Vorbesprechung Übung 3a: Wälzlagerung

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1 Vorbesprechung Übung 3a: Wälzlagerung Januar 2009 Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) Institutsleitung: Prof. Dr.-Ing. Vortrag: Dipl.-Ing. Alexander Monz Übung 3a 1/42

2 Gliederung der Vorbesprechung zur Übung 3a: Teil A: Allgemeines zu Lagern (PowerPoint) 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordnungen 3. Lagerfestlegung 4. Schmierung und Dichtung Teil B: Tipps zur Konstruktion 3a (Folien Overhead) Gliederung Vorbesprechung 3a 2/42

3 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 3/42

4 Aufgaben der Wälzlagerung Relativbewegungen zwischen bewegten und stillstehenden Teilen ermöglichen (z.b. Rotation von Wellen) Radial- und Axialkräfte aufnehmen Freiheitsgrade beschränken (z.b. axiale Festlegung) Aufgaben der Lagerung 4/42

5 Grundlagen Arten der Bewegung: Rollen Gleiten ( µ Roll < µ Gleit < µ Haft ) Arten der Berührung: Punktberührung Linienberührung Ausführliche Behandlung der Grundlagen in der Vorlesung! Aufgaben der Lagerung 5/42

6 Beispiele für Linearführungen 6/42

7 Beispiele für Wellenlager 7/42

8 Übersicht Aufbau Aufgaben der Lagerung 8/42

9 Übersicht Arten (nach Form des Wälzkörpers) Kraftrichtung (nach Richtung der Kraftaufnahme) Aufgaben der Lagerung 9/42

10 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 10/42

11 Festlager: - radiale Führung und axiale Führung in beide Richtungen Loslager: - nur radiale Führung - keine Axialkraftaufnahme; axial frei Wärmedehnungen oder Herstellabweichungen führen nicht zu Verspannungen Eigenschaften Fest Los Lagerung 11/42

12 Fest Los Lagerung (realisiert mit Rillenkugellager und Zylinderrollenlager) Fest - Los - Lagerung 12/42

13 Fest Los Lagerung (realisiert mit Rillenkugellagern) Fest Los Lagerung 13/42

14 Fest Los Lagerung (realisiert mit Rillenkugellagern) Fest Los Lagerung 14/42

15 Lagerung einer Welle (realisiert mit Rillenkugellagern) Beispiel für eine Fest - Los Lagerung 15/42

16 Lagerung eines Planeten auf dem Steg (realisiert mit zwei Zylinderrollenlagern) Beispiel Fest-Los-Lagerung für Planeten 16/42

17 NU N NJ Typen von Zylinderrollenlagern 17/42

18 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 18/42

19 Angestellte Lagerung in X - Anordnung Realisiert mit zwei angestellten Kegelrollenlagern Spielfrei Quelle: X-Anordnung 19/42

20 beide Lager führen nach jeweils einer Seite Spielfreiheit möglich axiale Zusatzkräfte aus Radialkräften aufgrund des Druckwinkels: Druckwinkel ist der Winkel zwischen der Radialebene und der Wirkungslinie der Wälzkörperbelastung bei Wärmedehnung axiale Verspannung bzw. Lockerung der angestellten Lagerung möglich Eigenschaften Angestellte Lagerung 20/42

21 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 21/42

22 Angestellte Lagerung in O - Anordnung Realisiert mit zwei angestellten Kegelrollenlagern Spielfrei Quelle: O-Anordnung 22/42

23 Hinterachse eine LKW Getriebes Beispiel von X- und O- Anordnung 23/42

24 Angestellte Lagerungen als Kegelrollenlager und Schrägkugellager Beispiel verschied. X-Anordnungen 24/42

25 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 25/42

26 Lagerung Spielfrei - Fest - Los Realisiert mit X-Anordnung zweier angestellter Schrägkugellagern und einem Zylinderrollenlager Spielfrei (axial) spielfreies Festlager Loslager 26/42

27 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 27/42

28 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 28/42

29 Absatz Absatz Deckel und Passscheibe Sicherungsring (Festlager: mit Passscheibe Loslager: ohne Passscheibe) axiale Festlegung auf der Welle mit Absatz und Sicherungsring im Gehäuse mit Absatz und Deckel (Passscheibe) Axiale Festlegung 29/42

30 Deckel mit Luft Absatz Absatz Wellenmutter mit Sicherungsblech axiale Festlegung auf der Welle mit Absatz und Wellenmutter im Gehäuse mit Absatz und Deckel (Luft) Axiale Festlegung 30/42

31 Deckel mit Passscheibe Hülse Absatz Abschlussscheibe und Luft axiale Festlegung auf der Welle mit Absatz und Abschlussscheibe im Gehäuse mit Absatz und Deckel (Passscheibe) 31/42

32 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 32/42

33 Radiale Festlegung von Lagern Die Vorgabe, welcher Lagerring festgelegt werden muss, ist durch die Art der auf den jeweiligen Ring wirkenden Last bestimmt. Definition: Punktlast: Umfangslast: Lagerring mit Punktlast steht relativ zur Last still Lagerring mit Umfangslast bewegt sich relativ zur Last Zu wählende Passungen: Bei Punktlast: Schiebesitz zulässig Bei Umfangslast: Festsitz ( Ring hat sonst die Tendenz in Umfangsrichtung zu wandern, was zu Passungsrost führt ) Radiale Festlegung 33/42

34 Innenring: Außenring: Umfangslast Punktlast Innenring: Außenring: Punktlast Umfangslast Beispiele für Umfangs- und Punktlasten 34/42

35 Innenring: Außenring: Punktlast Umfangslast Innenring: Außenring: Umfangslast Punktlast Beispiele für Umfangs- und Punktlasten 35/42

36 Übliche Toleranzen für die Radiale Festlegung von Lagern (ME1, Abb.14.51, S.619) Radiale Toleranzen 36/42

37 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordungen a) Fest-Los-Lagerung b) Spielfreie Lagerung X-Anordnung O-Anordnung Spielfrei Fest Los c) Schwimmende Lagerung 3. Lagerfestlegung Axial Radial 4. Schmierung und Dichtung Gliederung Teil A 37/42

38 Aufgaben der Schmierung: Trennung der bewegten Oberflächen, um Verschleiß zu vermindern Wärme abführen Korrosion verhindern etc. -Fette: leichtes Abdichten Schutz gegen Verunreinigungen von außen -Öle: bessere Wärmeabführung höhere Drehzahlen und Temperaturen möglich leichtere Schmierstoffverteilung (Eindringen des Öls in das Lager) Schmierung der Lager 38/42

39 Statische Dichtung: O Ring Flüssigdichtung Dynamische Dichtung: Filzring + Spaltdichtung (Fett) Radialwellendichtring RWD + Spaltdichtung (Öl) Konstruktive Maßnahmen: Nuten zur Aufnahme der Filzringe/O-Ringe Feingeschliffene (drallfrei) und gehärtete Flächen für die Dichtlippe auf der Welle Montagefase für den Dichtring am jeweiligen Wellenende evtl. Rücklaufnuten für das Öl vorsehen (Förderwirkung von Kegelrollenlagern!) Dichtung der Lager 39/42

40 Gliederung der Vorbesprechung zur Übung 3a: Teil A: Allgemeines zu Lagern (PowerPoint) 1. Aufgaben der Lagerung 2. Lageranordnungen 3. Lagerfestlegung 4. Schmierung und Dichtung Teil B: Tipps zur Konstruktion 3a (Overhead) weitere Informationen zum Thema Wälzlagerung: Niemann/Winter/Höhn: Maschinenelemente, Band 1, Kapitel 14 CD-ROM zur Vorlesung Maschinenelemente Gliederung 40/42

41 Übung 3a: Stirnradstufe Bild 1: Stirnradwellenlagerung (schematisch) Hinweise zur Konstruktion 41/42

42 Übung 3a: Schneckenstufe Bild 2: Schneckenwellenlagerung (schematisch) Hinweise zur Konstruktion 42/42