Wälzlager. PD M. Ziaei

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1 Wälzlager Aufgabe und Einteilung Bauformen und Bezeichnungen Lagerauswahl Tragfähigkeit von Wälzlager Reibung und Schmierung Lageranordnung, Gestaltung Quellen: [1] Haberhauer; Bodenstein: Maschinenelemente, Gestaltung, Berechnung, Anwendung, 13. Auflage, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, [2] Decker, K.-H.: Maschinenelemente, Carl Hanser Verlag, München, Wien PD M. Ziaei

2 Aufgabe und Einteilung Aufgabe: Lager haben die Aufgabe, rotierende oder schwingende Achsen und Welle oder Zapfen in stillstehenden Teilen zu führen (oder umgekehrt) und dabei radiale und axiale Kräfte aber keine Drehmomente zu übertragen. PD M. Ziaei

3 Einteilung a) Nach dem inneren Aufbau: Tragflächen wälzen sich auf Zwischengliedern ab: Wälzlager Tragflächen gleiten aufeinander (meist über Zwischensubstanz): Gleitlager b) Nach der Richtung der Kraftübertragung: Kraft radial: Radial-, Trag- oder Querlager Kraft radial: Axial-, Spur-, Längs- oder Führungslager c) Nach der Funktion: Festlager Stützlager Loslager PD M. Ziaei

4 Aufbau PD M. Ziaei Wälzkörperformen

5 Druckwinkel für Radiallager gilt: α = für Axiallager gilt: α > Radiallager: Kräfte wirken senkrecht zur Drehachse Axiallager: Kräfte wirken längs der Drehachse Führungslager: Denen der Führung von Achsen und Wellen und nehmen keine nennenswerten Kräfte auf. PD M. Ziaei

6 Rillenkugellager (DIN 625)

7 Einreihiges Schrägkugellager und Vierpunktlager (DIN 628) PD M. Ziaei

8 Zweireihiges Schrägkugellager (DIN 628)

9 Einreihiges Schrägkugellager und Vierpunktlager (DIN 628) PD M. Ziaei

10 Pendelkugellager (DIN 630)

11 Zylinderrollenlager (DIN 5412) Bauform NU PD M. Ziaei

12 Zylinderrollenlager Zylinderrollenlager (Bauformen NJ, NJ mit Winkelring HJ, NUP) PD M. Ziaei

13 Zylinderrollenlager Bauformkennzeichnung von Zylinderrollenlager PD M. Ziaei

14 Nadellager (DIN 617) Nadellager (mit Innenring / ohne Innenring), Nadelkranz Hauptabmessungen eines Nadellagers PD M. Ziaei

15 Kegelrollenlager (DIN 720)

16 Kegelrollenlager (DIN 720)

17 Tonnen- und Pendelrollenlager (DIN 635)

18 Axial-Rillenkugellager (DIN 711, DIN 715)

19 Axial-Pendelrollenlager (DIN 728)

20 Axial-Zylinderrollenlager (DIN 722)

21 Druckwinkel PD M. Ziaei Kugellagertypen Rollenlagertypen

22 Auswahl von Wälzlager-Bauformen

23 Maßreihen und Bezeichnungen Beispiele für die Bezeichnung von Wälzlagern nach DIN 623 PD M. Ziaei

24 Lagerluft

25 Auslegung Auslegungskriterium 1- bei hoher Last: HERTZ sche Pressung a) als Dauerschwellbeanspruchung bei umlaufenden Lagern b) als statische Beanspruchung bei stillstehenden und langsam drehenden oder schwenkenden Lagern 2- bei geringer Last: Verschleiß, stark beeinflusst von Schmierung und Verschmutzung PD M. Ziaei

26 Pitting

27 Tragzahlen Die dynamische Tragzahl C ist eine aus Versuchen ermittelte statistische Größe und gibt die rein radiale (rein axiale) Belastung, bei welcher 90 % einer genügenden Anzahl gleicher Lager 10 6 Umdrehungen ohne Beschädigung erreichen oder überschreiten. Die statische Tragzahl C 0 ist bei Radiallagern diejenige rein radiale, bei Axiallagern diejenige rein axiale Belastung, welche an einer Berührstelle eine gesamte bleibende Verformung von Wälzkörper und Wälzbahn von 0,01 % des Wälzkörperdurchmessers hinterlässt (entspricht Definition der Elastizitätsgrenze nach DIN 1602). Verformungen derart geringer Größe wirken sich bei normalen Anforderungen nicht nachteilig auf die Laufruhe und die Lebensdauer aus. PD M. Ziaei

28 Lebensdauer Lebensdauer bei einer Lagerlast P C: Aus Versuchen: L C = P p 10 6 Umdrehungen mit p = 3 für Kugellager p= 10/3 für Rollenlager Daraus ergibt sich die Definition der Ermüdungslaufzeit in Betriebsstunden: L h L 10 6 = L h in [h] und n [1/min] 60 n C Der Ausdruck P heißt Tragsicherheit. PD M. Ziaei

29 Axialkräfte

30 Lageranordnung

31 Lageranordnung Fest-Loslager- Anordnung Stützlagerung PD M. Ziaei

32 Lageranordnung

33 Passungen

34 Schleifende Dichtungen

35 Nichtschleifende Dichtungen

36 Schmierung Fette, Öle und Festschmierstoffe erfüllen im Wälzlager folgende Aufgaben: 1- Verhinderung oder Verminderung von Verschleiß an Kontaktstellen mit gleitenden Bewegungsanteilen, 2- Abbau von Spannungsspitzen und zusätzlichen Reibungsschubspannungen an der Oberfläche der Wälzkontakte, die zu vorzeitiger Ermüdung führen können, 3- Korrosionsschutz und Kühlung, indem sie die Abfuhr der Verlustleistung aus dem Lager unterstützen (nur mit Ölen bei ausreichender Durchströmung möglich) PD M. Ziaei

37 Schmierung