richtwert für die Dimensionierung Erreichbare Lebensdauer und Dauerfestigkeit Erweiterte Lebensdauerberechnung Axial belastete Zylinderrollenlager Axiale Belastbarkeit bei hydrodynamischer Schmierung und bei Mischreibung Dynamisch äquivalente Belastung axial belasteter Zylinderrollenlager Verschleiß und Gebrauchsdauer Verschleiß von Wälzlagern Verlängerung der Verschleißlaufzeit und der Gebrauchsdauer :3 Gebrauchsdauer und Betriebssicherheit Reibung, Temperatur und Schmierung Reibung \ Rollreibung Gleitreibung Schmierstoffreibung Reibungsmoment 214

4 4.1.5 Berechnung des Reibungsmomentes Temperatur Höhe der Betriebstemperatur Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenring Grundlagen der Schmierung Eigenschaften der Schmierstoffe Hydrodynamische Schmierung Elastohydrodynamische Schmierung Schmierfilm bei Fettschmierung Schmierung mit Festschmierstoffen Reibungsmindernde Oberflächenbehandlungen und Sonderwerkstoffe Schmierverfahren Fettschmierung Ölschmierung Feststoffschmierung Wahl des Schmierverfahrens Beispiele der unterschiedlichen Schmierverfahren Wahl des Schmierstoffs Schmierfette Schmieröle Festschmierstoffe Versorgung der Lager mit Schmierstoff Schmierstoffversorgung bei Fettschmierung Schmierstoffversorgung bei Ölschmierung Schmierstoff Versorgung bei Feststoffschmierung Grundlagen für die Konstruktion der Lagerung Anordnung der Lager Festlager-Loslager Angestellte Lagerung Schwimmende Lagerung Kraftrichtung und Kraftfluß Zulässige Drehzahlen Mindestbelastung von Axiallagern und Radiallagern Ausgleich von Fluchtfehlern Laufgeräusch Laufgenauigkeit Passungen ; Sitze für Radiallager Sitze für Axiallager Passungstafeln 322

5 5.8.4 Spannungen und Dehnungen bei strammen Sitzen Radialluft vor dem Einbau und Radialspiel im Betrieb Gestaltung der Lagerstelle Befestigung der Lagerringe Richtlinien für die Befestigung Befestigungsmittel Einbaumaße Rundungen an Welle und Gehäuse Schulterhöhe von Welle und Gehäuse Einbaumaße für Zylinderrollenlager Einbaumaße für Kegelrollenlager und Axial-Pendelrollenlager Einbaumaße für Lager mit Ringnut und Sprengring Gestaltung von Lagerumbauteilen und Gehäusen Auswirkung von elastischen Gehäusen auf die Lagerbeanspruchung Lage der Gehäuse-Abstützpunkte Tangentiale Abstützung des Gehäusekörpers Radiale Abstützung des Gehäusekörpers Schräger Lastangriff am Gehäusekörper Verspannte Wälzlagergehäuse Abdichtung der Lagerstelle Nicht berührende Dichtungen Berührende Dichtungen Dichtungsaufgaben und ihre Lösung Ein- und Ausbau Hilfsmittel für den Einbau Spielregulierung beinveinbau Hilfsmittel für den Ausbau Besondere Verfahren für den Ein- und Ausbau Meßgeräte für den Lagereinbau Wälzlagerschäden Allgemeine Feststellungen Schadensmerkmale und -Ursachen Ermüdung Verschleiß Korrosionsschäden Freß- und Gleiterscheinungen Örtliche Vertiefungen in der Laufbahn Einbaufehler Fehlerhafte Montage Schäden und Merkmale bei schlechter Schmierung Konstruktive Fehler 441

6 7.3 Die Überwachung von Wälzlagern Überwachbare Kriterien vor dem Ausfall einer Lagerung Lagerüberwachung durch Temperaturmessung Lagerüberwachung durch Schwingungsmessung Lagerüberwachung durch Verschleißmessung Dringlichkeit des Lagerausbaus bei angezeigtem Schaden Beispiele für die Berechnung und Gestaltung von Wälzlagerungen Lagerung eines Säulenkrans Lagerung eines Kranlaufrades Lagerung der Seilrolle einer Hakenflasche Trommellagerungen eines Gurtförderers Lagerung von Tragrollen für Gurtförderanlagen Lagerung der Laufrollen eines Drehofens Lagerung einer Schlägermühle Lagerung der Erregerwelle einer Freischwing-Siebmaschine Lagerung eines Kegelstirnradgetriebes Lagerung des Antriebs der Vertikalwalzen für eine Grobblechstraße Walzenlagerung der Fertiggerüste einer Warmbandstraße Lagerung eines Ventilators Lagerung eines hochtourigen Schraubenverdichters Lagerung eines Trockenzylinders in einer Papiermaschine Lagerung eines Elektromotors Lagerung des Fahrmotors einer elektrischen Lokomotive Radsatz-Rollenlager für Schienenfahrzeuge Pleuellagerungen Vorderradlagerungen von Kraftfahrzeugen Lagerung des 5-Gang-Schaltgetriebes eines Personenkraftwagens Lagerung der Ritzelwelle des Hinterachsantriebes eines Personenkraftwagens Lagerung eines Schiffsgetriebes Schiffspropeller-Drucklager Schiffswellen-Lauflager Lagerung eines Schiffsruders Lagerung von Drehmaschinen-Hauptspindeln Lagerung einer Bohrungsschleifspindel Lagerung eines Flächenschleifmotors Lagerung von schnellaufenden Holzfräsen mit senkrechter Welle Schrifttum 606 Sachverzeichnis 628