Vom kleinen Supermarkt-Trolley bis zu riesigen Kraftwerken, eine große Anzahl von leichten, sowie industrielle Geräte, nicht funktionieren ohne den Einsatz von Lagern in irgendeiner Form.
Lager sind ein entscheidender tribologischer Bestandteil vieler Maschinentypen und existieren in einer Vielzahl von Formen und Formen. Sie können als Maschinenelement definiert werden, das nur eine bestimmte Art von Bewegung (Einschränkung der Freiheitsgrade) in einem System unterstützt/zulässt, das unter statischer oder dynamischer Belastung steht.
Ein Beispiel ist eine Schiebetür. Die Tür kann nicht angehoben oder von ihrer Stelle entfernt werden. Es erlaubt nur Schieben, um es zu öffnen. Die mögliche Bewegung ist auf Gleitbewegungen durch Lager beschränkt.
Inhaltsverzeichnis ausblenden
I Was ist der Zweck von Lagern?
II Wälzlager
III Kugellager
IV-Rollenlager
V Gleitlager
VI-Flüssigkeitslager
VII Magnetlager
Was ist der Zweck von Lagern?
Der Hauptzweck der Lager ist es, direkten Metall-Metall-Kontakt zwischen zwei Elementen zu verhindern, die sich in relativer Bewegung befinden. Dies verhindert Reibung, Wärmeentwicklung und letztlich Verschleiß von Teilen. Außerdem wird der Energieverbrauch reduziert, da die Gleitbewegung durch reibungsarmer Rolling ersetzt wird.
Sie übertragen auch die Last des Drehelements auf das Gehäuse. Diese Last kann radial, axial oder eine Kombination aus beiden sein. Ein Lager schränkt auch die Bewegungsfreiheit beweglicher Teile in vordefinierte Richtungen ein, wie oben beschrieben.
Wälzlager
Wälzlager enthalten Wälzkörper in Form von Kugeln oder Zylindern. Wir wissen, dass es einfacher ist, ein Rad zu Rollen, als es auf dem Boden zu schieben, da die Rollreibung geringer ist als die Gleitreibung. Das gleiche Prinzip ist hier in Arbeit. Wälzlager werden verwendet, um die freie Bewegung von Teilen in Rotationsbewegung zu erleichtern.
Selbst wenn wir lineare Bewegung in Anwendungen benötigen, ist es einfach, Rotationsbewegung in Gleitbewegung umzuwandeln. Eine Rolltreppe oder ein Förderband ist in Betracht zu ziehen. Obwohl die Bewegung linear ist, wird sie von Rollen angetrieben, die von Motoren angetrieben werden.
Ein weiteres Beispiel ist eine Hubpumpe, die mit Hilfe von Gestängen Rotationsenergie aus einem Motor in Translationsbewegung umwandeln kann. In jeder dieser Anwendungen werden Kugellager zur Unterstützung von Motorwellen sowie Wellen anderer Rollen in der Baugruppe verwendet.
Rollende Elemente tragen die Last ohne große Reibung, da die Gleitreibung durch Rollreibung ersetzt wird. Wälzlager können in zwei Haupttypen unterteilt werden: Kugellager und Wälzlager.
Kugellager
Kugellager sind eine der am häufigsten verwendeten Lagerklassen. Es besteht aus einer Reihe von Kugeln als rollende Elemente. Sie sind zwischen zwei ringförmigen Metallstücken eingeklemmt. Diese Metallteile werden als Rassen bezeichnet. Der innere Laufring kann sich frei drehen, während der äußere Laufring steht.
Kugellager bieten eine sehr geringe Reibung beim Walzen, haben aber eine begrenzte Tragfähigkeit. Dies liegt an der kleinen Kontaktfläche zwischen den Kugeln und den Rennen. Sie können neben radialen Lasten in zwei Richtungen axiale Lasten tragen.
Kugellager werden zur Steuerung der Schwingungs- und Drehbewegung eingesetzt. Bei Elektromotoren, bei denen die Welle frei rotieren kann, das Motorgehäuse jedoch nicht, werden Kugellager verwendet, um die Welle mit dem Motorgehäuse zu verbinden.
Je nach Anwendung stehen verschiedene Arten von Kugellagern zur Auswahl.
Vorteile von Kugellagern:
Gute Verschleißfestigkeit
Nicht viel Schmierung benötigen
Sorgen für geringe Reibung, somit wenig Energieverlust
Lange Lebensdauer
Einfach zu ersetzen
Kleine allgemeine Abmessungen
Vergleichsweise günstig
Kann Drucklasten bewältigen
Nachteile von Kugellagern:
Kann durch Stöße brechen
Kann ziemlich laut sein
Kann große Gewichte nicht verarbeiten
Kugellager Mit Tiefer Nut
Kugellager mit tiefer Nut
Kugellager mit tiefer Nut sind die am häufigsten verwendeten Kugellager. Zwischen den beiden Rassen ist ein Ring von Kugeln, die die Last übertragen und ermöglicht Rotationsbewegung zwischen den beiden Rassen gefangen. Die Kugeln werden durch einen Halter gehalten.
Sie haben eine sehr geringe Rollreibung und sind für geringe Geräusche und geringe Vibrationen optimiert. Damit sind sie ideal für Hochgeschwindigkeitsanwendungen.
Sie sind vergleichsweise einfach zu installieren und erfordern nur minimalen Wartungsaufwand. Beim Einbau ist darauf zu achten, dass die Laufringe nicht verbeulen, da sie auf die Wellen geschoben werden müssen.
Holen Sie sich Ihr Angebot für die Metallherstellung in Sekunden
Symbol
Zitat in Sekunden
Symbol
Kurze Lieferzeiten
Symbol
Lieferung durch Fractory
Angebot anfordern
Schrägkugellager
Schrägkugellager
Bei diesem Kugellager werden die inneren und äußeren Laufringe zueinander entlang der Lagerachse verschoben. Schrägkugellager sind für größere Mengen axialer Lasten in beiden Richtungen zusätzlich zu radialen Lasten ausgelegt.
Durch die Verschiebung in den inneren und äußeren Laufringen kann die axiale Belastung durch das Lager auf das Gehäuse übertragen werden. Dieses Lager ist für Anwendungen geeignet, bei denen eine starre axiale Führung erforderlich ist.
Schrägkugellager werden in landwirtschaftlichen Geräten, Automobilen, Getrieben, Pumpen und anderen Hochgeschwindigkeitsanwendungen, wie CNC-Bearbeitungswerkzeug-Spindeln, weit verbreitet.
Selbstausrichtende Kugellager
Selbstausrichtender Kugellager
Diese Art von Kugellager ist unempfindlich gegen Fehlausrichtung zwischen Welle und Gehäuse, die aufgrund von Wellendurchbiegung oder Montagefehlern auftreten kann.
Der innere Ring hat tiefe Nuten, ähnlich wie die Kugellager mit tiefen Nuten, gefolgt von zwei Reihen Kugeln und dem äußeren Ring. Der äußere Ring hat eine konkave Form und dies gibt dem inneren Ring etwas Freiheit, sich je nach Fehlausrichtung neu zu ordnen.
Axial-Kugellager
Axialkugellager
Axialkugellager sind eine spezielle Art von Kugellagern, die speziell für axiale Lasten entwickelt wurden. Sie können radiale Belastungen überhaupt nicht ertragen.
Axialkugellager weisen einen geräuscharmen, gleichmäßigen Betrieb auf und sind für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet.
Sie sind als ein- oder Zweirichtungslager erhältlich und die Auswahl hängt davon ab, ob die Last unidirektional oder bidirektional ist.
Wann sollten Sie Kugellager verwenden?
Lassen Sie uns also einige der Arbeitsbedingungen, die ein Kugellager erfordern können, skizzieren.
Drucklasten vorhanden. Die Konstruktion der Kugellager macht sie in der Lage, axialen Belastungen standzuhalten.
Keine schweren Lasten. Durch kugelförmige Wälzkörper konzentrieren die Lager die gesamte Kraft auf wenige Berührungspunkte. Dies kann zu einem frühzeitigen Ausfall bei hohen Lasten führen.
Hohe Geschwindigkeiten. Der kleine Berührungspunkt des Kugellagers bedeutet auch weniger Reibung. So gibt es weniger Widerstand zu überwinden und somit ist es einfacher, hohe Geschwindigkeiten mit diesen Lagertypen zu erreichen.
Rollenlager
Wälzlager enthalten anstelle von Kugeln zylindrische Wälzkörper als tragende Elemente zwischen den Laufringen. Ein Element wird als Rolle angesehen, wenn seine Länge länger als sein Durchmesser ist (auch wenn es nur geringfügig ist). Da sie in geradem Kontakt mit den inneren und äußeren Laufringen stehen (statt wie bei Kugellagern in Punktkontakt), können sie eine größere Belastung tragen.
Wälzlager sind auch in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Der geeignete Typ kann ausgewählt werden, nachdem Art und Umfang der Belastung, Betriebsbedingungen und die Möglichkeit einer Fehlausrichtung unter anderem berücksichtigt wurden.
Vorteile der Wälzlager:
Einfache Wartung
Geringe Reibung
Kann hohe radiale Belastungen aufnehmen
Kegelrollenlager können hohen axialen Belastungen standhalten
Hohe Genauigkeit
Dient zum Einstellen der axialen Verschiebung
Geringe Vibrationen
Nachteile der Wälzlager:
Laut
Ziemlich teuer
Zylinderrollenlager
Zylinderrollenlager
Zylinderrollenlager sind die einfachsten Wälzlager der Familie. Diese Lager können den Herausforderungen einer starken radialen Belastung und hohen Geschwindigkeit ausgesetzt sein. Sie bieten außerdem eine ausgezeichnete Steifigkeit, axiale Lastübertragung, geringe Reibung und lange Betriebsdauer.
Die Tragfähigkeit kann durch den Einsatz von Käfigen oder Halterungen, die normalerweise für die Aufnahme der zylindrischen Rollen vorhanden sind, weiter erhöht werden. Dadurch können weitere Rollen zum Tragen der Last eingesetzt werden.
Sie sind als einreihige, zweireihige und vierreihige Ausführungen erhältlich. Sie kommen auch in Split und Sealed Varianten.
Split-Varianten werden für schwer zugängliche Bereiche wie z. B. Kurbelwellen des Motors verwendet. Bei abgedichteten Varianten wird die Lagerkontamination verhindert und der Schmierstoff bleibt erhalten, was eine wartungsfreie Option darstellt.
Kugelförmige Rollenlager
Pendelrollenlager
Schwere radiale und axiale Lasten können eine größere Herausforderung darstellen, wenn die Welle zu einer Fehlausrichtung neigt.
Diese Situation kann mit Pendelrollenlagern sehr gut gehandhabt werden. Pendelrollenlager haben eine hohe Tragfähigkeit und können eine Fehlausrichtung zwischen Welle und Gehäuse bewältigen. Das senkt die Wartungskosten und verbessert die Lebensdauer.
Kugelförmige Lagerbahnen sind schräg zur Lagerachse geneigt. Anstelle von geraden Seiten haben die Walzen kugelförmige Seiten, die auf die kugelförmigen Laufbahnen passen und kleine Fehlausrichtungen aufnehmen.
Pendelrollenlager haben eine Vielzahl von Anwendungsfällen. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, in denen schwere Lasten, mittlere bis hohe Geschwindigkeiten und mögliche Fehlausrichtungen auftreten. Beispiele sind Geländefahrzeuge, Pumpen, mechanische Ventilatoren, Schiffsantrieb, Windkraftanlagen, Und Getriebe.
Kegelrollenlager
Kegelrollenlager
Das Kegelrollenlager enthält als Lastaufnahmeelement Teile eines Konus. Diese Rollen passen zwischen die beiden Races, die auch Abschnitte eines Hohlkegels sind. Wenn die Laufräder und die Achsen der Rollen verlängert würden, würden sie alle an einem gemeinsamen Punkt treffen.
Kegelrollenlager sind für höhere axiale Belastungen als radiale Lasten ausgelegt. Je größer der Halbwinkel dieses gemeinsamen Kegels, desto mehr axiale Belastung kann er ertragen. Sie arbeiten somit sowohl als Axiallager als auch als Radiallager.
Kegelrollenlager werden in Rücken-Rücken-Paaren eingesetzt, so dass die Axialkräfte in beiden Richtungen gleichmäßig abgestützt werden können.
Nadellager
Nadellager
Nadellager ist eine spezielle Art von Wälzlager, die zylindrische Rollen, die Nadeln wegen ihres kleinen Durchmessers ähneln hat.
Normalerweise ist die Länge der Rollen in den Wälzlagern nur geringfügig größer als ihr Durchmesser. Bei Nadellagern übersteigt die Länge der Rollen ihren Durchmesser um mindestens das Vierfache.
Da Nadellager einen kleineren Durchmesser haben, können mehr Rollen in den gleichen Raum passen, was die Oberfläche in Kontakt mit den Laufringen vergrößert. Sie sind somit in der Lage, hohe Lasten zu bewältigen. Die geringe Größe kann sich auch bei Anwendungen mit begrenztem Platzangebot als hilfreich erweisen, da sie kleinere Abstände zwischen Achse und Gehäuse erfordern.
Nadellager werden in Automobilkomponenten wie Getriebe und Kipphebeldrehungen verwendet. Sie werden auch in Kompressoren und Pumpen eingesetzt.
Axialrollenlager
Schnittansicht eines Zylinderrollendrucklagers
Axialrollenlager sind für hohe axiale Belastungen ausgelegt und mit drei Typen von Rollen erhältlich: Zylindrisch, konisch und kugelförmig. Diese Lager bieten eine hohe axiale Steifigkeit und sind für schwere Lasten gut geeignet.
Zylinderrollenlager haben eine gute axiale Tragfähigkeit und sind relativ billig. Diese Lager sollten vermieden werden, wenn radiale Lasten vorhanden sind. Im Vergleich zu Axialkugellagern verschleißen sie aufgrund der höheren Reibung schneller. Sie sind aufgrund des Differentialschiebeens der Rollen nicht für hohe Geschwindigkeiten geeignet.
Axiallager mit Kegelrollenlager können eine leichte Exzentrität tolerieren, die während des Betriebs zwischen Welle und Gehäuse auftritt. Es gibt keinen wirklichen Unterschied zwischen Kegelrollenlager und Kegelrollenlagern, und die Menge der axialen Lasten, die diese Lager neben radialen Lasten tolerieren können, hängt von den Halbwinkeln der Kegel ab. Sie können aufgrund der größeren Kontaktfläche größere Drucklasten als Axiallager tragen, sind aber teurer in der Herstellung.
Pendelrollenlager sind so ausgelegt, dass sie schwere axiale Lasten in eine Richtung aufnehmen und auch einige radiale Lasten aufnehmen können. Sie sind selbstausrichtend und dadurch von Montagefehler und Wellendurchbiegung unberührt.
Wann sollten Sie Wälzlager verwenden?
Wälzlager sind die häufigste Alternative zu Kugellagern. Lassen Sie uns also feststellen, welche Art von Arbeitsbedingungen für diese Art von Lager am besten geeignet sind.
Schwere Lasten. Wälzlager bieten einen wesentlich größeren Kontaktbereich, der die Last gleichmäßiger verteilt. Sie sind daher weniger anfällig für Ausfälle und können hohen Kräften standhalten.
Niedrigere Geschwindigkeiten. Dies wiederum kommt auf den Kontaktbereich an. Es gibt mehr Reibung, die zu einer höheren Temperaturerzeugung und schnellerem Verschleiß führen kann.
Gleitlager
Gleitlager
Ein Gleitlager ist die einfachste Art von Lager. Sie besteht meist nur aus einer Lagerfläche. Es sind keine rollenden Elemente vorhanden.
Das Lager ist im Grunde eine Hülse auf der Welle montiert und es passt in die Bohrung, so wird es manchmal als Gleitlager bezeichnet. Gleitlager sind kostengünstig, kompakt und leicht. Sie haben eine hohe Tragfähigkeit.
Gleitlager werden für Drehbewegungen, Gleitbewegungen, Hubbewegungen oder Schwingbewegungen verwendet. Das Lager bleibt fest, während der Lagerzapfen auf der Innenfläche des Lagers gleitet. Um eine reibungslose Bewegung zu ermöglichen, werden Materialpaare mit niedrigen Reibungskoeffizienten ausgewählt. Verschiedene Arten von Kupferlegierungen sind zum Beispiel ziemlich häufig.
Dieses Lager kann einige Fehlausrichtungen, multidirektionale Bewegungen aufnehmen und ist sowohl für statische als auch für dynamische Lasten geeignet. Gleitlager werden in der Landwirtschaft, der Automobilindustrie, der Schifffahrt und der Bauindustrie eingesetzt.
Der Kolbenbolzen, der den Kolben mit der Pleuelstange bei Dieselmotoren verbindet, ist durch ein Gleitlager verbunden.
Radiales KugelGleitlager
Das Pendellager ist auch ein Gleitlager, obwohl es aus 2 Teilen besteht - dem inneren und dem äußeren Ring. Obwohl es von Anfang an ähnlich aussieht wie Kugel- und Rollenlager, haben sie keine Rollelemente zwischen den beiden Ringen.
Flüssigkeitslager
Öllager
Die Lager sind auf unter Druck stehendes Gas oder Flüssigkeit angewiesen, um die Last zu tragen und Reibung zu vermeiden. Diese Lager werden verwendet, um metallische Lager in Anwendungen zu ersetzen, in denen sie neben hohen Geräuschen und Vibrationen eine kurze Lebensdauer hätten.
Sie werden auch zunehmend zur Kostensenkung eingesetzt. Fluidlager werden in Maschinen eingesetzt, die mit hohen Geschwindigkeiten und Lasten arbeiten. Während die Anfangskosten höher sind, macht die längere Lebensdauer unter schwierigen Bedingungen dies auf längere Sicht wieder wehaus.
Bei laufendem Betrieb der Maschine besteht zwischen den beiden Elementen kein Kontakt (außer beim Start und Stopp), so dass bei den Flüssigkeitslagern nahezu kein Verschleiß erreicht werden kann.
Die Flüssigkeitslager werden in zwei Typen eingeteilt: Hydrostatische und hydrodynamische Lager.
Hydrostatische Lager
Bei dieser Art wird ein extern unter Druck stehendes Fluid zwischen zwei Elementen in relativer Bewegung gezwungen. Die Druckflüssigkeit bildet einen Keil zwischen den beweglichen Teilen und hält sie auseinander. Die Flüssigkeitsschicht kann sehr dünn sein, aber solange es keinen direkten Kontakt gibt, wird es keinen Verschleiß geben.
Die Flüssigkeit wird mittels einer Pumpe zirkuliert. Der Durchmesser der Austrittsöffnung kann eingestellt werden, um sicherzustellen, dass die Flüssigkeit bei allen Wellengeschwindigkeiten und Lasten immer unter Druck steht. So ist eine präzise Spaltkontrolle möglich.
Hydrodynamische Lager
Bei diesem Lagertyp wird die Bewegung des Lagerzapfens verwendet, um das Öl zwischen Welle und Gehäuse zu zwingen. Die Bewegung des Lagerzapfens saugt die Schmierflüssigkeit zwischen den beweglichen Teilen an und erzeugt einen konstanten Keil.
Dies bedeutet jedoch, dass die Keilbildung während des Start-Stopp-Zuges sowie bei niedrigen Lasten und Geschwindigkeiten nicht gut genug ist, um Verschleiß zu verhindern. Nur bei konstruierten Geschwindigkeiten funktioniert das System genau nach Bedarf.
Magnetlager
Magnetlager
Magnetlager nutzen das Konzept der magnetischen Schwebung, um die Welle in der Luft zu halten. Da kein physischer Kontakt besteht, sind Magnetlager verschleißfreie Lager. Es gibt auch keine Begrenzung für die maximale Menge an relativer Geschwindigkeit, die es verarbeiten kann.
Magnetlager können auch einige Unregelmäßigkeiten in der Wellenkonstruktion aufnehmen, da die Position der Welle automatisch auf der Grundlage ihres Massemittelpunkts eingestellt wird. So kann es auf eine Seite versetzt werden, aber es wird immer noch genauso zufriedenstellend funktionieren.
Sie werden in zwei Arten eingeteilt: Aktive und passive Magnetlager.
Aktive Magnetlager
Aktive Magnetlager verwenden Elektromagnete um die Welle herum, um ihre Position zu halten. Wenn eine Positionsänderung von Sensoren aufgenommen wird, passt das System die Menge des Stroms an, der dem System zugeführt wird, und bringt den Rotor in seine ursprüngliche Position zurück.
Passives Magnetlager
Passive Magnetlager verwenden Permanentmagnete, um ein Magnetfeld um die Welle zu halten. Das bedeutet, dass keine Stromversorgung erforderlich ist. Das System ist jedoch aufgrund von Einschränkungen schwierig zu entwerfen, da diese Technologie noch in ihren frühen Stadien steht.
In vielen Fällen können die beiden Arten von Magnetlagern im Tandem verwendet werden, wo die Permanentmagnete die statische Belastung bewältigen, während die Elektromagnete verwendet werden, um die Position mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu halten.
Geprüfter Lieferant 
