RZ_Titel Katalog A4+1,7 - NTN

Transcrição

15:31 Uhr
Seite 1
SNR Group
24.08.2005
Wälzlagertechnik
RZ_Titel Katalog A4+1,7
Wälzlagertechnik
Bearing technology
Technologie du roulement
Tecnologia del rodamiento
File.TC03D
http://www.snr.de
16.06.2005
15:50 Uhr
Seite 1
Bearing technology
Wälzlagertechnik
Liste des produits standards
Standard product listing
Liste der Standardprodukte
Lista de productos estándar
SNR - Group
RZ_intercalaires-DT A4
16.06.2005
15:50 Uhr
Seite 3
Bearing technology
Wälzlagertechnik
SNR - Group
RZ_intercalaires-DT A4
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 1
Wälzlagerauswahl
3 – 40
Rillen- und Schrägkugellager
Vierpunktlager
Pendelkugellager
Zylinder-, Kegelrollenlager
Pendelrollenlager
4 – 13
14 – 15
16 – 17
18 – 28
29 – 32
Allgemeine Hinweise
Wälzlagerarten
Abmessungen und Kennzeichnung
Wälzlagertechnologie
Eigenschaften von Wälzlagern
Bestandteile des Wälzlagers
Lebensdauer
Nominelle Lebensdauer
Statische Tragzahl
Reibung und Grenzdrehzahl
Reibung
Grenzdrehzahl
Befestigung und Wälzlagerluft
Befestigung der Wälzlager
Sitz der Wälzlager
Schmierung
Fettschmierung
Ölschmierung
Montage und Wartung
Ein- und Ausbau von Wälzlagern
Wartung
Anhang und Index
Anhang
Index der verwendeten Variablen
Liste der Standardprodukte
Axialkugel- und Axialpendelrollenlager
Gehäuselagereinheiten
SNR-Premier Wälzlager
Zubehör
33 – 38
38
39
40
Normen und Austauschbarkeit
Lagertoleranzen
54 – 55
56 – 67
Abdeckung und Abdichtung
80 – 86
43 – 67
44 – 47
48 – 53
69 – 86
70 – 74
75 – 79
89 – 111
90 – 97
98 – 100
Modifizierte nominelle Lebensdauer
100 – 111
113 – 115
Wälzlagerauswahl
Allgemeine
Hinweise
Lebensdauer
Reibung
und
Grenzdrehzahl
114
115
117 – 142
118 – 121
122 – 131
1
Radialluft von Radiallagern
132 – 138
Axialluft von Schrägkugel- und Kegelrollenlagern 139 – 142
Befestigung
und
Wälzlagerluft
145 – 157
147 – 153
154 – 156
159 – 169
160 – 164
165 – 169
171 – 177
172 – 176
177
LubSolid
157
Schmierung
Montage
und
Wartung
Anhang
und
Index
Lagertabellen
1
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 2
VORWORT
Der vorliegende technische SNR-Katalog wurde für Sie als Hilfsmittel erstellt für:
• die Darstellung der SNR-Wälzlager und ihrer Eigenschaften.
• die Vorauswahl des für die vorliegende Anwendung geeignetenWälzlagers und
die Berechnung der Lebensdauer.
• die Wahl der Befestigung und der Einstellung der ausgewählten Wälzlager sowie
deren Wartung.
Dieser technische Katalog ist die Grundlage des Dialoges zwischen Ihnen und
der SNR WÄLZLAGER GmbH. Die Vertriebs- und Anwendungsingenieure von SNR
stehen Ihnen gerne zur Verfügung, um die im Katalog enthaltenen Informationen zu
erläutern, Sie weitergehend zu beraten und Empfehlungen zur Wälzlagerauswahl und
-montage für Ihre spezifische Anwendung zu geben.
Darüber hinaus ist SNR in der Lage, bei Vorliegen der entsprechenden wirtschaftlichen
bzw. technischen Bedingungen SNR-Wälzlager spezifisch an Ihre Bedürfnisse anzupassen
oder auch vollständig neu zu entwickeln.
SNR hat sich zum Ziel gesetzt, die Fortschritte, die in den letzten Jahren im Bereich der
Werkstoffe, der Bearbeitungsqualität sowie der immer tieferen Kenntnis der dynamischen
Vorgänge im Inneren eines Wälzlagers zum Nutzen seiner Kunden konsequent umzusetzen.
Das Ergebnis ist die Kreation der Programmreihe SNR Premier.
Mit den SNR Premier Pendelrollenlagern beinhaltet dieser Katalog die erste Bauart
unserer Standardwälzlager, die entsprechend der neuen Erkenntnisse optimiert wurden.
Es ist unser Ziel, nach und nach alle SNR Standardwälzlager auf die neue Qualität
SNR Premier umzustellen.
Um die optimale Leistungsfähigkeit eines SNR-Wälzlagers sicherzustellen, sollten Sie die
allgemeinen Hinweise des vorliegenden technischen Kataloges berücksichtigen und die für
die jeweilige Lagerauswahl geltenden Betriebs- und Umgebungsbedingungen einhalten.
Die Beratung der SNR Wälzlager GmbH erstreckt sich ausschließlich auf die Funktion des
Wälzlagers. Für die Funktion der Maschine oder Anlagenkomponente, in die es eingebaut
wird, ist in jedem Fall der jeweilige Hersteller verantwortlich.
SNR übernimmt keine Haftung für trotz aller Sorgfalt bei der Erstellung des
technischen Kataloges auftretende Fehler oder Auslassungen.
Wir behalten uns vollständige oder teilweise Änderungen an Produkten und Daten im vorliegenden Dokument
im Rahmen unserer kontinuierlichen Forschungs- und Entwicklungsarbeit ohne vorherige Mitteilung vor.
Der vorliegende technische Katalog macht das Dokument TN04 ungültig und ersetzt es vollständig.
SNR Copyright International 2004
2
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
8:19 Uhr
Wälzlagerauswahl
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
1-11
1-12
1-13
Seite 3
3 – 40
1
Wälzlagerauswahl
Rillenkugellager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 – 6
Schrägkugellager, einreihig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 – 10
Schrägkugellager, zweireihig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 – 13
Vierpunktlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 – 15
Pendelkugellager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 – 17
Zylinderrollenlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 – 21
Kegelrollenlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 – 28
Pendelrollenlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 – 32
Axialkugellager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 – 35
Axialpendelrollenlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 – 38
Gehäuselagereinheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
SNR Premier Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Zubehör . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3
;
;;;;;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 4
;
;;;
1-1
Rillenkugellager
Baureihen
618 619 160
Liste der
Standardwälzlager
60
62
622
63
623
42
64
43
Kennzeichnungen und Abmessungen
■ Abmessungen
B
B
D
D
D
dd
■ Kennzeichnungen siehe Seite 46 ff
4
B
dd
;;;;;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-1
8:19 Uhr
Seite 5
Rillenkugellager
1
Wälzlagerauswahl
Merkmale
■ Käfig der einreihigen Rillenkugellager
Seite 78
Der Standardkäfig besteht aus gestanztem Stahl- oder Messingblech. Alternativ sind verfügbar:
Käfige aus Kunststoff, Phenolharz oder aus massivem bearbeitetem Messing.
■ Käfig der zweireihigen Rillenkugellager
Seite 78
Der Standardkäfig besteht aus Kunststoff.
Das zweireihige Rillenkugellager wird befettet ausgeliefert.
Ausführungen der einreihigen Rillenkugellager
■ Standardabdeckung und -abdichtung
Diese Rillenkugellager können ausgestattet werden mit
- Deckscheiben (Nachsetzzeichen ZZ)
ZZ
- Dichtungen (Nachsetzzeichen EE)
Bei einem Rillenkugellager können Deckscheiben und Abdichtungen kombiniert werden,
beispielsweise eine Dichtung E und eine Deckscheibe Z (Nachsetzzeichen EZ).
Rillenkugellager mit
- einer oder zwei Dichtungen oder zwei Deckscheiben werden mit einem Allzweckfett befettet ausgeliefert
- einer einseitigen Abdeckung durch eine einzige Deckscheibe Z werden unbefettet ausgeliefert
Seite 82
EE
■ Spezialabdichtung und -abdeckung
Seite 84
SNR bietet eine Auswahl von Dichtungen für folgende Einsatzbedingungen an:
- hohe Drehzahlen und Temperaturen
- verstärkte Abdichtung erforderlich
- Filterfunktion unmittelbar am Wälzlager notwendig
- Drehzahlerfassung
SNR entwickelt in Zusammenarbeit mit dem Anwender Spezialdichtungen für Großserienanwendungen.
■ Nut für Sicherungsring
Die Rillenkugellager werden mit oder ohne Ringnut ausgeliefert.
Seite 76
■ Kegelige Bohrung
Genormte Konizität 1/12 (Nachsetzzeichen K).
Diese Rillenkugellager werden normalerweise mit Spannhülsen montiert.
Seite 75
■ Selbsteinstellende Rillenkugellager mit balligem Außenring
Seite 76
■ Abgedichtete Hochtemperatur-Rillenkugellager – Nachsetzzeichen FT150 + FT200
Diese Rillenkugellager gewährleisten einen normalen Betrieb bis 150 °C durch den Einsatz von
entsprechenden Dichtungen, entsprechendem Fett, sowie speziell eingestellter Lagerluft.
■ Hochtemperatur-Rillenkugellager für die Fördertechnik – Nachsetzzeichen F600
Hauptanwendung dieser Rillenkugellager sind Ofenwagenräder. Diese Rillenkugellager sind für den Einsatz bei sehr
hohen Temperaturen (200 °C bis 350 °C) ausgelegt, wobei bestimmte Bedingungen eingehalten werden müssen.
Die Drehzahl sollte niedrig sein (unter 50 U/min) und die Last sollte einen temperaturabhängigen Grenzwert nicht
überschreiten, der stets sehr weit unter der statischen Tragzahl C0 bei Umgebungstemperatur liegt.
Hauptmerkmale:
- spezielle Wärmestabilisierung des Stahls
- Oberflächenbehandlung (eingeschränkte Oxidation und Anhaftung von Schmiermitteln) führt zu Schwarzfärbung
- sehr hoch eingestellte Lagerluft (in der Größenordnung von einigen Zehntel Millimetern)
Sowohl im Trockenbetrieb, als auch mit Spezialschmiermitteln einsetzbar. Bitte wenden Sie sich an SNR.
■ Hochgeschwindigkeits-Rillenkugellager – Nachsetzzeichen HV
■ Niedrigtemperatur-Rillenkugellager – Nachsetzzeichen LT
5
;
;;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-1
8:19 Uhr
Seite 6
Rillenkugellager
Eigenschaften
■ Belastungen und Drehzahlen
Rillenkugellager, einreihig
Einsetzbar für:
- die Aufnahme von Radiallasten
- die Aufnahme von Axiallasten in beiden Richtungen
- hohe Drehzahlen
Rillenkugellager, zweireihig
Einsetzbar für:
- die Aufnahme von größeren Radiallasten
- die Aufnahme von Axiallasten in beiden Richtungen
■ Fluchtungsfehler
Rillenkugellager, einreihig
Diese Wälzlager erlauben Werte zwischen 0,1° und 0,23°, je nach Restspiel des Wälzlagers nach dem Einbau, je
nach Wälzlagerbaureihe und je nach der Höhe der Belastung. Bei einem größeren Fluchtungsfehler empfehlen wir die
Verwendung eines Rillenkugellagers mit Kunststoffkäfig wegen der höheren Flexibilität und Verschleißfestigkeit.
Rillenkugellager, zweireihig
Diese Wälzlager lassen nur sehr geringe Fluchtungsfehler von etwa 0,06° zwischen Welle und Gehäuse zu.
Toleranzen und Lagerluft
■ Toleranzen
Rillenkugellager werden normalerweise in den Toleranzen der Klasse „Normal“ hergestellt.
Einreihige Rillenkugellager können auf Wunsch in den Toleranzklassen 6 oder 5 für alle oder bestimmte
Eigenschaften (Bohrung oder Radialschlag in Toleranz 6 beispielsweise) geliefert werden.
Seite 59
■ Radialluft
Für alle Rillenkugellager der laufenden Produktion gilt die normale Lagerluftgruppe N. Andere Gruppen
werden auf Wunsch geliefert. Für einreihige Rillenkugellager mit kegeliger Bohrung bietet SNR als Standard
eine Lagerluft der Gruppe 3 an, um die größere Reduzierung der Luft durch den Einbau auf konischen Sitz zu
berücksichtigen.
Die Radialluft bewirkt eine Axialluft. Eine vereinfachte Formel ermöglicht die Bestimmung der Größenordnung der
theoretischen Axialluft Ja in Abhängigkeit von der theoretischen Radialluft Jr.
Seite 133
Ja = ( Jr (D-d) / 20 )1/2
Berechnungsgrundlagen
■ Lebensdauer
Seite 92
■ Effektive Radialluft
Seite 135
■ Rillenkugellager mit hoher Axiallast
Die Leistung von Rillenkugellagern, die unter hohen Axiallasten betrieben werden, kann vergrößert werden, indem
die Radialluft erhöht wird, um im Betrieb einen Berührungswinkel zu erzeugen. Die Axiallast Fa darf einen
Mittelwert von 0,5 C0 nicht überschreiten.
In einem solchen Betriebsfall müssen die Lastverhältnisse und die Abmessungen der Rillenkugellager genauer
untersucht werden. Bitte wenden Sie sich an SNR.
■ Lagerungen aus zwei nebeneinanderliegenden Rillenkugellagern
Man berechnet jedes Wälzlagerpaar als einzelnes Wälzlager.
6
;;;;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 7
;;
Schrägkugellager, einreihig
1- 2
1
Baureihen
Wälzlagerauswahl
Liste der
Standardwälzlager
72
73
■ Abmessungen
B
B
DD
dd
aa
Merkmale
■ Käfig
Seite 78
Die Schrägkugellager mit normalen Abmessungen können sowohl mit einem Käfig aus Metall, als auch Kunststoff ausgerüstet sein. Im letzteren Fall beträgt die maximal zulässige Dauertemperatur 120 °C (150 °C Spitzentemperatur).
Schrägkugellager mit großen Abmessungen verfügen über einen Käfig aus bearbeitetem Messing.
■ Berührungswinkel
Schrägkugellager mit normaler Präzision weisen einen Berührungswinkel von 40° auf (Nachsetzzeichen B).
Andere Schrägkugellager weisen einen Berührungswinkel von 30° auf. In diesem Fall hat das Symbol des
Schrägkugellagers kein Nachsetzzeichen B.
■ Nachsetzzeichen
-
A
B
BG
M
MA
MB
R23
Käfig aus Polyamid
Berührungswinkel 40°
Berührungswinkel 40° und normale Lagerpaare ohne Vorspannung
Käfig aus massivem Messing, kugelgeführt
Käfig aus massivem Messing, außenringgeführt
Käfig aus massivem Messing, innenringgeführt
Angabe der Position des maximalen Radialschlags am Innenring
7
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 8
1-2
;
;
RZ_Kap.1-DT
Ausführungen
■ Wälzlagerpaare (Nachsetzzeichen BG)
Die Schrägkugellager der Baureihen 72...BG, 73...BG können paarweise an einer Lagerstelle eingebaut werden.
Sie werden als Einheit gleichermaßen in X, O oder Tandem-Anordnung geliefert.
Anordnung
Stirnseite an
Stirnseite (X)
(Typ DF)
Rückseite an
Rückseite (O)
(Typ DB)
Tandem
(Typ DT)
Merkmale
Diese Anordnung ist als einzelne Lagerstelle zu betrachten.
Ein weiteres Wälzlager ist als zweite Wellenlagerung erforderlich.
Hohe Steifigkeit bei Kippmomenten.
Diese Anordnung kann u. U. wegen des Abstands der Lastangriffspunkte alleine die Wellenlagerung übernehmen.
Bei hoher Axiallast in einer Richtung. Diese Anordnung ist als
einzelne Lagerstelle zu betrachten. Ein weiteres Wälzlager ist
als zweite Wellenlagerung erforderlich.
Andere Ausführungen ermöglichen einen Einbau mit mehr oder weniger Vorspannung (Nachsetzzeichen BGL oder BGO).
Für einen solchen Einsatz empfiehlt sich eine vorhergehende technische Analyse. Auf Wunsch werden diese
Schrägkugellager mit einer Markierung an der Position des maximalen Radialschlag am Innenring versehen.
Die Markierungen der beiden Wälzlager müssen beim Einbau in der gleichen Radialposition sein.
■ Hochgenauigkeitslager
SNR fertigt Schrägkugellager in vier Reihen mit Standardabmessungen 718 - 719 - 70 - 72 und in den Toleranzklassen
ISO 5, 4, 2 sowie in zwei Berührungswinkel-Baureihen: 15° (Nachsetzzeichen C), 25° (Nachsetzzeichen H). Diese Hochgenauigkeitslager halten wir für unsere Kunden in offener und abgedichteter Version sowie als Hybridlager bereit. Nähere
Informationen über Wälzlager für Werkzeugmaschinenspindeln finden Sie im Katalog SNR-Hochgenauigkeitslager.
Eigenschaften
Diese Schrägkugellager sind einsetzbar für:
- die Aufnahme von kombinierten, überwiegend axialen Lasten
Fa / Fr ≥ 1
- die Aufnahme von Lasten in einer Richtung (Einbau mit einem Wälzlagern vom gleichen Typ auf der Gegenseite)
- relativ hohe Drehzahlen
Lagerung mit einem Schrägkugellager
Ein leichter Fluchtungsfehler zwischen Welle und Gehäuse ist zulässig. Der zulässige Wert ist abhängig vom
Betriebsspiel: 0,1° bis 0,15° bei Lagerluft, bis 0,06° bei Vorspannung.
Lagerung mit zwei Schrägkugellagern
In diesem Fall ähnelt der Einbau einem zweireihigen Wälzlager und die zulässigen Fluchtungsfehler sind sehr
gering (etwa 0,06°).
8
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 9
1-2
;
;
;;
RZ_Kap.1-DT
1
Wälzlagerauswahl
■ Toleranzen
Seite 59
Schrägkugellager werden normalerweise in den Toleranzen der Klasse „Normal“ hergestellt.
Einreihige Schrägkugellager können auf Wunsch in den Toleranzklassen 6 oder 5 für alle oder bestimmte
Eigenschaften (Bohrung oder Radialschlag in Toleranz 6 beispielsweise) geliefert werden.
■ Axialluft beim Einbau von zwei separaten Schrägkugellagern
Seite 139
Diese Wälzlager werden immer gegenüberliegend montiert. Die Lagerluft wird durch die Einstellung bei der
Montage festgelegt.
Annäherungsweise wird das Verhältnis zwischen Axialund Radialluft durch folgende Formel ermittelt:
Jr = 0,83 Ja
Schrägkugellager können mit Vorspannung eingebaut werden, wenn man die axiale Steifigkeit einer Anwendung
erhöhen will.
Allerdings wird dadurch die Grenzdrehzahl reduziert. Sie hängt von der Höhe der Vorspannung ab.
Bitte wenden Sie sich an SNR.
Bei einem Einsatz von 2 Schrägkugellagern liegt das Ziel der Lagerlufteinstellung darin, unter Betriebsbedingungen
eine optimale Positionierung von Innenring zu Außenring zu erreichen, um die Anforderungen optimal zu erfüllen
(präziser Rundlauf, Steifigkeit, Schwingungen, Erwärmung, ...). Die Einstellung kann sowohl Axialluft als auch
Vorspannung sein.
Die Bestimmung der optimalen Vorspannung erfolgt auf der Grundlage des Lastenheftes der Anwendung (Steifigkeit,
Präzision, Temperatur, Schwingungen). Sie sollten sich auf jeden Fall an SNR wenden.
Die Einbauverhältnisse und die Lagereinstellung beeinflussen das Betriebsspiel der Anlage. Schrägkugellager der
Baureihe BG haben normalerweise nach dem Einbau eine reduzierte Restluft.
Last
■ Axialluft eines Lagerpaares BG
de
Die Axialluft eines Lagerpaares (Anordnung X oder O)
wird durch die Lagedifferenz de von Innenring zu Außenring
definiert.
de
Lagedifferenz de
in μm
Wälzlagerbohrung
von:
bis:
10
35
55
85
115
30
50
80
110
180
8
8
11
17
20
-
19
20
23
29
32
Die Axialluft nach dem Einbau wird folgendermaßen berechnet:
- theoretische mittlere Axialluft:
2 de
- radiale Reduzierung der Luft durch Presspassungen:
Δ Jr
- mittlere Axialluft nach dem Einbau:
Seite 135
Ja = 2 de - ( Δ Jr / 0,83 )
Durch die Verwendung dieser Formel zur Berechnung der wahrscheinlichen Toleranzen erhält man einen
Mindestwert der Lagerluft nahe Null für einen herkömmlichen Einbau (Welle mit Presspassung j6/k6,
Gehäuse mit Spielpassung H7/J7).
9
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 10
1-2
;
;
RZ_Kap.1-DT
■ Lebensdauer
Seite 92
■ Welle auf zwei einzelnen Schrägkugellagern gelagert
Äquivalente dynamische Belastung
Das axiale Gleichgewicht der Welle hängt nicht nur von den äußeren Belastungen auf die Welle ab,
sondern auch von den durch Radiallasten auf die Wälzlager induzierten Kräften.
Seite 97
Äquivalente statische Belastung
Der gültige Wert P0 ist der größere Wert, den man aus den
beiden folgenden Formeln errechnet:
Seite 98
P0 = Fr
P0 = 0,5 Fr + 0,26 Fa
■ Welle, bei der ein Lager aus einem Wälzlagerpaar der Baureihen
72...BG oder 73...BG besteht
Das Lagerpaar betrachtet man als einzelnes zweireihiges Schrägkugellager,
dessen Lastangriffspunkt in der Mitte zwischen den jeweiligen Lastangriffspunkten C und D liegt.
Eine solche Wellenlagerung ist überbestimmt (3 Lastangriffspunkte: E, C, D)
und kann nur annähernd mit einer Lagerung mit zwei Lagern
(Lastangriffspunkte E und O) verglichen werden, falls der Abstand von C und D
kleiner als L/5 ist und die Steifigkeit der gesamten Baugruppe ausreichend
ist (Fluchtungsfehler < 0,06°).
In allen anderen Fällen sollten Sie sich an SNR wenden.
C
O
D
E
L
C
O D
E
L
C
O
D
E
L
■ Äquivalente dynamische Belastung von Lagerpaaren (ISO 281)
Einbau in O oder X Anordnung
Einbau in Tandem Anordnung
P = Fr + 0,55 Fa
wenn Fa / Fr ≤ 1,14
P = 0,57 Fr + 0,93 Fa
wenn Fa / Fr > 1,14
P = Fr
wenn Fa / Fr ≤ 1,14
P = 0,35 Fr +0,57 Fa
wenn Fa / Fr > 1,14
■ Dynamische Tragzahl von Lagerpaaren
Dynamische Tragzahl eines Paares zweier identischer
Schrägkugellager (Nachsetzzeichen BG):
Ce = 1,625 C
■ Äquivalente statische Belastung eines Lagerpaares
Bei Einbau in O- oder X-Anordnung:
P0 = Fr + 0,52 Fa
Bei einer Tandem-Anordnung gilt der größere der
beiden Werte für P0, den man aus den beiden
Formeln errechnet:
P0 = Fr
P0 = 0,5 Fr + 0,26 Fa
■ Statische Tragzahl von Lagerpaaren
Die statische Tragzahl eines Paares zweier identischer
Schrägkugellager (Nachsetzzeichen BG) entspricht dem
doppelten Wert eines einzelnen Schrägkugellagers.
10
C0e = 2 C0
;;;;;;
;;
;;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 11
Schrägkugellager, zweireihig
1-3
1
Baureihen
Wälzlagerauswahl
Liste der
Standardwälzlager
33
32
■ Abmessungen
B
B
D
dd
aa
25°
Merkmale
■ Baureihen 32...A, 33...A
Keine Füllnut
Können Axiallasten in beiden Richtungen aufnehmen
Diese Schrägkugellager sind mit Käfigen aus Kunststoff ausgestattet.
Sie werden mit einem marktüblichen Schmierfett befettet
ausgeliefert (maximale Betriebstemperatur 110 °C).
■ Baureihen 32...B, 33...B
Typ A
32°
Mit Füllnuten
Können Axiallasten (höhere als Typ A) in einer bevorzugten Richtung
aufnehmen.
Käfig aus Stahlblech, Kunststoff oder massivem Messing
Typ B
■ Nachsetzzeichen
- G14, G15
-M
Käfig aus Polyamid
Käfig aus massivem Messing
11
;;
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 12
;;;;;;
RZ_Kap.1-DT
1-3
Ausführungen
■ Abgedichtete oder abgedeckte Schrägkugellager
Seite 82
52...ZZ
53...ZZ
;
;
;
Zweireihige Schrägkugellager gibt es auch in den Ausführungen mit Abdeckscheiben
oder Dichtungen. In diesem Fall werden die Symbole 52...ZZ, 53...ZZ oder 52...EE,
53...EE verwendet.
Die Serienwälzlager mit Dichtungen oder Abdeckscheiben können mit einem
Sicherungsring am Außenring versehen sein (52...NRZZ, 53...NREE). Die Position
des Sicherungsringes entspricht der gleichen Position wie bei den Rillenkugellagern mit dem gleichen Außendurchmesser.
■ Spezialwälzlager SNR – TWlNLINE mit Kugeln
Typ GB
Typ TGB
Typ HGB
Eigenschaften
Zweireihige Schrägkugellager sind einsetzbar für:
- die Aufnahme von axialen Lasten in beiden Richtungen
Die Konstruktion der zweireihigen Schrägkugellager lässt nur
sehr geringe Fluchtungsfehler von etwa 0,06° zu.
12
Fa / Fr ≥ 1
52...EE
53...EE
;;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 13
1-3
1
Wälzlagerauswahl
■ Toleranzen
Seite 59
Zweireihige Schrägkugellager werden normalerweise in den Toleranzen der Klasse „Normal“ hergestellt.
■ Axialluft
Für diese Wälzlager wird eine Axialluft definiert, die nicht genormt ist.
Diese Werte sind auf Anfrage von SNR erhältlich.
Das Verhältnis zwischen Radialluft Jr eines zweireihigen Schrägkugellagers
und der Axialluft Ja erhält man annähernd durch folgende Formeln:
Typ A:
Jr = 0,4 Ja
Typ B:
Jr = 0,5 Ja
■ Lebensdauer
Seite 92
Einbaurichtlinien
In den meisten Anwendungen wird dieses Doppellager als einfaches Lager angesehen. Es kann aber in manchen Fällen, wegen des Abstands der Lastangriffspunkte,
auch die Rolle von zwei Einzellagern übernehmen.
13
;
;
;
;
;;
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-4
8:19 Uhr
Seite 14
Vierpunktlager
Baureihen
Liste der
Standardwälzlager
QJ2
QJ3
B
35°
■ Abmessungen
D
d
a
Merkmale
■ Beschreibung
Die Konzeption dieses Vierpunktlagers beruht auf der theoretischen Überlagerung der Lastangriffslinien auf den
beiden Innenringhälften in X oder O Anordnung. Das Profil der Laufbahn entspricht einem Spitzbogen und erzeugt
ebenfalls zwei Lastangriffslinien (Kontaktwinkel 35°), welche dann zu vier Kontaktpunkten auf den Kugeln führen.
Der zweiteilige Innenring ermöglicht eine Befüllung mit mehr Kugeln als bei Rillenkugellagern.
■ Käfig
Seite 78
Der Käfig besteht im Allgemeinen aus massivem Messing und ist innen- oder außenringgeführt.
Der Kugelkranz bildet mit Käfig und Außenring eine Einheit.
■ Nachsetzzeichen
- MA Käfig aus massivem Messing, außenringgeführt
- MB Käfig aus massivem Messing, innenringgeführt
- N2 Zwei Haltenuten am Außenring
Eigenschaften
Vierpunktlager sind einsetzbar für:
Fa / Fr ≥ 1,25
- die Aufnahme von axialen Lasten in beiden Richtungen
Die Konstruktion der Vierpunktlager lässt nur sehr geringe Fluchtungsfehler von etwa 0,06° zu.
14
;;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-4
8:19 Uhr
Seite 15
Vierpunktlager
1
Wälzlagerauswahl
■ Toleranzen
Seite 59
Die Vierpunktlager werden normalerweise in der Standardtoleranz geliefert.
■ Axialluft
Die Axialluft ist nicht genormt.
Diese Werte sind auf Anfrage von SNR erhältlich.
■ Radialluft
Das Verhältnis zwischen Axialluft Ja und der entsprechenden
Radialluft Jr wird mit folgender Annäherungsformel ermittelt:
Jr = 0,7 Ja
■ Lebensdauer
■ Äquivalente dynamische Belastung
■ Äquivalente statische Belastung
Seite 92
P = Fr + 0,66 Fa
wenn
Fa / Fr ≤ 0,95
P = 0,6 Fr + 1,07 Fa
wenn
Fa / Fr > 0,95
P0 = Fr + 0,58 Fa
Einbaurichtlinien
Die notwendige Axialluft des Vierpunktlagers wird durch den Einbau auf einer drehenden Welle mit Presspassung
j6/k6 eingestellt. Am Gehäuse darf keine Presspassung vorliegen (H7). Daher muss bei einigen Anwendungen
der Außenring gegen Verdrehung arretiert sein (Ausführung Nachsetzzeichen N2). Die beiden Innenringhälften
müssen axial gegen eine Schulter abgestützt sein.
In den meisten Anwendungen wird dieses Doppellager als einfaches Lager angesehen. Es kann aber in manchen
Fällen, wegen des Abstands der Lastangriffspunkte, auch die Rolle von zwei Einzellagern übernehmen.
15
;;;;;
;;
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 16
;
RZ_Kap.1-DT
1-5
Pendelkugellager
Baureihen
Liste der
Standardwälzlager
12
22
13
23
■ Abmessungen
B
D
D
dd
Merkmale
■ Käfige
In den gängigen Abmessungen sind diese Lager mit einem Kunststoffkäfig ausgestattet (maximale
Betriebstemperatur: 120 °C, 150 °C Spitzenwert). Die Pendelkugellager mit großen Abmessungen verfügen über
einen Käfig aus Stahlblech oder massivem Messing.
Seite 78
■ Nachsetzzeichen
- EE
Doppelt abgedichtet
- G 14, G 15
Käfig aus Polyamid
-J
Lagerluft. Die erste Ziffer bezeichnet die Lagerluftgruppe gemäß ISO,
die zweite Ziffer die Klasse der normalen Präzision (0)
Korrespondenzbegriffe: J20 = C2, J30 = C3, J40 = C4, J50 = C5
-K
kegelige Bohrung, Konizität 1/12
-M
Käfig aus massivem Messing, kugelgeführt
■ Einbau und Einstellung
Dieser Wälzlagertyp reagiert sehr empfindlich auf fehlende Lagerluft. Daher muss nach dem Einbau die
Restluft durch Drehen von Hand geprüft werden. Diese Vorsichtsmaßnahme muss vor allem bei
Pendelkugellagern mit kegeliger Bohrung durchgeführt werden.
Bei einigen Pendelkugellagern stehen die Kugeln an den Seiten leicht über. Beispiel: 1320.
16
Seite 160
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 17
Pendelkugellager
1-5
1
Wälzlagerauswahl
Ausführungen
■ Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung. Nachsetzzeichen K
Seite 75
Genormte Konizität 1/12. Im Allgemeinen Montage mit Kegelspannhülse.
Die Variante mit kegeliger Bohrung ermöglicht mit Hilfe der Kegelspannhülse die Montage der Pendelkugellager
auf unbearbeiteten Wellenzapfen. Die Pendelkugellager werden meist in zweiteilige Lagergehäuse eingebaut.
■ Abgedichtete Pendelkugellager. Nachsetzzeichen EE. Baureihen 22...EE – 23...EE
Diese Wälzlager sind befettet. Ihre Dichtungen schränken den Schwenkbereich auf einen Winkel von 0,5° ein. Ihre
Grundeigenschaften entsprechen denen der Pendelkugellager der Baureihen 12 und 13 mit gleichen
Durchmessern, da sie identisch aufgebaut sind. Sie weisen daher auch die gleichen Lastfaktoren auf.
Seite 82
■ Pendelkugellager mit großem Innenring. Baureihe 112, 113
Dies sind Wälzlager, bei denen der Innenring an beiden Seiten über den Außenring hervorsteht. Der Innenring
verfügt über eine Nut zur Aufnahme einer Zapfenschraube als Verdrehsicherung. Diese Wälzlager werden
vor allem für Land-maschinen verwendet.
Eigenschaften
Dieser Wälzlagertyp lässt relativ hohe Drehzahlen zu. Er kann Radiallasten gut aufnehmen.
Konstruktionsbedingt können jedoch nur sehr geringe Axiallasten aufgenommen werden.
Der Außenring bei diesem Wälzlagertyp weist ein hohlkugeliges Laufbahnprofil auf, welches ein Schwenken
des Innenrings zulässt. Daher kann das Pendelkugellager sowohl dauerhafte (Durchbiegung der Welle), als auch
vereinzelte größere Fluchtungsfehler aufnehmen. Pendelkugellager lassen Fluchtungsfehler zwischen 2° und 4°
ohne Leistungseinbußen zu. Bei abgedichteten Varianten ist der mögliche Fluchtungsfehler auf 0,5° beschränkt.
■ Toleranzen
Seite 59
Die Pendelkugellager werden ausschließlich in Standardtoleranzen gemäß ISO 492 ausgeliefert.
■ Radialluft
Diese Luft ist genormt (ISO 5753). Die Werte sind für Pendelkugellager mit zylindrischer Bohrung und
Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung (Nachsetzzeichen K) unterschiedlich. Letztere haben eine deutlich
größere Luft, um die Reduzierung der Luft durch das Spannen der Hülse zu berücksichtigen. Empfohlen wird eine
Radialluft nach Einbau gemäß:
J rm = 2 d 1/2 10 -3
Seite 134
■ Axialluft
Da die Axialluft Ja von der Radialluft Jr abhängt, kann man sie mit folgender Annäherungsformel berechnen:
J a = 2,27 Y 0 · J r
17
;
;
;
;
;
;
;
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-6
8:19 Uhr
Seite 18
Zylinderrollenlager
Baureihen
Liste der
Standardwälzlager
NU2
NU22
NU3
NU23
NU4
■ Abmessungen
B
B
D
D
EE
FF d
d
Typ NU
Typ N
Merkmale
■ Käfige
Der Standardkäfig besteht aus Polyamid (Nachsetzzeichen G15) und lässt eine Wälzlagerbetriebstemperatur von
120 °C (150 °C Spitzenwert) zu. Bei der Baureihe 4 besteht der Standardkäfig aus Stahlblech. Der Käfig aus massivem Messing ist optional erhältlich. Die Zylinderrollenlager mit großen Abmessungen verfügen über einen Käfig
aus massivem Messing (Nachsetzzeichen M). Für Spezialanwendungen, bei denen ein Käfig aus Kunststoff nicht
zulässig ist, kann auf Anforderung ein Metallkäfig geliefert werden.
■ Nachsetzzeichen
-
E
G15
G13, G28
J
-M
-N
- NR
18
Zylinderrollenlager mit optimierter Tragzahl
Käfig aus Polyamid
Einteiliger Käfig aus Stahlblech, wälzkörpergeführt
Lagerluft. Die erste Ziffer bezeichnet die Lagerluftgruppe gemäß ISO,
die zweite Ziffer die Klasse der normalen Präzision (0)
Korrespondenzbegriffe: J20 = C2, J30 = C3, J40 = C4, J50 = C5
Käfig aus massivem Messing, wälzkörpergeführt
Außenring mit Nut für Sicherungsring
Außenring mit Nut und montiertem Sicherungsring
Seite 78
;;
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 19
;
;
;
;
RZ_Kap.1-DT
1-6
Zylinderrollenlager
1
Wälzlagerauswahl
Ausführungen
■ Bauarten von Zylinderrollenlagern
NU
N
NJ
NUP
Seite 76
Diese Wälzlager können auf Wunsch mit Nut am Außenring (N) und
Sicherungsring (NR) gemäß ISO 464 geliefert werden.
Die Abmessungen von Nuten und Sicherungsringen stimmen mit denen für
Kugellager der gleichen Abmessungen überein.
■ Sonderausführungen
Typ RN: Zylinderrollenlager Typ N, ohne Außenring.
Welle
Typ RNU: Zylinderrollenlager Typ NU, ohne Innenring.
Laufbahn auf
Welle
In beiden Fällen ist die Laufbahn, welche den fehlenden Lagerring ersetzt, direkt
in das Bauteil eingearbeitet. Geometrie, Oberflächenbeschaffenheit und Härte des
als Laufring verwendeten Elements müssen genau den Spezifikationen entsprechen. Bitte wenden Sie sich an SNR.
■ Spezialwälzlager
Zweireihige Zylinderrollenlager für Laufrollen.
Vollrollige Zylinderrollenlager (ohne Käfig) für Anwendungen mit sehr hohen
Radiallasten. Die maximale Drehzahl ist hier niedriger als bei normalen Zylinderrollenlagern; die Schmierung bedarf besonderer Aufmerksamkeit.
Lager mit breitem Innenring, für Anwendungsfälle, die eine große Axialverschiebung (mehrere mm) erforderlich machen.
19
;;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-6
8:19 Uhr
Seite 20
Zylinderrollenlager
Eigenschaften
Zylinderrollenlager sind einsetzbar für:
- die Aufnahme von hohen Radiallasten
- die Aufnahme von niedrigen Axiallasten, wenn dies die Anordnung der Innen- bzw. Außenringborde zulässt
- hohe Drehzahlen
;
;
;;
Durch ein korrigiertes Rollenmantelprofil sind für Zylinderrollenlager Fluchtungsfehler von etwa 0,06° zulässig.
■ Toleranzen
Seite 59
Zylinderrollenlager werden in Standardpräzision mit Toleranzen gemäß ISO 492 geliefert.
Auf Wunsch kann SNR Zylinderrollenlager mit engeren Toleranzen für eines oder mehrere Merkmale (Bohrung,
Außendurchmesser, Rundlauf) liefern.
■ Radialluft
Das Zylinderrollenlager wird (gemäß ISO 5753) gepaart ausgeliefert, d. h. die trennbaren Elemente (Außen- und
Innenring) sind so kombiniert, dass die Radialluft in die Klasse „gepaarte Wälzlager“ fällt. Wenn eines der
gepaarten Elemente durch das Element eines anderen Zylinderrollenlagers gleichen Typs ausgetauscht wird,
fällt die Radialluft in die Klasse der „austauschbaren“ Wälzlager mit einer höheren Toleranz.
Empfohlene Restluft nach dem Einbau:
J rm = 4 d 1/2 10 -3
■ Axialluft
Die Axialluft von Zylinderrollenlager wird nur für Wälzlager des Typs NUP festgelegt. Sie wird von den
4 Borden begrenzt. Sie beträgt etwa 0,1 mm. Bei den Zylinderrollenlagern vom Typ N, NU oder NJ ist
ein axiales Verschieben zwischen Innen- und Außenring möglich. Der zulässige Verschiebeweg wird von
der Differenz zwischen Nutzbreite (W) der Ringlaufbahn und der effektiven Länge der Rollen bestimmt.
Bei den Typen N oder NU beträgt es etwa 2 mm für Zylinderrollenlager mit Bohrungen kleiner als 80 mm in
der Baureihe 2 und kleiner als 50 mm in der Baureihe 3. Es beträgt etwa 3 mm bei größeren Zylinderrollenlagern.
Bei Zylinderrollenlagern des Typs NJ entspricht der mögliche axiale Verschiebeweg der Hälfte der oben
genannten Werte.
NU
N
NJ
w
NUP
W
11
Schulter
11
W
w
Keine Axialbelastung möglich
1
1
2
W
w
Axialbelastung
nur in eine
Richtung möglich
Axiales Verschieben zwischen Innen- und Außenring im Rahmen der
Nutzbreite der Ringlaufbahn (w) möglich
20
2
- Axialbelastung in
beiden Richtungen
möglich
- Begrenzte Axialluft
Seite 133
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-6
8:19 Uhr
Seite 21
Zylinderrollenlager
1
Wälzlagerauswahl
■ Lebensdauer
Seite 92
Zylinderrollenlager können normalerweise ausschließlich Radiallasten Fr aufnehmen.
Sie können aber auch eine Axiallast Fa aufnehmen, wenn sie Borde an Außen- und Innenring aufweisen.
Wenn das Verhältnis Fa / Fr kleiner als 0,1 ist, wird nur die Radiallast berücksichtigt.
Wenn das Verhältnis Fa / Fr größer als 0,1 ist, ist die Reibungskraft an den Borden durch die Axiallast und der
resultierende Verschleiß so stark, dass die Leistungen von Zylinderrollenlagern beeinträchtigt werden.
Bitte wenden Sie sich an SNR, um die vorliegenden Betriebsbedingungen (Drehzahl, Schmierung, ...) bewerten
zu lassen.
■ Maximale statische radiale Tragzahl
Diese entspricht der statischen Tragzahl C0.
Seite 98
Einbaurichtlinien
Da Ringe von Zylinderrollenlagern getrennt werden können, sind sie gegeneinander austauschbar. Die Radialluft
liegt in jedem Falle innerhalb der Toleranzen der Klasse.
Die Austauschbarkeit gilt auch für Zylinderrollenlager anderer Hersteller mit gleichem Symbol. Die Maße des äußeren
(E) und des inneren Hüllkreises (F) mit den Toleranzen sind in den „Tabellen der Produktmerkmale“ gemäß
DIN 5412 angegeben. Allerdings sind die Ausführungen von Laufbahnen, die Stahlqualität und die
Oberflächenbeschaffenheiten bei den einzelnen Herstellern unterschiedlich. Die Leistungsfähigkeit solcher
Kombinationen sind u. U. erheblich beeinträchtigt, sie sollten daher möglichst vermieden werden.
Achtung: Die Maße E und F der neuen Generation von Zylinderrollenlagern (Nachsetzzeichen E) weichen von den Maßen der
vorhergehenden Generation ab.
ØE
ØF
21
;
;;;;;
;;;;;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-7
8:19 Uhr
Seite 22
Kegelrollenlager
Baureihen
;;
Liste der
Standardwälzlager
32
33
303
331
313
302
322
323
322B
323B
■ Abmessungen
TT
C
D
d
B
a
22
332
;;;;; ;
;
; ;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-7
8:19 Uhr
Seite 23
Kegelrollenlager
Merkmale
1
Wälzlagerauswahl
;
Seite 78
■ Käfig
Kegelrollenlager verfügen im Allgemeinen über einen Käfig aus Stahlblech oder, in einigen Fällen, über einen Käfig
aus Kunststoff.
■ Berührungswinkel
Seite 52
Die Ringe des Kegelrollenlagers sind trennbar: Der Außenring ist nicht mit dem Rest des Wälzlagers verbunden,
der aus dem Innenring und den Rollen besteht, die vom Käfig auf dem Innenring gehalten werden.
Kegelrollenlager können Axiallasten nur in einer Richtung aufnehmen. Auf der Gegenseite muss ein Wälzlager
des gleichen Typs eingebaut werden. Die ISO 355 definiert unterschiedliche Baureihen von Kegelrollenlagern mit
einem Berührungswinkel zwischen 10° und 30°. Bei einer gegebenen Radiallast ist die zulässige Axiallast des
Kegelrollenlagers umso höher, je größer der Berührungswinkel des Außenrings ist. SNR hat entsprechend dieser
Norm eine Kennzeichnung für die neuen, sogenannten Zwischenserien definiert und die alte Kennzeichnung für
die anderen Baureihen beibehalten.
■ Vorsetzzeichen
-R
Besondere Kantenabstände an der großen Stirnfläche des Innenrings
■ Nachsetzzeichen
-
B
A, C
T
P6X
Nachsetzzeichen für Serie 322 und 323 mit größerem Berührungswinkel
Nachsetzzeichen für die Innenkonstruktion
Flansch am Außenring
Wälzlager mit Toleranz für Maß T, entsprechend der Präzisionsklasse 6X
Ausführungen
■ Spezielle Kantenabstände
Seite 75
Besondere Kantenabstände an der großen Stirnfläche des Innenrings zur Berücksichtigung
von großen Wellenschulterradien, wie z. B. an Achsschenkeln.
■ Bund am Außenring
■ Gepaarte Kegelrollenlager
Diese bestehen aus zwei Kegelrollenlagern, die im Allgemeinen mit Abstandsring
versehen und voreingestellt sind und eine Lagerstelle bilden. Die Elemente dieser
Lagerpaare können nicht mit Elementen einer anderen Kombination ausgetauscht
werden.
■ Kegelrollenlager SNR TWINLINE
Das TWINLINE Wälzlager ist eine voreingestellte Kombination aus zwei
Innenringen mit montierten Kegelrollen und einem einteiligen Doppelaußenring.
Es kann sowohl befettet, als auch mit einer Abdichtung für die jeweilige
Anwendung ausgerüstet werden. Es eignet sich vor allem für die automatische
Montage in der Großserie.
Das TWINLINE Wälzlager ermöglicht eine Montage ohne Lagereinstellung und
erfordert keine enge Toleranz für den Abstand der Außenringanlageschultern.
Der Toleranzbereich der Axialluft nach Einbau beträgt 0,1/0,15 mm mit einer
Wahrscheinlichkeit von 99,7 %.
Der theoretische Anteil von 0,3 % außerhalb des zulässigen Feldes ist kleiner,
als bei anderen Montagearten ohne Lagereinstellung und einem größeren
Toleranzbereich von 0,15/0,3 mm. Dies bietet eine höhere Sicherheit.
■ Geringere Toleranz für Maß T (gemäß ISO 492 Toleranzklasse 6X)
Dieser Wälzlagertyp reduziert die Streuung der Lagereinstellung und vereinfacht
die Montage.
23
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-7
8:19 Uhr
Seite 24
Kegelrollenlager
Eigenschaften
Das Kegelrollenlager ist ein Wälzlager mit Berührungswinkel, das große Radial- und Axiallasten aufnehmen kann.
Durch ein korrigiertes Rollenmantelprofil sind für Kegelrollenlager Fluchtungsfehler von etwa 0,06° zulässig.
■ Toleranzen
Kegelrollenlager werden in Standardpräzision mit Toleranzen gemäß ISO 492 geliefert. Sie können auf Wunsch mit
Spezialtoleranzen für eine oder mehrere Abmessungen oder Merkmale geliefert werden.
Seite 64
■ Axialluft
Diese Wälzlager werden immer gegenüberliegend eingebaut. Die Axialluft wird durch die Einstellung der Kegelrollenlager beim Einbau festgelegt, d. h. durch die Positionierung der Innenringe im Verhältnis zu den Außenringen.
Die Einstellung legt eine Lagerluft (positive Luft) oder eine Vorspannung (negative Luft) fest.
Seite 139
■ Einbaurichtlinien
O-Anordnung
Anwendung bei Temperaturschwankungen oder falls ein möglichst breiter Abstand der Lastangriffspunkte
der beiden Wälzlager erforderlich ist. Diese Anordnung ermöglicht kompakte Lagerungen mit Vorspannung
oder Lagerluft.
Die Einstellung erfolgt durch den Abstand di der Innenringe der beiden Wälzlager. di wird entweder durch
die Länge eines Abstandsringes oder eine Einstellmutter reguliert.
di
Einstellung
X-Anordnung
Anwendung beim Einbau einer vollständig mit Kegelrollenlagern vormontierten Welle in ein Gehäuse. Die
Einstellung erfolgt durch den Abstand De der Außenringe der beiden Kegelrollenlager. De wird entweder mit
Distanzringen oder einer Einstellmutter reguliert.
De
Einstellung
24
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-7
8:19 Uhr
Seite 25
Kegelrollenlager
1
Wälzlagerauswahl
■ Verhältnis zwischen Axialluft Ja und Radialluft Jr eines Kegelrollenlagers
Ja1
Y
Ja = –––– Jr
0,8
Ja2
Jr2
2
Jr1
2
α1
α2
Jr1
2
■ Vorspannung
Kegelrollenlager werden immer dann vorgespannt, wenn
man die axiale Steifigkeit der Anwendung gewährleisten
will (Kegelritzellager, Spindellager für Werkzeugmaschinen, ...). Die Größenordnung des Vorspannwertes wird präzise auf die jeweilige Anwendung, deren
Lastverhältnisse und die ausgewählten Kegelrollenlager
abgestimmt. Technische Unterlagen über die Kegelrollenlagervorspannung erhalten Sie von SNR. Für jede
Baureihe erstellt SNR zwei charakteristische Kurven:
- Kurve der axialen Einfedertiefe, welche die Steifigkeit
des Wälzlagers charakterisiert. Diese hängt ab vom
Berührungswinkel, von der Anzahl der Rollen und von
deren effektiver Kontaktlänge.
- Kurve des Reibmoments. Mit Hilfe einer Messung des
Reibmomentes kann die korrekte Einstellung der
Vorspannung überprüft werden.
Jr2
2
Seite 139
Axiale Einfedertiefe
Reibmoment
el
nk
Wi
em
lein
tk
i
rm
ge
a
l
kel
en
Win
oll
r
m
l
e
ß
ge
gro
Ke
mit
r
e
g
enla
lroll
e
g
Ke
Axialkomponente der
Lagereinstellung (Vorspannung)
Seite 139
■ Axialluft beim Einbau von zwei einzelnen Kegelrollenlagern
Kegelrollenlager werden immer gegenüberliegend eingebaut. Die Axialluft wird durch die Lagereinstellung
während des Einbaus festgelegt und bestimmt damit die mögliche axiale Verschiebung der Welle.
Annäherungsweise wird das Verhältnis zwischen Axialluft und Radialluft
durch folgende Formel ermittelt:
Y
Ja = –––– Jr
0,8
Kegelrollenlager können mit Vorspannung eingebaut werden, wenn man die axiale Steifigkeit einer Anwendung
gewährleisten will. Allerdings wird die Grenzdrehzahl in Abhängigkeit von der Höhe der Vorspannung reduziert.
Bitte wenden Sie sich an SNR.
25
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-7
8:19 Uhr
Seite 26
Kegelrollenlager
■ Lebensdauer
Seite 92
■ Welle mit zwei einzelnen Kegelrollenlagern
Äquivalente dynamische Belastung
Das axiale Kräftegleichgewicht der Welle hängt nicht nur von ihren äußeren Belastungen auf diese ab, sondern
auch von den radialen Belastungen auf jedes Kegelrollenlager.
Der gültige Wert P0 ist der größere Wert, den man aus den beiden
P0 = Fr
folgenden Formeln errechnet:
P0 = 0,5 Fr + Y0 · Fa
■ Welle mit einem einzelnen Wälzlager und einem Kegelrollenlagerpaar ohne Vorspannung in O- oder
X- Anordnung
Anordnung Rückseite an Rückseite
Anordnung an Stirnseite
A
A
O
B
O
B
C
C
L
L
Dieses Lager besteht aus einem Kegelrollenlagerpaar, dessen Lastangriffspunkt O in der Mitte zwischen den
einzelnen Lastangriffspunkten A und B liegt. Eine solche Wellenlagerung ist überbestimmt (3 Lastangriffspunkte:
A, B, C) und kann nur annähernd mit einer Lagerung mit zwei Lagern verglichen werden, falls der Abstand von A
und B kleiner als L/5 ist und die Steifigkeit der gesamten Baugruppe ausreichend ist (Fluchtungsfehler < 0,06°).
In allen anderen Fällen sollten Sie sich an SNR wenden.
P = Fr + 1,1 Y · Fa
Äquivalente dynamische Belastung eines Lagerpaares
(ISO 281)
wenn Fa / Fr≤ e
P = 0,67 Fr + 1,68 Y · Fa wenn Fa / Fr> e
Dynamische Trägfähigkeit eines Lagerpaares
Die dynamische Tragzahl eines Lagerpaares aus zwei
identischen Kegelrollenlagern beträgt:
Ce = 1,715 C
Äquivalente statische Belastung eines Lagerpaares
P0 = Fr + 1,1 Y · Fa
Statische Tragzahl eines Lagerpaares
Die statische Tragzahl eines Lagerpaares aus zwei identischen Kegelrollenlagern
entspricht dem doppelten Wert eines einzelnen Kegelrollenlagers.
C0e = 2 C0
■ Berechnung von Kegelrollenlagern mit Vorspannung
Die induzierten Axialkräfte der beiden Kegelrollenlager werden von der Vorspannung und den Steifigkeitsmerkmalen der Wälzlager bestimmt. Die Berechnung der äquivalenten Belastung der einzelnen Kegelrollenlager
ist komplex und muss von den Anwendungsingenieuren von SNR durchgeführt werden.
26
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-7
8:19 Uhr
Seite 27
Kegelrollenlager
1
Einbaurichtlinien
T
■ Austauschbarkeit von Lagerbestandteilen mit gleicher
Kennzeichnung
Da die Innen- und Außenringe von Kegelrollenlagern trennbar sind,
hat die ISO-Norm neben den Abmessungen und Toleranzen der
Außenflächen folgendes festgelegt:
- die Nennmaße des kleinen Durchmessers der Laufbahn des
Außenringes (E)
- den Berührungswinkel (α)
Wälzlagerauswahl
r
C
α
D
E
r
d
B
Austauschbarkeit der von SNR hergestellten Lagerbestandteile:
Innen- und Außenringe mit gleicher Kennzeichnung sind untereinander vollständig austauschbar.
Die Gesamtbreite des Wälzlagers (Maß T) entspricht der genormten Toleranz (ISO 492).
Austauschbarkeit zwischen einem SNR Lagerbestandteil und dem eines anderen Herstellers:
Die Austauschbarkeit ist möglich, sofern die Lagerbestandteile des anderen Herstellers der ISO 355 entsprechen,
insbesondere die Maße α und E. Allerdings sind die Toleranzen der Abmessungen, die Ausführungen von
Laufbahnprofilen, die Stahlqualität und die Oberflächenbeschaffenheiten bei den einzelnen Herstellern unterschiedlich. Die Leistungsfähigkeit solcher Kombinationen ist u. U. erheblich beeinträchtigt. Sie sollten daher
möglichst vermieden werden.
Einige alte SNR Lagerbestandteile sind nicht mit denen anderer Hersteller austauschbar.
Sie sind in der „Liste der Standardwälzlager“ aufgeführt.
■ Parameter für die Lagereinstellung
Der Einbau von Standardkegelrollenlagern erfordert immer eine Einstellung, da die Lagerbestandteile trennbar
sind. Die Einstellung ist eine Funktion der für den Einbau wesentlichen Maße und Toleranzen:
Funktionsmaße des Kegelrollenlagers
- Bohrung d
- Außendurchmesser D
- Abstand zwischen Innen- und Außenringstirnfläche: Maß T
Seite 20
Funktionsmaße des Einbaus
- Abstand der Außenringstirnflächen (De)
- Abstand der Innenringstirnflächen (di)
- Durchmesser des Wellen- und des Gehäusesitzes
Die allgemein zulässige Toleranz für eine bestimmte Lagerluft (positiv oder negativ) erfordert eine Wiederholung
der Einstelloperationen bei jedem Einbau, unter Berücksichtigung der Toleranzfelder von Standard-Kegelrollenlagern und Einbaumaßen. Um die Unterschiede der Einbaumaße auszugleichen, wird jeweils der
Stirnflächenabstand (De) oder (di) geändert. Die Einstellung ist ein immer wiederkehrender Vorgang, der relativ viel
Zeit und einen Fachmann erfordert, da diese Arbeit mit hoher Zuverlässigkeit und großer Genauigkeit durchgeführt
werden muss.
27
;;;
;
;
;;;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-7
8:19 Uhr
Seite 28
Kegelrollenlager
Einbaurichtlinien
■ Einbau ohne Einstellung
Bei vielen Serienmontagen weisen die Maßtoleranzen eine niedrige Gaußsche Verteilung auf. Durch Verwendung
von Wälzlagern mit verringerten Toleranzen erhält man ohne Einstellung mit einer Wahrscheinlichkeit von
99,73 % eine Lagerluft, die bei zahlreichen Anwendungen hinreichend ist. Hauptanwendungen: Radlagerungen,
Schaltgetriebe.
Die Kegelrollenlager sind meist in O Anordnung mit kleinem Abstand zueinander eingebaut.
■ Die zwei Einbaumöglichkeiten ohne Einstellung sind:
Einbauschema
Voreingestellte Kegelrollenlager
T-B
Lagerpaar
De
Schema der
Einstellung
Merkmale
der Lagerung
Merkmale des
Einbaus
Toleranzen für
die Axialluft
28
- Enge Toleranz für die Position des
Innenringes zur großen Stirnfläche
des Außenringes (Maß T-B).
- Innen- und Außenring austauschbar.
- Innenring normalerweise verlängert,
um einen Abstandsring zu vermeiden.
- Paar aus zwei voreingestellten
Kegelrollenlagern mit enger Toleranz für
den Abstand der beiden Außenringe
(ca. 0,03).
- Lagerbestandteile nicht austauschbar.
- O-Anordnung für Großserie.
- Toleranz des Abstandes (De) der
Außenringstirnflächen maximal 0,05.
- Einsatz in Mittel- bis Großserien.
- Toleranz des Abstandes (De) der
Außenringstirnflächen maximal 0,05.
- Toleranz ca. 0,15/0,2 mm mit einer
Wahrscheinlichkeit von 99,7 %.
Der außerhalb liegende Anteil von
0,3 % bewegt sich in dem theoretischen
Bereich von etwa 0,4/0,6 mm.
- Toleranz ca. 0,1/0,15 mm mit einer
Wahrscheinlichkeit von 99,7%.
Der außerhalb liegende Anteil von
0,3% bewegt sich in dem theoretischen
Bereich von etwa 0,25/0,4 mm.
;
;
;;;;
;
;
;
;;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-8
8:19 Uhr
Seite 29
Pendelrollenlager
1
Baureihen
230
Wälzlagerauswahl
Liste der
Standardwälzlager
240
231
241
222
232
213
223
■ Abmessungen
B
b
D
d
Typ E
d
kegelige Bohrung „K..“
29
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 30
;
RZ_Kap.1-DT
1-8
Pendelrollenlager
Merkmale
■ Beschreibung
Der Außenring bei diesem Wälzlagertyp weist eine hohlkugelige Laufbahn auf, die ein Schwenken des Innenrings
ermöglicht. Daher kann das Pendelrollenlager große Fluchtungsfehler aufnehmen. Dieses Lagerkonzept ermöglicht neben sehr hoher Radialbelastung auch die Aufnahme von Axiallasten. Ausführungen mit einer kegeligen
Bohrung ermöglichen den Einbau mit Spann- und Abziehhülsen. Das Pendelrollenlager eignet sich besonders
für den Schwermaschinenbau, wo Lagersitze schwer auszurichten sind, oder hohe Radiallasten vorliegen.
Es ist für schwere Einsatzbedingungen konzipiert: Betriebszustände mit Stößen oder Schwingungen
(Brechwerke, Schüttelsiebe, Förderanlagen, Baumaschinen, ...).
■ Käfige
Alle Pendelrollenlager der Baureihe 213 und solche mit großen Abmessungen verfügen über einen Käfig aus Stahlblech
oder massivem Messing. Alle anderen Pendelrollenlager verfügen entweder über einen Käfig aus Polyamid
(Dauertemperatur 120 °C, 150 °C Spitzenwert) oder aus Stahlblech.
■ Nachsetzzeichen
- B33/W33 Nut und Schmierbohrungen am Außenring
-E
erhöhte Tragzahl
- J/C
Lagerluft. Die erste Ziffer bezeichnet die Lagerspielklasse gemäß ISO,
die zweite Ziffer die Präzisionsklasse (0).
Korrespondenzbegriffe: (J20: C2; J30: C3; J40: C4; J50: C5)
-K
- K30
-A
Stahlkäfig
-M
Messingmassivkäfig, wälzkörpergeführt
- MA
Messingmassivkäfig, außenringgeführt
- MB
Messingmassivkäfig, innenringgeführt
- G15
Polyamidkäfig
-V
Index für innere Konstruktion
- F800
Spezialreihe für den Einsatz bei Schwingungen
Seite 75
Ausführungen
■ Pendelrollenlager mit kegeliger Bohrung
Konizität:
- 1/12 bei allen Baureihen (Nachsetzzeichen K)
- bis auf Baureihen 240 und 241 (Konizität 1/30, Nachsetzzeichen K30)
Seite 160
Einbauhinweise für Pendelrollenlager:
Einbau auf einer Welle mit
Kegelzapfen
Einbau auf zylindrischer Welle mit
einer kegeligen Spannhülse
Einbau auf zylindrischer Welle mit
einer kegeligen Abziehhülse als
Zwischenstück
Häufiger Einbau in zweiteilige
Gussgehäuse.
Seite 76
■ Nut und Schmierbohrungen am Außenring. Nachsetzzeichen B33 (W33)
Die Pendelrollenlager weisen bis auf die Baureihe 213 serienmäßig eine Nut und drei Schmierbohrungen am
Außenring auf, um eine regelmäßige Schmierung zu ermöglichen. Die Abmessungen dieser Nut sind in der „Liste
der Standardwälzlager“ aufgeführt.
Auf Wunsch können diese Pendelrollenlager ohne Nut und Schmierbohrungen geliefert werden.
30
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 31
;
RZ_Kap.1-DT
Pendelrollenlager
1-8
1
Wälzlagerauswahl
Eigenschaften
Die innere Konstruktion von Pendelrollenlagern erfordert eine gute Schmierung, um die hohe Leistungsfähigkeit
dieses Wälzlagertyps sicherzustellen.
Pendelrollenlager erlauben Fluchtungsfehler von etwa 0,5° ohne Beeinträchtigung der Belastbarkeit. Allerdings
muss sich der Fluchtungsfehler aber in den Grenzen bewegen, die die verwendete Abdichtung zulässt.
■ Toleranzen
Seite 59
Diese Wälzlager werden mit normaler Präzision ausgeliefert (ISO 492). Die Serie F800 weist Spezialtoleranzen
für Außendurchmesser und Bohrung auf, damit sich nach der Montage eine Lagerluft mit reduzierter
Toleranzbreite ergibt. Auf Wunsch kann SNR Pendelrollenlager mit engeren Toleranzen für ein oder mehrere
Merkmale liefern (Bohrung, Außendurchmesser, Rundlauf, Innenringbreite, ...).
■ Radialluft
Seite 134
Die Radialluft ist in der ISO 5753 definiert. Die Werte gelten nicht für Wälzlager mit kegeliger Bohrung, wegen der
erheblich verringerten Radialluft nach dem Einbau auf dem kegeligen Lagersitz.
Die empfohlene Restluft Jrm nach dem Einbau ist:
Jrm = 5 d1/2 10-3
Die Serie F800 weist eine spezielle Radialluft auf.
■ Axialluft
Die Axialluft Ja ist von der Radialluft Jr abhängig und
kann mit folgender Annäherungsformel berechnen werden:
Ja = 2,27 Y0 · Jr
■ Lebensdauer
Seite 92
■ Axiallast
Pendelrollenlager können Axiallasten aufnehmen.
Es sollte aber ein Wert Fa / Fr von 0,6 nicht überschritten werden.
31
16.06.2005
8:19 Uhr
Seite 32
;
RZ_Kap.1-DT
1-8
Pendelrollenlager
Einbaurichtlinien
Nach dem Einbau muss eine Kontrolle der Restluft durchgeführt werden.
Diese Vorsichtsmaßnahme ist für Pendelrollenlager mit kegeliger Bohrung unerlässlich.
Das Verhältnis zwischen axialer Verschiebung (a) eines Pendelrollenlagers mit
kegeliger Bohrung und der entsprechenden Verminderung der Radialluft Δ Jr
läßt sich mit folgender Formel ausdrücken:
Konizität 1/12
a = 12 Δ Jr / ti
Konizität 1/30
a = 30 Δ Jr / ti
-
32
Seite 160
a
Δ Jr
a
: axiale Verschiebung
Δ Jr : Verminderung der Radialluft
ti
: Auswirkungsgrad der Presspassung am Innenring:
ti = 0,75 bei direkter Montage des Pendelrollenlagers auf dem konischen Lagersitz einer Vollwelle
ti = 0,7
bei Montage des Pendelrollenlagers auf einer konischen Spann- oder Abziehhülse
;;;
;;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-9
8:19 Uhr
Seite 33
Axialkugellager
1
Baureihen
Wälzlagerauswahl
Liste der
Standardwälzlager
511
512
513
514
■ Abmessungen
T
D
D1
d1
d
33
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-9
8:19 Uhr
Seite 34
Axialkugellager
Merkmale
■ Beschreibung
Axialkugellager mit einem Kontaktwinkel von 90° eignen sich ausschließlich für die Aufnahme von Axiallasten.
Daher müssen sie oft mit einem Radialwälzlager kombiniert werden.
Einseitig wirkende Axialkugellager nehmen die Axiallast einer Welle nur in einer Richtung auf.
Axiallager bestehen aus trennbaren Elementen: Wellenscheibe, Gehäusescheibe, Kugelkranz.
■ Käfige
Axiallager sind mit einem gestanzten Stahlblechkäfig ausgestattet.
Seite 78
■ Nachsetzzeichen
- A Genormtes Axiallager (ISO 104): Außendurchmesser der Wellenscheibe gleich dem Außendurchmesser
der Gehäusescheibe
- V Genormtes Axiallager (ISO 104): Außendurchmesser der Wellenscheibe kleiner als der Außendurchmesser
der Gehäusescheibe
Eigenschaften
Ein Axialkugellager kann nur Axiallasten in einer Richtung bei niedrigen Drehzahlen aufnehmen.
Die Leistungsfähigkeit eines Axiallagers hängt von der gleichmäßigen Lastverteilung auf den gesamten Umfang
ab. Es darf so gut wie kein Fluchtungsfehler zwischen Wellenscheibe und Gehäusescheibe auftreten
(Fluchtungsfehler < 0,03°).
Toleranzen und Spiele
■ Toleranzen
Gemäß ISO 199, normale Toleranzklasse
34
Seite 66
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-9
8:19 Uhr
Seite 35
Axialkugellager
1
Wälzlagerauswahl
■ Lebensdauer
Seite 92
■ Dynamische Mindest-Axiallast
Um die Einwirkungen der Zentrifugalkraft auf die Kugeln auszugleichen,
muss auf die Axiallager eine stetige Axiallast Fa einwirken, deren
Mindestwert Fam (in N) mit folgender Formel ermittelt wird:
Fam = 10-14 (n · C0)2
■ Maximale statische Axialtragfähigkeit
Seite 99
Diese entspricht der statischen Tragzahl C0.
Einbaurichtlinien
■ Montage und Einstellung
Die Lagerbestandteile sind trennbar und damit austauschbar.
Die Wellenscheibe wird mit Presspassung eingebaut. Die Gehäusescheibe muss frei beweglich sein, um sich selbst zentrieren
zu können. Um die korrekte Positionierung des Axiallagers beim
Einbau zu erleichtern, ist die Bohrung (d1) der Gehäusescheibe größer
als die der Wellenscheibe (d). Wenn die stetige Axiallast auf das
Axiallager ohne die Arbeitslast nicht ausreicht, muss mit Hilfe von
Federn eine Vorlast erzeugt werden, um die oben definierte dynamische Mindest-Axiallast zu erreichen.
d1
d1
35
;;;;;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-10
8:19 Uhr
Seite 36
Axialpendelrollenlager
Baureihen
;QQ;;Q;QQ;;Q;QQ;Q;;Q
;Q;Q
Q;Q;Q;Q;Q;Q;Q;Q;Q;Q;Q;Q;Q;Q;
Q;
Liste der
Standardwälzlager
293
294
■ Abmessungen
y;y;
y;y;
T
h2
D0
d
a
36
D
h1
h
d0
;;
;;
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-10
8:19 Uhr
Seite 37
1
Wälzlagerauswahl
Merkmale
■ Beschreibung
Axialpendelrollenlager bestehen aus zwei trennbaren Bestandteilen:
Aus der Wellenscheibe, auf die Käfig und Wälzkörper mit unsymmetrisch-tonnenförmigem Profil montiert sind, und aus der
Gehäusescheibe.
Alle Axialpendelrollenlager sind mit einem massiven Käfig aus Messing
ausgestattet, der sich über eine Hülse in der Bohrung der Wellenscheibe zentriert. Wenn sie mit einem Radialwälzlager (in den meisten
Fällen ein Pendelrollenlager) kombiniert werden, muss der Lastangriffspunkt A mit dem Lastangriffspunkt des Wälzlagers übereinstimmen, um die Selbsteinstellung zu ermöglichen.
A
Eigenschaften
- sehr hohe axiale Tragzahl
- relativ hohe radiale Tragzahl. Durch einen großen Berührungswinkel
von etwa 50° liegt die radiale Tragzahl etwa in der Größenordnung der
halben Axiallast.
- niedrige Drehzahlen
Die Fähigkeit der Selbsteinstellung durch das unsymmetrische Laufbahnprofil der Gehäusescheibe ermöglicht die Aufnahme von
Fluchtungsfehlern von etwa 2°. Dieser Wert ist jedoch so zu begrenzen,
dass er mit dem jeweils verwendeten Dichtungssystem vereinbar ist.
■ Toleranzen
Seite 66
Diese Axialpendelrollenlager werden ausschließlich in Standardpräzision gemäß den für Axiallager definierten Toleranzen
(ISO 199) gefertigt.
■ Lebensdauer
■ Mindest-Axiallast
Um eine einwandfreie Rotation ohne eine Gleitbewegung der Rollen zu
gewährleisten, muss auf die Axialpendelrollenlager eine stetige
Mindest-Axiallast Fam (in N) einwirken:
Fam = 2 · 10-16 (n · C0)2
Wenn die Axiallast im Betrieb niedriger ist als die Mindest-Axiallast,
muss mit Hilfe von Federn vorgespannt werden.
37
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-10
8:19 Uhr
Seite 38
Einbaurichtlinien
Die Lagerbestandteile sind trennbar und austauschbar.
Die Wellenscheibe wird mit Presspassung montiert. Die
andere Scheibe zentriert sich im Gehäuse, sofern das
Axiallager nicht mit einem anderen Radialwälzlager kombiniert wird. Wenn ein Radialwälzlager die Zentrierung
gewährleistet, muss die Gehäusescheibe des Axiallagers
frei beweglich sein.
■ Schmierung
Axialpendelrollenlager sind normalerweise hoch belastet
und müssen mit Öl geschmiert werden. Hierzu sind Öffnungen (o) in der Führungshülse des Käfigs vorgesehen.
Aufgrund der Innenkonstruktion dieser Lager ist eine
Fettschmierung nur bei niedrigen Drehzahlen und mäßiger
Last möglich.
■ Maximal zulässige Axialbelastung der Führungshülse
des Käfigs
Bei bestimmten Montageanordnungen, in denen die aus
ungehärtetem Stahl gefertigte Führungshülse des Käfigs
als Anlagefläche für einen Zwischenring dient, muss sichergestellt werden, dass die axiale Abstützkraft folgende
Werte nicht überschreitet:
- 0,4 C0 bei Axialpendelrollenlagern der Baureihe 29300
- 0,5 C0 bei Axialpendelrollenlagern der Baureihe 29401
1-11
Gehäuselagereinheiten
siehe SNR-Kataloge für Gehäuselagereinheiten
38
o
;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-12
8:19 Uhr
Seite 39
SNR Premier Wälzlager
1
Wälzlagerauswahl
SNR Premier
SNR hat sich es zum Ziel gesetzt, die Fortschritte, die in
den letzten Jahren im Bereich der Werkstoffe, der
Bearbeitungsqualität sowie der immer tieferen Kenntnis der
dynamischen Vorgänge im Inneren eines Wälzlagers
gemacht wurden, zum Nutzen seiner Kunden konsequent
umzusetzen.
Das Ergebnis ist die Kreation des Programms SNR Premier.
■ Werkstoffe/Wärmebehandlung
Die eingesetzten Wälzlagerstähle entsprechen in punkto
Reinheit und Homogenität den höchsten Ansprüchen.
In Verbindung mit einer genauestens abgestimmten
Wärmebehandlung – die Maßhaltigkeit bis zu 200 ºC
garantiert – ergibt sich ein Werkstoffgefüge, welches sich
positiv auf die Tragzahl und somit die Ermüdungslebensdauer der SNR Premier Wälzlager auswirkt.
■ Innere Geometrie/Fertigungsqualität
Optimierte Laufbahn- bzw. Wälzkörperprofile führen zu einer
besseren Lastverteilung im Wälzlager. Die permanenten
Verbesserungen der Fertigungsprozesse tragen dazu bei,
dass diese Profiloptimierungen auch tatsächlich umgesetzt
werden. Die genauere Kontrolle der Fertigungstoleranzen
trägt auch zu einer Optimierung der Oberflächengüte im
Inneren des Wälzlagers und somit zu einem ruhigeren Lauf
mit geringerer Wärmeentwicklung bei.
■ Qualitätsicherung
Unser konsequent umgesetztes QualitätssicherungsManagement sorgt dafür, dass es z. B. möglich ist, für
jedes Wälzlager die Herkunft des verwendeten Stahls zu
erfahren, bis hin zur Losnummer der verwendeten Charge.
■ Ergebnisse
Zuerst wurden die SNR Pendelrollenlager auf die Premier
Technologie umgestellt. Die bei diesen neuen Produkten
durchgeführten Tests zeigen eindeutige Vorteile: 18%
höhere dynamische Tragzahlen, mindestens 75% höhere
Lebensdauer (siehe Kapitel 1-8 bzw. in den entsprechenden
Produkttabellen).
Mit Premier bestätigt SNR seine Philosophie als PremiumHersteller: stetige Verbesserung jedes einzelnen Produkts
in seiner Anwendung, ohne Kostensteigerung.
Diese – von den Forschungs- und Entwicklungsteams
vorangetriebene – Arbeit betrifft vorrangig bestimmte
Produktlinien des Standardprogramms. Schrittweise
werden alle Wälzlager von SNR auf das Premier-Niveau
umgestellt.
39
;;;;
;;;
;
RZ_Kap.1-DT
16.06.2005
1-13
8:19 Uhr
Seite 40
Zubehör
■ Spannhülsen
Montagehülsen ermöglichen die Montage von Wälzlagern mit kegeliger
Bohrung auf Wellen mit großen Durchmessertoleranzen (max. h9). Die Arbeitsbereiche müssen dann nicht geschliffen werden.
Die Konizität beträgt standardmäßig 1/12 bei allen Wälzlagern und Hülsen bis
auf Serie 240 und 241 (Konizität 1/30).
Die Hülsen werden komplett mit Wellenmutter und Sicherungsblech geliefert.
Sie entsprechen der ISO-Norm 113/1.
Das Spannen der Hülsen ist eine diffizile Arbeit. Beachten Sie für eine korrekte
Montage die entsprechenden Hinweise.
■ Abziehhülsen
Die Abziehhülsen haben zwei Funktionen:
- Sie ermöglichen das Montieren von Wälzlagern mit kegeliger Bohrung auf
Wellen mit einer Schulter und einem präzisionsbearbeiteten Bereich und das
Einstellen der Lagerluft.
Die Abziehhülse wird in der Schwermontage verwendet oder wenn das Handhaben und Justieren der Wälzlager problematisch ist. Zum Abziehen ist eine
(separat angebotene) Mutter erforderlich, die auf die Hülse geschraubt wird
und sich auf einer Seite des Wälzlagers abstützt.
Die Konizität beträgt standardmäßig bei Wälzlagern und Hülsen 1/12 (bis auf
Serie 240 und 241).
■ Wellenmuttern
Die Wellenmuttern (ISO-Norm 2982) dienen zur axialen Befestigung der
Wälzlager:
- mit zylindrischer Bohrung
- mit kegeliger Bohrung
und zum Abziehen einer Abziehhülse
Wenn sie zur axialen Befestigung dienen, werden sie mit dem entsprechenden
Sicherungsblech montiert und bilden damit ein einfaches, wirtschaftliches und
platzsparendes Befestigungsmittel.
■ Sicherungsblech
Das Sicherungsblech (ISO 2982) dient zur positiven Arretierung der Wellenmutter auf der Welle. Die Verwendung des Sicherungsblech erfordert die
Einarbeitung einer Nut auf der Welle. Die große Anzahl von Laschen des
Sicherungsblechs ermöglicht das Arretieren der Mutter in der exakten Justierstellung.
siehe SNR-Broschüre „Know-how im Dienst der Wartung“
40
Liste der
Standardwälzlager
Seite 160
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 43
Allgemeine Hinweise
2
2-1
2-2
2-3
3
43 – 67
Wälzlagerarten
44 – 47
Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 – 47
48 – 53
3-1
Allgemeine Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 – 53
3-1A
3-1B
3-1C
Vollständige Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Basiskennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Vor- und Nachsetzzeichen SNR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 – 51
3-2
3-3
Kennzeichnung von Kegelrollenlagern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Kennzeichnung von Sonderlagern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4
4-1
4-2
5
Allgemeine
Hinweise
54 – 55
Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Austauschbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 – 55
Lagertoleranzen
56 – 67
5-1
Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 – 58
5-1A
5-1B
Definition der Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 – 57
Übereinstimmung verschiedener Wälzlagernormen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5-2
Wälzlagertoleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 – 67
5-2A
5-2B
5-2C
5-2D
5-2E
5-2F
5-2G
5-2H
5-2I
5-2J
Radiallager – Toleranzklasse Normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Hochgenauigkeits-Radiallager – Toleranzklasse 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Hochgenauigkeits-Radiallager – Toleranzklasse 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Hochgenauigkeits-Radiallager – Toleranzklasse 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Hochgenauigkeits-Radiallager – Toleranzklasse 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Kegelrollenlager – Toleranzklasse Normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Hochgenauigkeits-Kegelrollenlager – Toleranzklasse 6X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Hochgenauigkeits-Kegelrollenlager – Toleranzklasse 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Axialkugellager – Toleranzklasse Normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Kegelige Bohrungen: Konizität 1/12 und Konizität 1/30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
43
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 44
2
2-1
Wälzlagerarten
Definitionen
Ein Wälzlager sorgt für die bewegliche Verbindung zwischen zwei Teilen eines Mechanismus, die sich drehen. Seine Funktion besteht darin, eine relative Drehbewegung dieser Teile unter Last präzise und mit geringer Reibung zu gewährleisten.
■ Ein Wälzlager besteht aus folgenden Teilen:
- zwei Ringen mit Wälzkörperlaufbahnen, von denen einer mit dem feststehenden und
der andere mit dem beweglichen Bauteil verbunden ist
- Wälzkörpern, die eine Relativbewegung der beiden Ringe bei minimaler Reibung erlauben
- einem Käfig, der die Wälzkörper voneinander trennt
■ Wälzlager lassen sich in zwei grosse Familien einteilen:
- Kugellager, bei denen theoretisch ein Punktkontakt zwischen Kugel/Laufbahn vorliegt, welcher hohe Drehzahlen zuläßt
- Rollenlager, bei denen der Kontakt Rolle/Laufbahn theoretisch linienförmig ist und die dadurch höhere
Radiallasten aufnehmen können als Kugellager.
Bauart
Außenring
Innenring
Wälzkörper
Kunststoff
Kugellager
Zylinderrollenlager
Kegelrollenlager
Pendelrollenlager
Nadellager
44
Axialkugellager
(Gehäusescheibe)
(Wellenscheibe)
(Gehäusescheibe)
(Wellenscheibe)
Käfigausführungen
StahlMassiv
bearbeitet
blech
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 45
2
Wälzlagerarten
Begriffe
2-2
Die ISO-Norm 5593 enthält ein Vokabular der gängigen Begriffe im Bereich der Wälzlager und deren Technologie.
Begriffe und Definitionen sind in einem mehrsprachigen Lexikon zusammengefasst.
Allgemeine
Hinweise
Gehäuse
Außenring
Wälzkörper
Käfig
Teilkreisdurchmesser
Innenring
Welle
Schrägkugellager
Kugellager
Zylinderrollenlager
Aussendurchmesser
Breite
Breite
Abrundung
Laufbahn
paulement
Schulter
Hohlkehle für Dichtung
oder Deckscheibe
Stirnfläche
Wirklinie
Absatz
α
Teilkreisdurchmesser
Bohrung
α :: Berührungswinkel
Berührungswinkel
Lastangriffspunkt
Kegelrollenlager
Axialkugellager
Aussenring
Schulter
Schulter
α
Gehäusescheibe
Innenring
Wellenscheibe
Wellenscheibe
Wirklinie
α
Lastangriffspunkt
Lastangriffspunkt
α : Berührungswinkel
Berührungswinkel
α
Lastangriffspunkt
Berührungswinkel
α :: Berührungswinkel
Wirklinie
Wirklinie
45
;;;;;;;;;;;;;;
;
;;;;
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 46
2
2-3
Wälzlagerarten
Eigenschaften
Allgemeine Merkmale und Eigenschaften
Beispiele für Anwendungen
;;
■ Kugellager
- Radialkugellager, ein- oder zweireihig
Weit verbreiteter Einsatz wegen des Preis-Leistungs-Verhältnisses.
Zahlreiche Varianten (Abdeckung, Abdichtung, ...) und Größenauswahl.
Elektromotor
Räder von Anhängern
Haushaltselektrogeräte
Holzbearbeitungsmaschinen
Kleine Untersetzungsgetriebe, Schaltgetriebe
- Schrägkugellager einreihig
Immer gegenüberliegend zu einem Wälzlager vom gleichen Typ eingebaut.
Verschaffen der Welle eine hohe Steifigkeit, besonders unter Vorspannung.
Getriebe
Maschinenspindeln
- Schrägkugellager zweireihig
Können Axiallasten in beiden Richtungen aufnehmen.
Getriebe
Fahrzeugräder
Landtechnik
- Vierpunktlager
Oft in Kombination mit einem Radiallager.
■ Pendelkugellager oder Pendelrollenlager
- Pendelkugellager
Die hohlkugelige Laufbahn des Außenrings ermöglicht einen Schwenkwinkel.
Eine Variante mit kegeliger Bohrung erleichtert die Montage.
- Pendelrollenlager
Die hohlkugelige Laufbahn des Außenrings ermöglicht einen Schwenkwinkel.
Eine Variante mit kegeliger Bohrung erleichtert die Montage.
■ Rollenlager
- Zylinderrollenlager
Hervorragende Aufnahmefähigkeit von kurzfristigen Überlastungen und Stößen.
Sehr einfacher Einbau durch separat montierbare Ringe.
Spezifische Bauarten können Axialverschiebungen oder geringe Axiallasten
aufnehmen.
- Kegelrollenlager einreihig
Immer gegenüberliegend von einem Wälzlager vom gleichen Typ eingebaut.
Verschaffen der Welle eine hohe Steifigkeit, besonders unter Vorspannung.
Getriebe
Lange und flexible Welle
Walzgerüst
Großgetriebe
Großer Industrieventilator
Tagebaumaschine
Großer Elektromotor
Waggonachslager
Geriebe
Getriebewelle
Räder von Nutzfahrzeugen
Winkeltrieb mit Kegelritzeln
;
TGV-Achslager
Fahrzeugräder
;
- Kegelrollenlager zweireihig
(SNR TWINLINE)
- Nadellager
Nehmen relativ hohe Radiallasten auf, brauchen wenig Platz und bieten
eine hohe radiale Steifigkeit.
■ Axiallager
Axiallager sind immer mit anderen Wälzlagerarten kombiniert.
- Axialkugellager
Nehmen nur Axiallasten auf.
Müssen mit einem Radialwälzlager kombiniert werden.
- Axialpendelrollenlager
Nehmen Radial- und Axiallasten auf und lassen Fluchtungsfehler zu.
46
Vertikalwelle
Reitstockspindel
Kreiselpumpe
Schwere Vertikalwelle
Turbogenerator
Kranzapfen
Extruderschnecke
;
;;;;;;;;;;;;
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
15:12 Uhr
Seite 47
2
Wälzlagerarten
Tragzahl
Grenzdrehzahl
Radiallasten
Axiallasten
Zulässige
Fluchtungsfehler
zwischen Welle
und Gehäuse
;;;
Allgemeine
Hinweise
Arten
Baureihen
Radialkugellager
60-62-63
64-160-618
619-622623
Radialkugellager
zweireihig
42
43
Schrägkugellager
72-73
718
Vierpunktlager
QJ 2
QJ 3
Schrägkugellager
zweireihig
32-33
52-53
Schrägkugellager
TWINLINE
Spezial
Pendelkugellager
12-13
22-23
112-113
Querschnitt niedrig mittel
hoch
niedrig mittel
hoch
niedrig mittel
hoch
niedrig
hoch
N..2-N..3
Zylinderrollenlager(1) N..4
N..10
N..22-N..23
Kegelrollenlager
302-303
313-320
322-322B
323-323B
330-331
332
Kegelrollenlager
TWINLINE
Spezial
Pendelrollenlager
213-222
223-230
231-232
240-241
Axialkugellager,
einseitig wirkend
511-512
513-514
293
294
(1) Die Arten NJ und NUP nehmen geringe Axiallasten auf.
47
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 48
3
3-1
Allgemeine Kennzeichnung
■ ISO hat Normen für die allgemeine Einteilung nach Abmessungen gemäß den ISO-Normen 15, 355 und 104 erstellt.
Diese Normen ermöglichen eine universelle Verwendung von unterschiedlichen Wälzlagerarten.
- Die allgemeine Kennzeichnung im Rahmen der ISO-Normen 15 und 104 gilt für alle genormten Wälzlagerarten.
- Für Kegelrollenlager gilt die Kennzeichnung nach ISO-Norm 355.
Sonderlager verwenden eine spezielle Kennzeichnung.
3-1A
Vollständige Kennzeichnung
■ Die Kennzeichnung von Wälzlagern besteht aus folgenden Elementen:
60
Vorsetzzeichen
10
Kennzahl Baureihe
ZZ
Kennzahl Bohrung
(optional)
Nachsetzzeichen
(optional)
Basiskennzeichnung
Vollständige Kennzeichnung
Beispiele:
62 04 ZZ
kein Vorsetzzeichen
Baureihe 62
Radialkugellager
Nachsetzzeichen ZZ doppelseitige Abdeckung
Bohrungskennzahl 04 x 5 = 20 mm Bohrung
NU 314
Baureihe NU3:
Zylinderrollenlager
14 x 5 = 70 mm Bohrung
302 08
Baureihe 302
Kegelrollenlager
08 x 5 = 40 mm Bohrung
Die Tabelle auf der nächsten Seite enthält die unterschiedlichen Möglichkeiten von Baureihen- und Bohrungskennzahlen. Die wichtigsten Vor- und Nachsetzzeichen werden in Abschnitt 3-1C erklärt.
48
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 49
;
;
;
;
;
;
RZ_Kap.2-5-DT
3
3-1B
Basiskennzeichnung
60 10
;
;
;
Kennzahl Wälzlagerart
Baureihe
Kennzahl Wälzlagerart
Baureihe
Radialkugellager
60
62
63
64
160
618
619
622
623
Schrägkugellager
72
73
718
einreihig
einreihig
QJ2
QJ3
Vierpunktlager
2
3
42
43
32
33
mit Nut
zweireihig
52
53
zweireihig
302
303
313
320
322
323
330
331
332
213
222
223
230
231
232
240
241
Axialkugellager
Zylinderrollenlager
NU
N
NJ
NUP
511
512
513
514
Pendelkugellager
12
13
22
23
3
3
/4
4
4
4
5
5
6
/6
6
6
7
/7
7
7
8
/8
8
8
9
9
00
01
02
03
10
12
15
17
/22
/28
/32
22
28
32
Allgemeine
Hinweise
zweireihig ZZ oder EE
Pendelrollenlager
Kegelrollenlager
N..2
N..3
N..4
N..10
N..22
N..23
Kennzahl BohrungsBohrung durchm. mm
04
05
06
07
04x5
05x5
06x5
07x5
=
=
=
=
20
25
30
35
08
09
10
08x5 = 40
…
…
293
294
112
113
breiter Innenring
49
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 50
3
3-1C
Vor- und Nachsetzzeichen SNR
■ Die spezifischen Anforderungen von Sonderanwendungen haben uns veranlasst, zahlreiche Varianten der genormten
Wälzlager zu entwickeln. Diese Varianten unterscheiden sich in folgenden Kriterien:
- äußere Geometrie: Durchmesser, Bohrung, Breite, Toleranzen, Kantenabstände, Nuten, Hohlkehlen, Bund,
Schmierbohrungen, Paarung, ...
- innere Geometrie: Kontaktwinkel, erhöhte Kapazität, Luft, Präzision, ...
- Bestandteile: Werkstoff, Wärmebehandlung, Käfig, Schmierfett, ...
- Schutz und Abdichtung
Diese Modifikationen werden durch die, den genormten Kennzeichnungen hinzugefügten,
alphanumerischen Vor- und Nachsetzzeichen gekennzeichnet.
Vorsetzzeichen
Definition
CM
CUV
- Innenring mit Wälzkörpern separat geliefert
- Außenring separat geliefert
D
- Kegelrollenlager TWINLINE bestehend aus genormten Wälzlagerbestandteilen
JT
- Dichtung
N, NJ, NF, NU, NUP
N.. oder ..N
- Zylinderrollenlager
- Spezialnut am Außendurchmesser
Q.. oder ..Q
- Nicht ISO-konformer Bohrungsdurchmesser
RNU
RN
R.. oder ..R
- Zylinderrollenlager ohne Innenring
- Zylinderrollenlager ohne Außenring
- Spezielle Radien
T
T.. oder ..T
- Genormte Kegelrollenlager, neue ISO-Baureihen
- Bundlager (nicht genormt)
X.. oder ..X
X..D
- Nicht genormte Modifikation des genormten Außenmaßes
- Kegelrollenlager TWINLINE mit nicht genormten Außenmaßen
Y.. oder ..Y
- Werkstoffmodifikation und/oder Spezialwärmebehandlung (Spezialverwendung)
Nachsetzzeichen
A
-
Index für die Innenkonstruktion
Zweireihiges Radialkugellager ohne Einfüllnut mit Polyamidkäfig
Geschlossene einreihige Radialkugellager (ZZ oder EE) und Blechkäfig
Firmeninterner Fertigungsschlüssel
-
Kontaktwinkel 40° bei Schrägkugellagern (72, 73) und 20° bei Kegelrollenlagern
Index für innere Konstruktion von Pendelrollenlagern
Zweireihiges Radialkugellager mit Einfüllnut
Index für innere Konstruktion von Kegelrollenlagern
Umfangsnut und Schmierbohrungen am Außenring von Pendelrollenlagern (= W33)
Universalpaarung bei Schrägkugellagern (Kontaktwinkel 40°)
C
C2, C3, C4
C12
-
Lagerluft abweichend von CN
Kontaktwinkel 15° bei Präzisionsschrägkugellagern
DB
DF
DT
D..
-
Paarung in O-Anordnung
Paarung in X-Anordnung
Paarung in Tandem-Anordnung
Spezial-Schmierstoff
A50
A..
B
B22
B33
BG
50
Definition
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 51
3
Nachsetzzeichen
Definition
E
E, EE
E3, EE3
- Erhöhte Tragzahl bei Zylinder- oder Pendelrollenlagern
- Ein- oder zweiseitige Standardabdichtung für Kugellager
- Ein- oder zweiseitige Abdichtung für Hochtemperatur-Lager
F..
FT150
F600
F700
F800
- Speziallager mit kombinierten Funktionen, hergestellt
aus einem mehrfach modifiziertem Standardlager
- Abgedichtete Wälzlager für hohe Temperaturen bis 150 °C
- Spezialwälzlager für Ofenwagen
- Spezialwälzlager für hohe Umfangsgeschwindigkeiten
- Spezialwälzlager für Vibrationsmaschinen
G..
Spezialkäfig, z. B. G15 - Polyamidkäfig, glasfaserverstärkt
H
HT200
HV
- Kontaktwinkel 25° für Präzisionsschrägkugellager
- Topline-Rillenkugellager für hohe Temperaturen
- Topline-Rillenkugellager für hohe Drehzahlen
J20, J30, J40
- Lagerluft abweichend von Normal
K
K30
- kegelige Bohrung: Konizität 1/12
- kegelige Bohrung: Konizität 1/30
LLS
LT
- Labyrinthdichtung aus Stahlblech bei Radialkugellagern mit
balligem Außendurchmesser
- Topline-Rillenkugellager für niedrige Temperaturen
M
MA
MB
M..
-
N
NR
N2
- Nut für Sicherungsring im Außenring (ISO)
- Nut und Sicherungsring am Außenring (ISO)
- Aussparungen am Außenring für Verdrehsicherung (Vierpunktlager QJ)
P6X
- Kegelrollenlager der Präzisionsklasse ISO 6X
Q
- Modifizierte Bohrung
R
R23
RS, 2RS
- Modifizierte Radien
- Position des maximalen Radialschlags am Innenring
- Ein- oder zweiseitige Standardabdichtung für Kugellager
S
S..
- Außendurchmesser ballig
- Änderungs- oder Variantenindex
T
- Wälzlager mit Bund am Außendurchmesser
UA, UB
- Variantenindizes
V
- Index für innere Konstruktion
W33
- Umfangsnut und Schmierbohrungen am Außenring von Pendelrollenlagern
Y
- Polyamidkäfig
Z, ZZ
Z11
Z15
- Abdeckung durch ein oder zwei Metall-Deckscheiben
- Blech-Deckscheiben kombiniert mit einer Dichtung E10
- Blech-Deckscheiben kombiniert mit einer Dichtung E10 und E16
Allgemeine
Hinweise
Massivkäfig aus Messing, wälzkörpergeführt
Massivkäfig aus Messing, außenringgeführt
Massivkäfig aus Messing, innenringgeführt
Sonderprüfung
51
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 52
3
Kennzeichnung von Kegelrollenlagern
3-2
Die ISO-Norm 355 definiert die Abmessungen der Baureihen von Kegelrollenlagern.
■ Die alte Kennzeichnung wurde im vorliegenden Katalog beibehalten.
Die neue Kennzeichnung wurde jedoch für jedes Wälzlager mit aufgenommen.
T
4
C
D
075
Buchstabe T
für Kegelrollenlager
Wälzlagerbohrung
in mm
;;;
Kontaktwinkelbereich
WinkelKontaktreihe
winkel
2
3
4
5
6
7
10°
13°52’
15°59’
18°55’
23°
27°
<
<
<
<
<
<
α
α
α
α
α
α
≤
≤
≤
≤
≤
≤
Breitenreihe
B
C
D
E
13°52’
15°59’
18°55’
23°
27°
30°
Durchmesserreihe
B
C
D
E
F
G
Breiten- und Durchmesserreihen
Durchmesserreihen
G
F
E
D
C
B
BCDE
52
BCDE
BCDE
BCDE
BCDE
B C D E
Breitenreihen
;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 53
3
Kennzeichnung von Sonderlagern
;;;;;;;
3-3
■ Die Kennzeichnung von Sonderlagern ist nicht genormt und für jeden Hersteller spezifisch.
Die von SNR definierte Kennzeichnung wird nachfolgend erläutert.
Y53
GB
Modifikation von Werkstoff oder Wärmebehandlung (optional)
40256
S01
Laufende Nummer in folgenden Bereichen:
9000 bis 13999
40000 bis 42999
Variante
Beispiele
;
;
Wälzlagerart
Allgemeine
Hinweise
AB
Radialkugellager, einreihig
BB
GB
Schrägkugellager, zweireihig und zweiteilig
TGB
Schrägkugellager, zweireihig mit Flansch
HGB
Schrägkugellager, zweireihig mit Doppelflansch
DB
Radialkugellager, zweireihig
AP
Axialkugellager
QJ
Vierpunktlager
TJ
Dreipunktlager
N..
Zylinderrollenlager: N, NU, NUP
GNU
Laufrolle mit Zylinderrollenlager
EC
Kegelrollenlager, einreihig
FC
Kegelrollenlager, zweireihig
TFC
Kegelrollenlager, zweireihig mit Flansch
QR
Kreuzrollenlager
X..
Sensorlager
XGB, XTGB, XHGB, XFC, XTFC
53
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 54
4
4-1
Normen
;;;;;;
Die International Standard Organisation (ISO) entwickelt und koordiniert Normen, um den internationalen Austausch
von Produkten und Dienstleistungen zu erleichtern. Sie vereint nationale Normungsausschüsse von 89 Ländern
(AFNOR-Frankreich, DlN-Deutschland, UNI-Italien, BS-Großbritannien, ANSI-USA, ...).
Für die Normung von Wälzlagern ist der Technische Ausschuss „TC4“ der ISO zuständig, in dem SNR aktiv tätig ist.
Die wichtigsten Normen für Radial- und Axiallager sind im Anhang definiert.
4-2
;
;
Austauschbarkeit
■ Die Austauschbarkeit in Bezug auf Abmessungen wird durch Werte und Toleranzen der Abmessungen von
Wälzlagern gewährleistet.
Alle Wälzlagerarten bis
auf Kegelrollenlager
und Axiallager.
d Bohrungsdurchmesser
D Außendurchmesser
B Breite des Wälzlagers oder
Breite des Innenrings
C Breite des Außenrings
T Gesamtbreite oder -höhe
r Radius
B
Kegelrollenlager
T
C
r
r
r
r
D
D d
d
B
Die strikte Anwendung der Normen bei der Wälzlagerherstellung ermöglicht eine optimale Austauschbarkeit von Wälzlagern mit der gleichen Kennzeichnung, ungeachtet des Herstellers, des Produktionsorts oder des Produktionsdatums.
Die Normung von Wälzlagern ermöglicht auch eine vollständige oder teilweise Austauschbarkeit in Bezug auf
Abmessungen von unterschiedlichen Wälzlagerarten. Die funktionale Austauschbarkeit sollte überprüft werden.
■ Kennzeichnung von Wälzlagern in Bezug auf Außendurchmesser und Breiten
Die Normen sehen für die gleiche Bohrung mehrere Durchmesserreihen
(Reihe 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4 in aufsteigender Reihenfolge) vor.
Für jede Durchmesserreihe gibt es mehrere Breitenreihen (Reihe 0, 1, 2, 3, 4 in aufsteigender Reihenfolge).
Durchmesserreihe
Breitenreihe
8
1
9
2
618
718
1
0
3
619
0
1
160
60
2
1
3
4
3
4
630
728
320
330
331
N..10
239
54
230
240
231
241
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 55
4
■ Austauschbarkeit der separaten Bauteile von Zylinder- oder Kegelrollenlagern
;;;;;;;;
Zylinder- oder Kegelrollenlager können in zwei Teile zerlegt werden: einen bestückten Ring, der mit Käfig und Rollen
verbunden ist, und einen unbestückten Ring.
Zylinderrollenlager.
Die Austauschbarkeit wird durch die Maße unter den Rollen F
und über den Rollen E gewährleistet.
Allgemeine
Hinweise
ØE
ØF
;
;
;
Kegelrollenlager.
Die Austauschbarkeit der Innenteile (bestückte Innenringe)
und Außenringe wird durch die ISO-Norm 355 gewährleistet,
die Kontaktwinkel α und den theoretischen Innendurchmesser des Außenrings E definiert. Die Wälzlager müssen
identisch sein (gleiches Nachsetzzeichen).
α
α
ØE
Achtung: Die Austauschbarkeit ist bei SNR-Teilen vollständig gewährleistet. Die ISO hat die Werte der obenstehenden Maße genormt, ohne die Toleranzen zu präzisieren. Wenn daher auch die Montage von Teilen
unterschiedlicher Hersteller problemlos erfolgt, so ermöglicht sie doch nicht immer die optimalen Leistungen
und sollte daher vermieden werden.
Für die gleiche Bohrung:
Austauschbarkeit Außendurchmesser
Austauschbarkeit
Breite + Durchm.
Durchmesserreihe
Breitenreihe
2
0
2
62
2
622
3
3
0
2
63
3
623
42
73
QJ2
QJ3
22
302
322
33
52
53
332
13
23
303
323
323B
N..22
222
0
64
32
322B
N..2
3
43
72
12
4
232
N..3
N..23
213
223
N..4
55
;
;
;
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 56
;
5
5-1
Lagertoleranzen
Normen
;
■ Die ISO 492 spezifiziert die Abmessungen des Einbauraumes und die Rundlaufgenauigkeit von Radialwälzlagern
der metrischen Reihe.
Die Maßtoleranzen, die von dieser Norm definiert werden, werden durch folgende Symbole gekennzeichnet:
Außenring
Meisterinnenring,
bestückt
r
r
D d
B
r
r
B
T
C
T2
bestückter
Innenring
Meisteraußenring
T1
r
r
D d
D d
B
■ Von der ISO 492 definierte Toleranzklassen:
- Die Klasse Normal gilt für alle Standardwälzlager und wird allgemein bei der
Bezeichnung eines Wälzlagers nicht angegeben.
- Die Klassen für höhere Genauigkeit lauten in der Reihenfolge zunehmender Präzision: ISO 6, ISO 5, ISO 4, ISO 2
Diese Klassen werden bei der Kennzeichnung des Wälzlagers mit einem Nachsetzzeichen angegeben.
Beispiel:
J 3 5
Lagerluftgruppe 3
Präzisionsklasse ISO 5
Die ISO 199 definiert gleichermaßen die Maßtoleranzen von Axiallagern.
Die ISO 582 definiert die Toleranzen für die Radien an Wälzlagern. Die Maße der zulässigen Hohlkehlen
und Schultern sind in den Tabellen mit den Merkmalen von Wälzlagern enthalten.
Die ISO 5753 definiert die Toleranzen für die radiale Lagerluft von Wälzlagern.
5-1A
Definition der Toleranzen
Die Toleranzklassen definieren mehrere Typen von Toleranzen und Merkmalen bei einer Temperatur von 20 °C ± 1 °C.
■ Maßtoleranzen
Die ISO 492 definiert die Toleranzen für die drei Hauptabmessungen von Wälzlagern:
- Bohrungsdurchmesser d
- Außendurchmesser D
- Breite von Ring B und C und, bei Kegelrollenlagern, Gesamtbreite T
■ Funktionstoleranzen
Die Norm definiert auch die Rundlaufgenauigkeit von Wälzlagern:
- Rundlaufabweichung jedes Ringes. Sie wird am beweglichen Ring in Bezug auf den feststehenden Ring gemessen.
- Planlauf der Bezugsfläche des Innenrings zur Bohrung
- Planlauf der Außenfläche zur Bezugsfläche
- Planlauf der Bezugsfläche zur Laufbahn
56
;;;;
;
;;;;
;
;
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 57
5
Lagertoleranzen
Maßtoleranzen
d: Nenndurchmesser
der Bohrung.
Abweichungen
Δdmp - Abweichung des mittleren Bohrungsdurchmessers
Vdp
Vdmp
D: Nenndurchmesser
des Außenmantels
in einer Ebene (Toleranz für mittleren Durchmesser)
- Schwankung des Bohrungsdurchmessers in einer
radialen Ebene (Unrundheit)
- Schwankung des mittleren Bohrungsdurchmessers
bei zylindrischer Bohrung (Konizität)
ΔDmp - Abweichung des mittleren Außendurchmessers
Allgemeine
Hinweise
in einer Ebene (Toleranz für mittleren Durchmesser)
- Schwankung des Außendurchmessers in einer
radialen Ebene (Unrundheit)
VDmp - Schwankung des mittleren Außendurchmessers
(Konizität)
VDp
B: Nennbreite des
Innenringes
ΔBs
VBs
C: Nennbreite des
Außenringes
ΔCs
VCs
T: Nennbreite des Kegelrollenlagers
T1: tatsächliche Nennbreite
des bestückten Innenringes
T2: tatsächliche Nennbreite
des bestückten
Außenringes
ΔTs
ΔT1s
ΔT2s
Funktionstoleranzen
Rundlaufabweichung
Kia
Sd
SD
Planlauf der Laufbahn des
Wälzlagers
- Schwankung der Innenringbreite (Parallelität der
Stirnflächen)
- Abweichung der an einer Stelle gemessenen
Breite des Außenringes (Breitentoleranz)
- Schwankung der Außenringbreite (Parallelität der
Stirnflächen)
- Abweichung der tatsächlichen Lagerbreite
- Abweichung der tatsächlichen Breite des
bestückten Innenringes
- Abweichung der tatsächlichen Breite des bestückten Außenringes
Abweichungen
Kea
Planlauf der Bezugsfläche
- Abweichung der an einer Stelle gemessenen
Breite des Innenringes (Breitentoleranz)
Sea
Sia
- Rundlaufabweichung des Innenrings des
zusammengebauten Wälzlagers
- Rundlaufabweichung des Außenrings des
zusammengebauten Wälzlagers
- Axialschlag der Bezugsfläche (oder ggf. der
großen Stirnfläche) des Innenrings zur Bohrung
(Planlauf der Stirnfläche des Innenrings)
- Schwankung der Neigung der Mantellinie
gegenüber der Bezugsseitenfläche (oder der
großen Stirnfläche) des Außenrings
(Seitenschlag)
- Axialschlag der Bezugsfläche (oder großen
Stirnfläche) des Außenrings zur Laufbahn,
gemessen am zusammengebauten Wälzlager
(Planlauf der Laufbahn des Außenrings)
- Axialschlag der Bezugsfläche (oder großen
Stirnfläche) des Innenrings zur Laufbahn,
gemessen am zusammengebauten Wälzlager
(Planlauf der Laufbahn des Innenrings)
Wenden Sie sich bezüglich der Messverfahren an SNR.
57
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 58
5
5-1B
Lagertoleranzen
Übereinstimmung verschiedener Wälzlagernormen
Toleranzklasse
ISO
Standard Genauigkeit
Hohe Genauigkeit
Toleranzklasse
AFNOR
Normal
6
5
4
2
Normal
6
5
4
2
Toleranzklasse
ABEC
1
3
5
7
9
Toleranzklasse
DIN
P0
P6
P5
P4
P2
Bei bestimmten Kenngrößen weichen die in den einzelnen Normen angegebenen Werte geringfügig von einander ab.
Die Angabe einer Toleranzklasse auf einem Wälzlager erfordert, dass alle Toleranzen der jeweiligen Klasse eingehalten
werden.
Einige Anwendungsfälle erfordern jedoch ein Wälzlager, bei dem nur bestimmte Maße oder Merkmale eine spezielle
Toleranz haben müssen.
Um die Verwendung eines zu teuren Hochgenauigkeitslagers zu vermeiden, kann SNR Wälzlager mit geringeren
Toleranzen bei ausgewählten Abmessungen oder Merkmalen liefern.
Beispiel: Rundlaufabweichung des Innenrings bei Wälzlagern für hohe Drehzahlen in Holzmaschinenspindeln.
Wenden Sie sich an SNR.
5-2
Wälzlagertoleranzen
■ Radiallager
-
Toleranzklasse
Toleranzklasse
Toleranzklasse
Toleranzklasse
Toleranzklasse
Normal
6
5
4
2
■ Kegelrollenlager
- Toleranzklasse Normal
- Toleranzklasse 6X
- Toleranzklasse 5
■ Axiallager
- Toleranzklasse Normal, 6 und 5
■ Kegelbohrungen
- kegelige Bohrung Konizität 1/12 und 1/30
58
ISO 492
Abschnitt
Abschnitt
Abschnitt
Abschnitt
Abschnitt
5-2A
5-2B
5-2C
5-2D
5-2E
ISO 492
Abschnitt 5-2F
Abschnitt 5-2G
Abschnitt 5-2H
ISO 199
Abschnitt 5-2I
ISO 492
Abschnitt 5-2J
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 59
5
Lagertoleranzen
Radiallager – Toleranzklasse Normal
5-2A
Mit Ausnahme von Kegelrollenlagern und Axiallagern. ISO 492.
■ Innenring
Toleranzen in µm
ΔBs
Vdp(1)
Δdmp
d
mm
Durchmesserreihen
9
o. A.*
u. A.*
0, 1
max.
Vdmp
Kia
max.
max.
alle
o. A.*
2, 3, 4
VBs
normal modifiziert(1)
u. A.*
Allgemeine
Hinweise
max.
0,6 ≤d≤
2,5 <d≤
10 <d≤
2,5
10
18
0
0
0
-8
-8
-8
10
10
10
8
8
8
6
6
6
6
6
6
10
10
10
0
0
0
-40
-120
-120
-250
-250
12
15
20
18 <d≤
30 <d≤
50 <d≤
30
50
80
0
0
0
-10
-12
-15
13
15
19
10
12
19
8
9
11
8
9
11
13
15
20
0
0
0
-120
-120
-150
-250
-250
-380
20
20
25
80 <d≤ 120
120 <d≤ 180
180 <d≤ 250
0
0
0
-20
-25
-30
25
31
38
25
31
38
15
19
23
15
19
23
25
30
40
0
0
0
-200
-250
-300
-380
-500
-500
25
30
30
250 <d≤ 315
315 <d≤ 400
400 <d≤ 500
0
0
0
-35
-40
-45
44
50
56
44
50
56
26
30
34
26
30
34
50
60
65
0
0
0
-350
-400
-450
-500
-630
-
35
40
50
500 <d≤ 630
630 <d≤ 800
800 <d≤ 1000
0
0
0
-50
-75
-100
63
-
63
-
38
-
38
-
70
80
90
0
0
0
-500
-750
-1000
-
60
70
80
* oberes/unteres Abmaß
(1) Bezieht sich auf einzelne Wälzlagerringe zur paarweisen Montage.
■ Außenring
Toleranzen in µm
VDp(1)
Wälzlager
offen
ΔDmp
D
mm
2,5 ≤D≤
6 <D≤
18 <D≤
VDmp(1)
Kea
Durchmesserreihen
9
o. A.*
Wälzlager
abgedeckt
0, 1
u. A.*
2, 3, 4
max.
ΔCs
VCs
ΔC1s(2)
VC1s(2)
2, 3, 4
max.
max.
6
18
30
0
0
0
-8
-8
-9
10
10
12
8
8
9
6
6
7
10
10
12
6
6
7
15
15
15
30 <D≤ 50
50 <D≤ 80
80 <D≤ 120
0
0
0
-11
-13
-15
14
16
19
11
13
19
8
10
11
16
20
26
8
10
11
20
25
35
120 <D≤ 150
150 <D≤ 180
180 <D≤ 250
0
0
0
-18
-25
-30
23
31
38
23
31
38
14
19
23
30
38
-
14
19
23
40
45
50
250 <D≤ 315
315 <D≤ 400
400 <D≤ 500
0
0
0
-35
-40
-45
44
50
56
44
50
56
26
30
34
-
26
30
34
60
70
80
500 <D≤ 630
630 <D≤ 800
800 <D≤ 1000
0
0
0
-50
-75
-100
63
94
125
63
94
125
38
55
75
-
38
55
75
100
120
140
Hinweis: Die Toleranzen für den Außendurchmesser D1 des Bundes am Außenring entsprechen der ISO 492.
(1) Vor der Montage und nach Entfernen des inneren Halteringes bzw. des äußeren Sicherungsringes.
(2) Gilt nur für Rillenkugellager.
o. A.* u. A.* max.
Identisch mit
ΔBs und VBs
des Innenrings
des gleichen
Wälzlagers
59
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 60
5
Lagertoleranzen
Hochgenauigkeits-Radiallager – Toleranzklasse 6
5-2B
■ Innenring
Toleranzen in µm
ΔBs
Vdp
Δdmp
d
mm
o. A.*
Vdmp
Durchmesserreihen
9
u. A.*
0, 1
max.
Kia
2, 3, 4
max.
max.
VBs
alle
o. A.*
normal modifiziert(1)
u. A.*
max.
0,6 ≤d≤
2,5 <d≤
10 <d≤
2,5
10
18
0
0
0
-7
-7
-7
9
9
9
7
7
7
5
5
5
5
5
5
5
6
7
0
0
0
-40
-120
-120
-250
-250
12
15
20
18 <d≤
30 <d≤
50 <d≤
30
50
80
0
0
0
-8
-10
-12
10
13
15
8
10
15
6
8
9
6
8
9
8
10
10
0
0
0
-120
-120
-150
-250
-250
-380
20
20
25
80 <d≤ 120
120 <d≤ 180
180 <d≤ 250
0
0
0
-15
-18
-22
19
23
28
19
23
28
11
14
17
11
14
17
13
18
20
0
0
0
-200
-250
-300
-380
-500
-500
25
30
30
250
315
400
500
0
0
0
0
-25
-30
-35
-40
31
38
44
50
31
38
44
50
19
23
26
30
19
23
26
30
25
30
35
40
0
0
0
0
-350
-400
-450
-500
-500
-630
-
35
40
45
50
<d≤
<d≤
<d≤
<d≤
315
400
500
630
■ Außenring
Toleranzen in µm
VDp(1)
Wälzlager VDmp(1)
abgedeckt
Wälzlager
offen
ΔDmp
D
mm
2,5 ≤D≤
6 <D≤
18 <D≤
Durchmesserreihen
9
o. A.*
0, 1
u. A.*
2, 3, 4
max.
ΔCs
VCs
ΔC1s(2)
VC1s(2)
o. A.* u. A.*
max.
0, 1, 2, 3, 4
max.
max.
6
18
30
0
0
0
-7
-7
-8
9
9
10
7
7
8
5
5
6
9
9
10
5
5
6
8
8
9
30 <D≤ 50
50<D≤ 80
80<D≤ 120
0
0
0
-9
-11
-13
11
14
16
9
11
16
7
8
10
13
16
20
7
8
10
10
13
18
120 <D≤ 150
150 <D≤ 180
180 <D≤ 250
0
0
0
-15
-18
-20
19
23
25
19
23
25
11
14
15
25
30
-
11
14
15
20
23
25
250 <D≤ 315
315 <D≤ 400
400 <D≤ 500
0
0
0
-25
-28
-33
31
35
41
31
35
41
19
21
25
-
19
21
25
30
35
40
500 <D≤ 630
630 <D≤ 800
800 <D≤ 1000
0
0
0
-38
-45
-60
48
56
75
48
56
75
29
34
45
-
29
34
45
50
60
75
60
Kea
Identisch mit
ΔBs und VBs
des Innenrings
des gleichen
Wälzlagers
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 61
5
Lagertoleranzen
5-2C
■ Innenring
Toleranzen in µm
ΔBs
Vdp
Δdmp
d
mm
Durchmesserreihen
9
o. A.*
u. A.*
Vdmp
Kia
Sd
Sia(1)
max.
max.
max.
max.
0, 1, 2, 3, 4
max.
VBs
alle normal modifi.(2)
o. A.*
u. A.*
max.
0,6 ≤d≤
2,5 <d≤
10 <d≤
2,5
10
18
0
0
0
-5
-5
-5
5
5
5
4
4
4
3
3
3
4
4
4
7
7
7
7
7
7
0
0
0
-40
-40
-80
-250
-250
-250
5
5
5
18 <d≤
30 <d≤
50 <d≤
30
50
80
0
0
0
-6
-8
-9
6
8
9
5
6
7
3
4
5
4
5
5
8
8
8
8
8
8
0
0
0
-120
-120
-150
-250
-250
-250
5
5
6
80 <d≤ 120
120 <d≤ 180
180 <d≤ 250
0
0
0
-10
-13
-15
10
13
15
8
10
12
5
7
8
6
8
10
9
10
11
9
10
13
0
0
0
-200
-250
-300
-380
-380
-500
7
8
10
250 <d≤ 315
315 <d≤ 400
0
0
-18
-23
18
23
14
18
9
12
13
15
13
15
15
20
0
0
-350
-400
-500
-630
13
15
Allgemeine
Hinweise
■ Außenring
Toleranzen in µm
VDp
ΔDmp
D
mm
Durchmesserreihen
9
VDmp
Kea
max.
max.
0, 1, 2, 3, 4
Sea(1)(2) Sea1(2)
max.
max.
ΔCs
ΔC1s(2)
u. A.*
6
18
30
0
0
0
-5
-5
-5
5
5
6
4
4
5
3
3
3
5
5
6
8
8
8
8
8
8
11
11
11
30 <D≤ 50
50 <D≤ 80
80 <D≤ 120
0
0
0
-7
-9
-10
7
9
10
5
7
8
4
5
5
7
8
10
8
8
9
8
10
11
11
14
16
120 <D≤ 150
150 <D≤ 180
180 <D≤ 250
0
0
0
-11
-13
-15
11
13
15
8
10
11
6
7
8
11
13
15
10
10
11
13
14
15
18
20
21
250 <D≤ 315
315 <D≤ 400
400 <D≤ 500
0
0
0
-18
-20
-23
18
20
23
14
15
17
9
10
12
18
20
23
13
13
15
18
20
23
25
28
33
11
13
15
500 <D≤ 630
630 <D≤ 800
0
0
-28
-35
28
35
21
26
14
18
25
30
18
20
25
30
35
42
18
20
(1) Gilt nur für Wälzlager mit Außenring mit Bund.
o. A.*
VCs
VC1s(2)
u. A.* max.
o. A.*
2,5 ≤D≤
6 <D≤
18 <D≤
max.
SD(1)
SD1(2)
max.
5
5
5
Identisch mit
ΔBs des
Innenrings
des gleichen
Wälzlagers
5
6
8
8
8
10
61
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 62
5
5-2D
Lagertoleranzen
■ Innenring
Toleranzen in µm
ΔBs
Vdp
Δdmp
d
mm
Δds(1)
Durchmesserreihen
9
0, 1, 2, 3, 4
max.
o. A.* u. A.* o. A.* u. A.*
Vdmp Kia
Sd
Sia(2)
VBs
alle normal modifi.(3)
max. max. max. max. o. A.*
u. A.*
max.
0,6 ≤d≤
2,5 <d≤
10 <d≤
2,5
10
18
0
0
0
-4
-4
-4
0
0
0
-4
-4
-4
4
4
4
3
3
3
2
2
2
2,5
2,5
2,5
3
3
3
3
3
3
0
0
0
-40
-40
-80
-250
-250
-250
2,5
2,5
2,5
18 <d≤
30 <d≤
50 <d≤
30
50
80
0
0
0
-5
-6
-7
0
0
0
-5
-6
-7
5
6
7
4
5
5
2,5
3
3,5
3
4
4
4
4
5
4
4
5
0
0
0
-120
-120
-150
-250
-250
-250
2,5
3
4
80 <d≤ 120
120 <d≤ 180
180 <d≤ 250
0
0
0
-8
-10
-12
0
0
0
-8
-10
-12
8
10
12
6
8
9
4
5
6
5
6
8
5
6
7
5
7
8
0
0
0
-200
-250
-300
-380
-380
-500
4
5
6
(1) Diese Abweichungen gelten nur für die Durchmesserserie 0, 1, 2, 3 und 4.
■ Außenring
Toleranzen in µm
VDp
ΔDmp
D
ΔDs(1)
mm
Durchmesserreihen
9
max.
o. A.* u. A.* o. A.* u. A.*
2,5 ≤D≤
6 <D≤
18 <D≤
0, 1, 2, 3, 4
SD(2) Sea(2)(3) Sea1(3)
ΔCs
VCs
SD1(3)
ΔC1s(3)
VC1s(3)
max. max. max. max. max. o. A.* u. A.* max.
VDmp Kea
6
18
30
0
0
0
-4
-4
-5
0
0
0
-4
-4
-5
4
4
5
3
3
4
2
2
2,5
3
3
4
4
4
4
5
5
5
7
7
7
30 <D≤ 50
50 <D≤ 80
80 <D≤ 120
0
0
0
-6
-7
-8
0
0
0
-6
-7
-8
6
7
8
5
5
6
3
3,5
4
5
5
6
4
4
5
5
5
6
7
7
8
120 <D≤ 150
150 <D≤ 180
180 <D≤ 250
0
0
0
-9
-10
-11
0
0
0
-9
-10
-11
9
10
11
7
8
8
5
5
6
7
8
10
5
5
7
7
8
10
10
11
14
250 <D≤ 315
315 <D≤ 400
0
0
-13
-15
0
0
-13
-15
13
15
10
11
7
8
11
13
8
10
10
13
14
18
62
2,5
2,5
2,5
Identisch mit
ΔBs des
Innenrings
des gleichen
Wälzlagers
2,5
3
4
5
5
7
7
8
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 63
5
Lagertoleranzen
5-2E
■ Innenring
Toleranzen in µm
ΔBs
Δdmp
d
mm
o. A.*
Δds
Vdp(1)
u. A.* o. A.* u. A.* max. max. max.
Vdmp
Kia
Sd
Sia(2)
VBs
max.
max.
o. A.*
u. A.*
alle
max.
normal modif. (3)
0,6 ≤d≤
2,5 <d≤
10 <d≤
2,5
10
18
0
0
0
-2,5
-2,5
-2,5
0
0
0
-2,5
-2,5
-2,5
2,5
2,5
2,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
0
0
0
-40
-40
-80
-250
-250
-250
1,5
1,5
1,5
18 <d≤
30 <d≤
50 <d≤
30
50
80
0
0
0
-2,5
-2,5
-4
0
0
0
-2,5
-2,5
-4
2,5
2,5
4
1,5
1,5
2
2,5
2,5
2,5
1,5
1,5
1,5
2,5
2,5
2,5
0
0
0
-120
-120
-150
-250
-250
-250
1,5
1,5
1,5
120
150
180
250
0
0
0
0
-5
-7
-7
-8
0
0
0
0
-5
-7
-7
-8
5
7
7
8
2,5
3,5
3,5
4
2,5
2,5
5
5
2,5
2,5
4
5
2,5
2,5
5
5
0
0
0
0
-200
-250
-250
-300
-380
-380
-380
-500
2,5
2,5
4
5
80
120
150
180
<d≤
<d≤
<d≤
<d≤
■ Außenring
Toleranzen in µm
ΔDmp
D
mm
ΔDs(1)
o. A.* u. A.* o. A.* u. A.*
2,5 ≤D≤
6 <D≤
18 <D≤
Allgemeine
Hinweise
VDp(1)
VDp
Kea
max.
max.
max.
SD(2) Sea(2)(3) Sea1(3)
ΔCs
VCs
SD1(3)
ΔC1s(3)
VC1s(3)
max. max. max. o. A.* u. A.* max.
6
18
30
0
0
0
-2,5
-2,5
-4
0
0
0
-2,5
-2,5
-4
2,5
2,5
4
1,5
1,5
2
1,5
1,5
2,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
2,5
3
3
4
30 <D≤ 50
50 <D≤ 80
80 <D≤ 120
0
0
0
-4
-4
-5
0
0
0
-4
-4
-5
4
4
5
2
2
2,5
2,5
4
5
1,5
1,5
2,5
2,5
4
5
4
6
7
120 <D≤ 150
150 <D≤ 180
180 <D≤ 250
0
0
0
-5
-7
-8
0
0
0
-5
-7
-8
5
7
8
2,5
3,5
4
5
5
7
2,5
2,5
4
5
5
7
7
7
10
250 <D≤ 315
315 <D≤ 400
0
0
-8
-10
0
0
-8
-10
8
10
4
5
7
8
5
7
7
8
10
11
1,5
1,5
1,5
Identisch mit
ΔBs des
Innenrings
des gleichen
Wälzlagers
1,5
1,5
2,5
2,5
2,5
4
5
7
63
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 64
5
Lagertoleranzen
Kegelrollenlager – Toleranzklasse Normal
5-2F
ISO 492
■ Durchmesser und Rundlaufabweichung – Innenring
Toleranzen in µm
Δdmp
d
Vdp
Vdmp
Kia
oberes Abmaß
oberes Abmaß
max.
max.
max.
18
30
50
0
0
0
-12
-12
-12
12
12
12
9
9
9
15
18
20
50 <d≤ 80
80 <d≤ 120
120 <d≤ 180
0
0
0
-15
-20
-25
15
20
25
11
15
19
25
30
35
180 <d≤ 250
250 <d≤ 315
315 <d≤ 400
0
0
0
-30
-35
-40
30
35
40
23
26
30
50
60
70
mm
10 ≤d≤
18 <d≤
30 <d≤
■ Durchmesser und Rundlaufabweichung – Außenring
ΔDmp
D
Toleranzen in µm
VDp
VDmp
Kea
oberes Abmaß
unteres Abmaß
max.
max.
max.
30
50
80
0
0
0
-12
-14
-16
12
14
16
9
11
12
18
20
25
80 <D≤ 120
120 <D≤ 150
150 <D≤ 180
0
0
0
-18
-20
-25
18
20
25
14
15
19
35
40
45
180 <D≤ 250
250 <D≤ 315
315 <D≤ 400
0
0
0
-30
-35
-40
30
35
40
23
26
30
50
60
70
400 <D≤ 500
500 <D≤ 630
0
0
-45
-50
45
50
34
38
80
100
mm
18 ≤D≤
30 <D≤
50 <D≤
■ Breite – Innenring und Außenring, einreihige Kegelrollenlager und einreihig bestückte Innenringe
Toleranzen in µm
d
mm
ΔBs
ΔCs
ΔTs
ΔT1s
ΔT2s
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
10≤d≤ 18
18<d≤ 30
30<d≤ 50
0
0
0
-120
-120
-120
0
0
0
-120
-120
-120
+200
+200
+200
0
0
0
+100
+100
+100
0
0
0
+100
+100
+100
0
0
0
50<d≤ 80
80<d≤120
120<d≤180
0
0
0
-150
-200
-250
0
0
0
-150
-200
-250
+200
+200
+350
0
-200
-250
+100
+100
+150
0
-100
-150
+100
+100
+200
0
-100
-100
180<d≤250
250<d≤315
315<d≤400
0
0
0
-300
-350
-400
0
0
0
-300
-350
-400
+350
+350
+400
-250
-250
-400
+150
+150
+200
-150
-150
-200
+200
+200
+200
-100
-100
-200
64
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 65
5
Lagertoleranzen
Hochgenauigkeits-Kegelrollenlager – Toleranzklasse 6X
5-2G
Die Toleranzen für Durchmesser und Rundlaufabweichung von Innenring und Außenring dieser Toleranzklasse sind identisch mit
Abschnitt 5-2 F für die Normalklasse. Die Toleranzen für die Breite sind nachfolgend aufgeführt.
■ Breite – Innenring und Außenring, einreihige Kegelrollenlager und bestückte Innenringe
Toleranzen in µm
ΔBs
d
mm
ΔCs
ΔTs
ΔT1s
Allgemeine
Hinweise
ΔT2s
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
10≤d≤ 18
18<d≤ 30
30<d≤ 50
0
0
0
-50
-50
-50
0
0
0
-100
-100
-100
+100
+100
+100
0
0
0
+50
+50
+50
0
0
0
+50
+50
+50
0
0
0
50<d≤ 80
80<d≤120
120<d≤180
0
0
0
-50
-50
-50
0
0
0
-100
-100
-100
+100
+100
+150
0
0
0
+50
+50
+50
0
0
0
+50
+50
+100
0
0
0
180<d≤250
250<d≤315
315<d≤400
0
0
0
-50
-50
-50
0
0
0
-100
-100
-100
+150
+200
+200
0
0
0
+50
+100
+100
0
0
0
+100
+100
+100
0
0
0
Hochgenauigkeits-Kegelrollenlager – Toleranzklasse 5
5-2H
■ Innenring und Breite eines einreihigen Kegelrollenlagers
Δdmp
d
mm
o. A.*
Toleranzen in µm
ΔBs
ΔTs
Vdp
Vdmp
Kia
Sd
u. A.*
max.
max.
max.
max.
oben
u. A.*
o. A.*
u. A.*
10≤d≤ 18
18<d≤ 30
30<d≤ 50
0
0
0
-7
-8
-10
5
6
8
5
5
5
5
5
6
7
8
8
0
0
0
-200
-200
-240
+200
+200
+200
-200
-200
-200
50<d≤ 80
80<d≤120
120<d≤180
180<d≤250
0
0
0
0
-12
-15
-18
-22
9
11
14
17
6
8
9
11
7
8
11
13
8
9
10
11
0
0
0
0
-300
-400
-500
-600
+200
+200
+350
+350
-200
-200
-250
-250
■ Außenring
D
mm
Toleranzen in µm
ΔDmp
VDp
max.
VDmp
max.
Kea
max.
SD(1), SD1
max.
o. A.*
u. A.*
18<D≤ 30
30<D≤ 50
50<D≤ 80
0
0
0
-8
-9
-11
6
7
8
5
5
6
6
7
8
8
8
8
80<D≤120
120<D≤150
150<D≤180
0
0
0
-13
-15
-18
10
11
14
7
8
9
10
11
13
9
10
10
180<D≤250
250<D≤315
315<D≤400
0
0
0
-20
-25
-28
15
19
22
10
13
14
15
18
20
11
13
13
(1) Gilt nur für Wälzlager mit Außenring mit Flansch.
ΔCs
o. A.*
u. A.*
Identisch mit ΔBs
des Innenringes
des gleichen Wälzlagers
65
;
;
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 66
5
5-2I
Lagertoleranzen
Axialkugellager – Toleranzklasse Normal
■ ISO 199
■ Bezeichnungen
d
Δdmp
Vdp
D
ΔDmp
VDp
Si
Se
ΔTs
T
Nenndurchmesser der Bohrung in der Wellenscheibe eines einseitig wirkenden Axiallagers
Abweichung des mittleren Bohrungsdurchmessers der Wellenscheibe eines einseitig
wirkenden Axiallagers in einer Ebene
Schwankung des Bohrungsdurchmessers der Wellenscheibe eines einseitig wirkenden
Axiallagers in einer Radialebene
Nennaußendurchmesser der Gehäusescheibe
Abweichung des mittleren Außendurchmessers der Gehäusescheibe in einer Ebene
Schwankung des Außendurchmessers der Gehäusescheibe in einer Radialebene
Schwankung der Scheibendicke zwischen Lagerlaufbahn und Anlagefläche der Wellenscheibe
Schwankung der Scheibendicke zwischen Lagerlaufbahn und Anlagefläche der Gehäusescheibe
Schwankung der Gesamthöhe.
■ Wellenscheibe und Gesamthöhe
Toleranzen in µm
Δdmp
d
mm
d
D
Vdp
Si
ΔTs
ΔT1s
>
≤
o. A.*
u. A.*
max.
max.
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
18
30
18
30
50
0
0
0
-8
-10
-12
6
8
9
10
10
10
+20
+20
+20
-250
-250
-250
+150
+150
+150
-400
-400
-400
50
80
120
80
120
180
0
0
0
-15
-20
-25
11
15
19
10
15
15
+20
+25
+25
-300
-300
-400
+150
+200
+200
-500
-500
-600
180
250
315
250
315
400
0
0
0
-30
-35
-40
23
26
30
20
25
30
+30
+40
+40
-400
-400
-500
+250
-
-600
-
400
500
0
-45
34
30
+50
-500
-
-
■ Gehäusescheibe
Toleranzen in µm
ΔDmp
D
mm
VDp
Se
max.
>
≤
o. A.*
u. A.*
max.
10
18
30
18
30
50
0
0
0
-11
-13
-16
8
10
12
50
80
120
80
120
180
0
0
0
-19
-22
-25
14
17
19
180
250
315
250
315
400
0
0
0
-30
-35
-40
23
26
30
400
500
500
630
0
0
-45
-50
34
38
Identisch mit Si
der Wellenscheibe
gleichen Typs
66
;
;
RZ_Kap.2-5-DT
16.06.2005
8:24 Uhr
Seite 67
5
5-2J
Lagertoleranzen
Kegelige Bohrungen: Konizität 1/12 und Konizität 1/30
ISO 492
■ Halber Nenn-Kegelwinkel an der Spitze des Kegels:
1/12 :
1/30 :
α = 2° 23’ 9,4’’ = 2,38594°
α = 0° 57’ 17,4’’ = 0,95484°
= 0,041643 rad
= 0,016665 rad
α
d
d'
Allgemeine
Hinweise
■ Nenndurchmesser an der theoretisch größten
Öffnung der Bohrung:
B
1/12 : d’ = d + B / 12
1/30 : d’ = d + B / 30
kegelige Bohrung
theoretisch
Δd'mp - Δdmp
2
■ Die Toleranzen einer kegeligen Bohrung ergeben sich aus:
- einer Toleranz für den mittleren Durchmesser, bestimmt durch die Grenzwerte
der tatsächlichen Abweichungen des mittleren Durchmessers zur kleinsten
theoretischen Öffnung der Bohrung Δdmp
- einer Toleranz für die Konizität, bestimmt durch die Grenzwerte der Differenz
aus den Abweichungen des mittleren Durchmessers an beiden Enden der
Bohrung Δd’mp - Δdmp
- einer Toleranz für die Schwankung des Durchmessers Vdp, bestimmt durch
einen höchstzulässigen Wert in jeder radialen Ebene der Bohrung
α
d + Δdmp
d' + Δd'mp
B
kegelige Bohrung mit
mittleren Durchmessern
und Abweichungen
■ kegelige Bohrung, Konizität 1:12
■ kegelige Bohrung, Konizität 1:30
Toleranzen in µm
d
mm
Δdmp
Δd’mp Δdmp
o. A.* u. A.* o. A.* u. A.*
d≤ 10
10<d≤ 18
18<d≤ 30
22
27
33
0
0
0
30<d≤ 50
50<d≤ 80
80<d≤ 120
39
46
54
120<d≤ 180
180<d≤ 250
250<d≤ 315
Vdp
(1)(2)
Toleranzen in µm
d
mm
max.
Δdmp
Δd’mp Δdmp
o. A.* u. A.* o. A.* u. A.*
Vdp (1)(2)
max.
15
18
21
0
0
0
9
11
13
50<d≤ 80
80<d≤120
120<d≤180
15
20
25
0
0
0
30
35
40
0
0
0
19
22
40
0
0
0
25
30
35
0
0
0
16
19
22
180<d≤250
250<d≤315
315<d≤400
30
35
40
0
0
0
46
52
57
0
0
0
46
52
57
63
72
81
0
0
0
40
46
52
0
0
0
40
46
52
400<d≤500
500<d≤630
45
50
0
0
63
70
0
0
63
70
315<d≤ 400
400<d≤ 500
500<d≤ 630
89
97
110
0
0
0
57
63
70
0
0
0
57
63
70
630<d≤ 800
800<d≤1000
125
140
0
0
80
90
0
0
-
(1) Gilt für jede radiale Ebene der Bohrung.
(2) Gilt nicht für die Durchmesserreihe 7 und 8.
(1) Gilt für jede radiale Ebene der Bohrung.
(2) Gilt nicht für die Durchmesserreihe 7 und 8.
67
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 69
6
69 – 86
70 – 74
6-1
6-2
Wälzlagerkonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 – 72
6-2A
6-2B
6-2C
Analyse und Weiterentwicklung der Werkstoffqualität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Wärmebehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6-3
Wälzlagerherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 – 74
6-3A
6-3B
6-3C
Umformung der Wälzlagerringe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Endbearbeitung des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Fertigungsablauf für Standardprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
7
75 – 79
7-1
Innenring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7-1A
7-1B
Kegelige Bohrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Kantenabstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7-2
7-3
7-4
Außenring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Spezialwälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Käfig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 – 79
7-4A
7-4B
7-4C
Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Führung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Wahl eines Spezialkäfigs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
8
8-1
8-2
8-3
8-4
8-5
8-6
80 – 86
Abdeckung und Abdichtung außerhalb von Wälzlagern . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Standardabdeckungen und -abdichtungen für Kugellager . . . . . . . . . . . 82 – 83
Sonderabdichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Sonstige Dichtungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Filterdichtung oder -käfig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Magnetkodierdichtungen zur Drehzahlerfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
69
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 70
6
6-1
Wälzlagerkonstruktion
Definitionen
Die ständige Steigerung der Leistungen und der Lebensdauer von SNR-Wälzlagern beruht auf einem kontinuierlichen
technologischen Fortschritt auf drei Ebenen: Konstruktion, Werkstoff und Fertigung.
■ Genormte Wälzlager
Die Konstruktion legt die interne Geometrie des Wälzlagers unter Berücksichtigung der genormten Außenmaße fest.
Das Wälzlager muss die Anforderungen von möglichst vielen Anwendungen erfüllen und ein optimales PreisLeistungs-Verhältnis bieten.
Optimiert werden folgende Wälzlagerbestandteile: Wälzkörper (Anzahl, Abmessungen, Profil), Laufbahnen (Profil),
Käfig (Werkstoff, Gestaltung), und die Dichtungen unter Berücksichtigung folgender Faktoren:
- mechanische Festigkeit der Werkstoffe
- Fertigungsverfahren
- Selbstkosten
■ Sonderlager
Kann ein genormtes Wälzlager nicht alle Betriebsanforderungen erfüllen, bietet SNR die kundenspezifische
Entwicklung von Sonderlagern mit speziellen Eigenschaften an. Neben der Optimierung der Eigenschaften durch
z. B. höherwertige Stähle besteht die Möglichkeit, zusätzliche Funktionen in ein Wälzlager zu integrieren (Befestigung,
Sensorik, Kraftübertragung etc.). Bei entsprechenden Problemstellungen wenden Sie sich bitte an Ihren
SNR Ansprechpartner.
6-2
6-2A
Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen
Definitionen
Analyse und Weiterentwicklung der Werkstoffqualität
■ SNR führt umfangreiche Untersuchungen zur Dauerfestigkeit von Stahl durch.
Für jede Sorte haben wir ein äußerst genaues und anspruchsvolles Pflichtenheft mit folgenden Kriterien erstellt:
- Stahlerzeugungsverfahren
- Chemische Zusammensetzung
- Härte, Eignung zur Abschreckhärtung
- Makrostruktur und makrografische Fehlerfreiheit
- Mikrostruktur und Mikrosauberkeit
- Dauerfestigkeit
- Produktbeschreibung
- Abnahme- und Prüfbedingungen
Die vorhergehende Werkstoffprüfung erfolgt durch metallografische und spektrografische Untersuchungen
und Prüfungen am Versuchsstand.
70
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 71
6
6-2B
Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen
Nachfolgend führen wir die am häufigsten verwendeten Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen auf. Ihre Ansprechpartner bei SNR stehen Ihnen zur Verfügung, um Lösungen zu erarbeiten, die Ihrem Pflichtenheft entsprechen.
■ Standardanwendungen
Anforderungen
- hohe Dauerfestigkeit
gegenüber Ermüdung
und Verschleiß.
- identische Härte von
Kern und Oberflläche
ist zulässig.
Vorschläge
- 100Cr6 (AFNOR): Chromstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt
Dieser weit verbreitete Stahl bietet zahlreiche Vorteile: Sauberkeit, Eignung
zum Härten ohne Aufkohlung, Flexibilität der Wärmebehandlung.
Unsere kontinuierliche Qualitätskontrolle der Werkstoffe hat uns ermöglicht,
die Dauerfestigkeit dieses Stahltyps erheblich zu steigern.
- Chemische Zusammensetzung
- Mechanische
Eigenschaften
C
Si
Mn
Cr
0,98 %
0,15 %
0,25 %
1,30 %
bis
bis
bis
bis
1,10 %
0,35 %
0,45 %
1,60 %
Ausdehnungskoeffizient : C1=12 · 10-6 mm/mm/°C
Elastizitätsmodul :
E = 205 000 N/mm2
Poisson-Koeffizient :
η = 0,3
- 100 Cr6 unter Vakuum erschmolzen, wenn eine Leistungssteigerung im
gleichen Bauraum absolut erforderlich ist
- XC68 für Wälzlager aus Bandstahl
■ Spezialanwendungen
Anforderungen
Vorschläge
Hohe Dauerfestigkeit
gegenüber Ermüdung
und Verschleiß
Hohe Kernzähigkeit.
- Stahl 100Cr6 mit Oberflächenhärtung der Laufbahnen und Nutzflächen
(beispielsweise Anlageflächen); der Kern des Werkstückes bleibt im
ursprünglichen metallurgischen Zustand
- Einsatzstahl
Verhalten bei hohen
Temperaturen
- Stahl 100Cr6 mit stabilisierender Wärmebehandlung
Für Wälzlager, die in begrenzten Mengen gefertigt werden:
- Stahl E80DCV40 (AFNOR) oder M50 (AISI), sogenannter Schnellarbeitsstahl,
unter Vakuum entgast, wenn eine identische Härte von Kern und Oberfläche
akzeptabel ist
- Hochtemperatureinsatzstahl
- Nitrierstahl, wenn die Wälzlager mäßig belastet sind
Optimieren der Verschleißfestigkeit von Oberflächen
des Wälzlagers
- Oberflächenbehandlungen wie Phosphatierung, Hartchrom oder sonstige
Verfahren entsprechend dem Pflichtenheft
Optimieren der
Korrosionsbeständigkeit
- Oberflächenbehandlungen wie galvanische Verzinkung oder sonstige Verfahren
entsprechend dem Pflichtenheft
- Rostfreier Stahl
Optimieren der Kontaktkorrosionsbeständigkeit
zwischen Welle bzw.
Gehäuse und Wälzlager
- Oberflächenbehandlungen wie Hartkupfer oder -chrom auf Außenflächen des
Wälzlagers
Schmierung mit sehr geringer Menge oder Schmierung
durch Umgebungsmilieu
(Benzin, Diesel, ...)
- Verwenden von Keramikkugeln
- Selbstschmierende Oberflächenbehandlungen wie Silber + Molybdändisulfid
oder andere Verfahren bei gering belasteten Wälzlagern
Optimieren der
Beständigkeit gegen
Verunreinigungen
Die Zusammenarbeit von SNR und Metallurgen hat zu einem Stahl
für Wälzlager geführt, der weniger empfindlich auf Verunreinigungen reagiert.
Dieser Stahl mit einer speziellen chemischen Zusammensetzung und
Mikrostruktur erfordert eine entsprechende Wärmebehandlung. Dieser neue
Werkstoff bietet eine äußerst harte Oberfläche, um vor Verschleiß zu schützen,
und eine Duktilität des Kerns, welche die Gefahr von Rissen reduziert und eine
hohe Maßhaltigkeit garantiert.
71
RZ_Kap.6-8-DT
17.06.2005
14:17 Uhr
Seite 72
6
6-2C
Wärmebehandlung
■ Stahl für Wälzlager wird einer Wärmebehandlung unterzogen, um eine martensitische Struktur mit folgenden Eigenschaften
zu erhalten:
- erforderliche Härte (etwa 62 HRC)
- Ermüdungsfestigkeit
- Maßhaltigkeit
Diese Eigenschaften müssen erfüllt sein, um der Mehrzahl der Anwendungen gerecht zu werden.
Vor der Härtung wird eine Austenitisierung bei hoher Temperatur oberhalb des Umwandlungspunkts durchgeführt.
■ Härteverfahren
SNR hat Standards für die Härtung von Stahl 100 Cr6 definiert, welche die Anforderungen der Anwendung erfüllen.
Beispiele:
Die martensitische Tiefenhärtung, die durch sorgfältig ausgewählte Anlaßvorgänge einen optimalen
Kompromiss zwischen der Beständigkeit gegen die Hertz'sche Pressung und der Maßhaltigkeit ermöglicht
und damit die Lagergenauigkeit für normale Einsatzbedingungen gewährleistet.
Die Oberflächenhärtung der Wälzlager-Laufbahnen und Nutzflächen (beispielsweise Anlageflächen),
wobei der Kern des Werkstückes im metallurgischen Ursprungszustand bleibt.
Die Zwischenstufen-Härtung, die im Inneren des Werkstückes und auf den Laufbahnen einen zweckmäßigen
Kompromiss zwischen Härte und Zähigkeit ermöglicht.
■ Maßhaltigkeit des Stahls und Auswirkung auf die
Luft des Wälzlagers
Gehärteter Stahl mit martensitischer Struktur weist
immer einen Anteil von Restaustenit auf, der die
Verwendung auf einen Temperaturbereich zwischen etwa
-20 °C und +150 °C einschränkt.
Bei niedrigen Temperaturen
- wird die Härtung fortgesetzt, der Restaustenit-Anteil
(γ) wird in sekundäres Martensit (α) umgewandelt
und erhöht das spezifische Volumen des Stahls
Bei hohen Temperaturen
- führt die Umwandlung des Restaustenit-Anteil
(γ—>α) zu einer Zunahme des spezifischen
Volumens des Stahls (1)
- führt die Reduzierung des Martensits durch
Freisetzung von Kohlenstoff (ε) zu einer Abnahme
des spezifischen Volumens des Stahls (2)
Diese beiden irreversiblen Vorgänge heben sich nur
teilweise auf. Die Abmessungen des Wälzlagers
ändern sich. Größenumfang und Schnelligkeit der
Änderung hängen von der Einwirkungsdauer der jeweiligen Temperatur ab. Die Maßänderung führt zu
einer Modifizierung der Passungen Welle/Wälzlager
und Wälzlager/Gehäuse und damit des Lagerspieles
im Betrieb.
Oberhalb der Normaltemperatur 150 °C, sind die Maßänderungen des Stahls nicht mehr vernachlässigbar.
Hier verwendet man Wälzlager, die einer speziellen
stabilisierenden Wärmebehandlung unterzogen wurden.
Dadurch bleiben die Änderungen der Abmessungen in
einem Rahmen, der mit der Anwendung vereinbar ist.
Lassen Sie sich von SNR beraten.
72
γ
α
Umwandlung des Anteils
Restaustenit in Martensit
α
α' + ε
Freisetzung von Kohlenstoff (ε)
Änderung der Abmessungen
ΔØ
Ø
γ
α
1
3
γ
α
3 +
4
1
α
α
α' +
α'
Log.
+2
(Loga-
rithmus)
Zeit
ε
4
+ε
2
Auswirkung bei hoher Temperatur
Auswirkung bei gemäßigter
Temperatur
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 73
6
6-3
Wälzlagerherstellung
Definitionen
SNR hat ein leistungsfähiges Qualitätssicherungssystem für die Produktion entwickelt, das die automatische Kontrolle und die kontinuierliche Verfolgung unserer
Prozesse (SPC) umfasst. Dieses System gewährleistet die optimale Qualität unserer
Produkte durch Kontrolle aller Komponenten des Prozesses (Mittel, Verfahren,
Personal, Umgebung und Werkstoff).
6-3A
Umformung der Wälzlagerringe
■ Die Umformung der Wälzlagerringe erfolgt folgendermaßen:
- durch spanende Bearbeitung
- durch spanlose Umformung (Schmieden, Walzen, Tiefziehen)
Die spanlose Umformung von Metall bewirkt eine Ausrichtung der Fasern parallel zur
Laufbahn des Wälzlagers, was sich auf die Ermüdungsbeständigkeit und damit auf
die Verschleißfestigkeit positiv auswirkt. Die Entwicklung von Umformtechniken ist
immer mit dem Erzielen eines besseren Preis-Leistungs-Verhältnisses verknüpft.
6-3B
Endbearbeitung des Wälzlagers
Die Endbearbeitung ist das entscheidende Kriterium für die Oberflächenqualität der
einander berührenden Elemente. Diese Qualität ist von maßgeblicher Wichtigkeit
bezüglich der Beständigkeit gegen Beanspruchungen und für die Schmierung.
■ Die Qualität wird auf drei Ebenen bestimmt:
- Geometrie:
Formen, Mikrogeometrie der Berührungsflächen (Krümmungen, Profile, ...)
Bei Rollenlagern ist die Lastverteilung bei den Kontakten Rollen/Ringe nicht gleichmäßig verteilt und hängt von folgenden Faktoren ab:
- anliegende Belastungsart
- Fluchtungsfehler des Wälzlagers
- Geometrien im Kontakt
Der Einsatz von korrigierten Profilen für Rollenlager bewirkt:
- eine bessere Lastverteilung über die Mantellinien der Rollen
- eine Verhinderung von Überbelastungen an den Rollenenden
Bei Kugellagern ermöglicht die Anpassung der Schmiegung an die Betriebsbedingungen die Optimierung der Wälzlagergeometrie und damit eine Reduzierung des
Reibungsmomentes und eine Verlängerung der Lebensdauer.
- Oberflächenzustand
- Metallurgischer Zustand:
Das Bearbeitungsverfahren muss die metallurgischen Oberflächenqualitäten
berücksichtigen.
73
;
;
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 74
6
6-3C
Fertigungsablauf für Standardprodukte
Vorgang
Ringe
Rohre, Stangen
Wälzkörper
Käfig
Draht
Band
Halbzeug
Abstechen
Schmieden
Schneiden und Stauchen
des Werkstücks
Walzen
Rohling
Tiefziehen von Käfigen
aus Blech
Umformung
Gießen von Kunststoffkäfigen
Abstechen von massiven
Käfigen
;;;;
;;;;
;;;;
Abschrecken
40
40 °C
°C
Wärmebehandlung
830
830 °C
°C
Austenitisierung
Schleifen
Außenring
Innenring
Endbearbeitung
Antriebszylinder
Superfinish
74
Rillenschleifen
Läppen mit Schleifpaste
zwischen zwei Platten
Schleifkörper
Zusammenbau des
Wälzlagers
170 °C
170
°C
Anlassen
Waschen, Markieren,
Endkontrolle, Verpacken
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 75
7
7-1
Innenring
Definitionen
;;;;
;
Dieses Kapitel erläutert die speziellen Ausführungsmöglichkeiten, mit denen Standardwälzlager oder Wälzlager
für spezielle Anwendungen modifiziert werden können. Einige Modifikationen sind Teil der laufenden Produktion.
Andere Modifikationen sind auf Anfrage möglich.
7-1A
Kegelige Bohrung
■ Eine kegelige Bohrung wird normalerweise verwendet, wenn das
Wälzlager auf eine Welle mit großer Toleranz und einer Kegelspannhülse mit einer Konizität von normalerweise 1/12 montiert
werden soll oder falls eine Abziehhülse verwendet werden muss.
In bestimmten Spezialanwendungen (Papiermaschinen, Walzwerke, ...) wird der Innenring auf einen kegeligen Wellensitz montiert.
Dadurch kann die Luft sehr präzise durch die Verschiebung des
Innenrings auf dem Wellensitz eingestellt werden.
Die normale Konizität beträgt 1/12 (Kennzeichnung: Nachsetzzeichen K).
Die spezielle Konizität beträgt 1/30 (Kennzeichnung: Nachsetzzeichen K30).
■ Die kegelige Bohrung mit einer Konizität von 1/12 wird serien-
d
mäßig produziert bei:
- Pendelkugellagern
- Pendelrollenlagern
Bei der Baureihe 240 und 241 wird eine Bohrung mit einer Konizität
von 1/30 verwendet.
d = Kleinster Durchmesser
der Bohrung
Die Abmessungen der Spannhülsen sind in der „Liste der Standardwälzlager“ aufgeführt. Bei einer Montage mit Hülse ist der
Durchmesser der Welle 5 mm kleiner als die Nennbohrung des
Wälzlagers oder auch ein Vielfaches von 5 entsprechend den
Abmessungen des Wälzlagers.
7-1B
Kantenabstände
Bei bestimmten Anwendungen kann ein spezieller Kantenabstand
am Innenring den Einbau vereinfachen.
■ Vergrößerter Kantenabstand
Ein vergrößerter Kantenabstand erspart die Bordscheibe an der
Wälzlagerschulter, erhöht die Steifigkeit der Welle, reduziert die
Länge der Achse und vermeidet Belastungsspitzen.
Beispiel: Montage von Wälzlagern auf Achsschenkeln.
normaler Kantenabstand
und Bordscheibe
■ Verringerter Kantenabstand
Dieser ermöglicht kleinere Schulterdurchmesser trotz angemessener Anlagefläche. Diese Ausführung eignet sich auch für die
AnlageAnlage an einem Sicherungsring.
größerer Kantenabstand
fläche P
Anlagefläche P
Ø der Schulter
d2
Ø der Schulter
d2 (reduziert)
erforderliche Schulter bei
normalem Kantenabstand
geringerer Kantenabstand am Innenring
75
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 76
7
7-2
Außenring
Definitionen
■ Außendurchmesser, ballig
Für Wälzlager, die in SNR
(Radialkugellager, einreihig).
Gehäuselager
montiert
werden
sollen
■ Erhöhte Wandstärke
Diese Verstärkung ermöglicht den Einsatz des Wälzlagers als Stützrolle. Der
Außenring läuft direkt auf einer Bahn. Der Außenring mit geradlinigem oder
speziellem Profil wird meist einer Wärmebehandlung und einer Oberflächenbehandlung unterzogen, um die Stoß- und Verformungsfestigkeit zu erhöhen.
■ Spezialummantelung
In bestimmten Anwendungen (niedrige Belastungen und Drehzahlen) ermöglicht
ein direktes Umspritzen oder Anpassen von Kunststoff auf den Außenring komplexe und geräuscharme Stützrollen herzustellen.
■ Nut und Schmierlöcher
Diese Ausführung erleichtert die Schmierung und eignet sich für Pendelrollenlager (Nachsetzzeichen B33 bzw. W33) mit Ausnahme von Baureihe 21300.
Diese Nut dient zur Aufnahme eines Sicherungsringes zur Positionierung und
axialen Befestigung des Wälzlagers.
Nut (Nachsetzzeichen N) und Kombination Nut/Sicherungsring (Nachsetzzeichen
NR) sind genormt (ISO 464). Die Maße für Nut und Einbau sind in der "Liste der
Standardwälzlager, einreihig" angegeben.
■ Bund am Außenring
Der Bund am Außenring ersetzt die Kombination Nut/Sicherungsring, wenn die
Wandstärke des Außenrings keine Nut zulässt.
■ Kantenabstände
Außenringe können aus dem gleichen Grund wie Innenringe mit speziellen
Kantenabständen ausgeführt werden.
76
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 77
7
7-3
Spezialwälzlager
Definitionen
■ Durch die Flexibilität der Fertigungsmittel von SNR ist eine Anpassung der Konstruktion von Wälzlagern und den
angrenzenden Bauteilen möglich, um die Montage zu vereinfachen, die Anzahl der Teile zu reduzieren und die
Leistung zu erhöhen. Folgende Möglichkeiten stehen dabei zur Verfügung:
- Flansche mit Befestigungsbohrungen mit und ohne Gewinde
- Verzahnungen an Innen- oder Außenringen
- ...
Genormte Wälzlager
Spezialwälzlager
Niedrigere Teileanzahl
und Montagekosten
Vereinfachte Montage
Höhere Steifigkeit
77
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 78
7
7-4
Käfig
Definitionen
■ Der Käfig dient dazu, die Wälzkörper zu trennen und sie auf gleichem Abstand zu halten, um die Reibung und die
Erwärmung auf ein Minimum zu reduzieren.
Er weist zusätzlich noch folgende wichtige Funktionen auf:
- verbinden der Wälzkörper mit einem Ring bei trennbaren Wälzlagern: Kegelrollenlager und Zylinder- oder
Pendelrollenlager
- Führung der Wälzkörper
7-4A
Werkstoffe
Die Käfige werden aus unterschiedlichen Werkstoffen und mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt.
Für jedes Wälzlager gibt es einen Standardkäfig. Dieser hat sich in der Praxis bewährt und gilt als die beste Lösung
für die meisten Anwendungen. Der Standardkäfig für Wälzlager mit großen Abmessungen kann sich von einem Käfig
für Wälzlager mit kleinen Abmessungen der gleichen Baureihe unterscheiden, da unterschiedliche Anwendungsbereiche, Herstellverfahren und Kosten berücksichtigt werden müssen. Wenn ein Käfig zum Standardkäfig wird, wird
der Typ nicht mehr durch ein spezielles Nachsetzzeichen in der Kennzeichnung eines SNR-Wälzlagers bezeichnet.
■ Spritzgusskäfige
Am häufigsten wird momentan Polyamid 6/6 mit Glasfaserverstärkung
verwendet.
Diese Käfige weisen einige interessante mechanische Eigenschaften
auf: niedriger Reibungsbeiwert, Elastizität und hohe Stoß- und
Schwingungsfestigkeit. Das Spritzgussverfahren ermöglicht angepasste und präzise Formen, welche die Führung der Wälzkörper
optimieren. Die Entwicklung auf dem Kunststoffsektor ist schnell.
Wenden Sie sich an SNR, um die Einsatzbedingungen für diese Käfige
genau zu erfahren.
Abgedichtete oder abgedeckte SNR-Standardwälzlager können mit
diesen Käfigen und einem kompatiblen Schmierfett geliefert werden.
■ Käfige aus Tiefziehblech, Stahl, Messing
Einteilig oder aus zwei vernieteten, gefalzten oder geschweißten Teilen.
Diese Käfige können einer Oberflächenbehandlung unterzogen
werden, die den Reibungsbeiwert optimiert.
Wenn SNR Wälzlager standardmäßig mit Kunststoffkäfig ausgestattet
sind, dann können diese Lager für besondere Anwendungen auch mit
einem Stahlblechkäfig (Nachsetzzeichen A50) bestückt werden.
offener
Spritzgusskäfig
(Kunststoff)
geschlossener
Spritzgusskäfig
(Kunststoff)
vernieteter oder
geschweißter Käfig
gefalzter Käfig
bearbeiteter Käfig
bearbeiteter Käfig
■ Bearbeitete Käfige: Phenolharz, Kupferlegierungen (Messing),
Aluminiumlegierungen
Bei Käfigen mit großen Abmessungen, die in kleinen Mengen gefertigt
werden, wird häufig standardmäßig Messing verwendet. In diesem
Falle folgt der Kennzeichnung des Wälzlagers immer das
Nachsetzzeichen des Käfigs (M, MA, MB).
78
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 79
7
7-4B
Führung
■ Die Käfige können geführt werden:
auf den Wälzkörpern (Mehrzahl der
Blech- und Gusskäfige)
am Innenring
des Wälzlagers
am Außenring
des Wälzlagers
Die Wahl der Käfigführung hängt ab von den Funktionskriterien des Wälzlagers, Schwingungen, Stößen, hohen
Drehzahlen, Drehzahländerungen, ...
7-4C
Wahl eines Spezialkäfigs
■ Die Wahl eines Spezialkäfigs erfolgt gemäß den jeweiligen Funktionskriterien eines Wälzlagers: Temperatur,
Schmierung, Schwingungen, abrupte Beschleunigungen und Verzögerungen, Fluchtungsfehler Welle/Gehäuse.
Spritzgusskäfig
• des Wälzlagers
Blechkäfig Stahloder Messingblech
• des Wälzlagers
Drehzahlgrenze
Spanend bearbeiteter Spanend bearbeiteter
Käfig – Messing
Käfig – Phenolharz
• Ermöglicht eine
Erhöhung der
Grenzdrehzahl für das
Wälzlager
• Normalerweise zentriert auf
einem Ring, ermöglicht
die Erhöhung der Grenzdrehzahl des Wälzlagers
Temperatur
• Polyamid 6/6: 120° konti- • Begrenzt nicht die
nuierlich, 150 °C zeitweise
Betriebstemperatur des
- Wenden Sie sich bei andeWälzlagers
ren Werkstoffen an SNR.
• Begrenzt nicht die
Wälzlagers
• 110 °C maximal bei
Dauerbetrieb
• Kontakt Metall/Metall,
daher Schmierung
wichtig.
• Guter Reibungsbeiwert
Messing/Metall
Schmierung
• Guter Reibungsbeiwert
• Gutes Verhalten bei
mangelhafter
Schmierung
• Hervorragender
Reibungsbeiwert.
• Käfig mit Öl getränkt, daher optimale Schmierung
des Wälzlagers
Vibrationsbeständigkeit
• Hervorragendes
Verhalten
- Geringes Gewicht
- Elastizität
• Begrenzt durch:
- mechanische Festigkeit
- Fügeverfahren
- etwaige Unwucht
• Hervorragendes
Verhalten
• Hält die Zentrierung
trotz dynamischer
Unwucht
• Gutes Verhalten mit auf
einem Ring zentrierten
Käfig.
• Geringe Trägheit
• Gutes Gleichgewicht
Abrupte
Beschleunigungen und
Verzögerungen
• Hervorragendes
Verhalten
- Geringes Gewicht
- Elastizität
• Gefahr des Bruchs des
Käfigs
• Hohe mechanische
Festigkeit
aber:
- weniger Flexibilität
- hohe Trägheit
• Hervorragendes
Verhalten durch:
- Geringe Trägheit
- Gute mechanische
Festigkeit
Fluchtungsfehler
Welle/Gehäuse
• Hervorragendes
Verhalten
- Elastizität
• Gefahr des Bruchs des
Käfigs
• Verwendung nicht
empfohlen
• Verwendung nicht
empfohlen
Anmerkungen
• Käfig ersetzt
Blechkäfig bei
zahlreichen
Wälzlagerarten
• Hohe Kosten
• Hohe Kosten
• Normalerweise vorbe• Normalerweise vorbehalten für Wälzlager mit
halten für Wälzlager mit
hohen Drehzahlen und/
hohen Drehzahlen und/
oder Hochgenauigkeitsoder Hochgenauigkeitslager
lager
In bestimmten Anwendungen, bei denen eine starke Zunahme der dynamischen (Reduktionsgetriebe, Getriebe, ...) oder statischen
Belastbarkeit (Stützrollen, Riemenscheiben, ...) erreicht werden soll, können Spezialwälzlager ohne Käfig verwendet werden.
Die Grenzdrehzahl liegt bei dieser Wälzlagerart niedriger als bei entsprechenden Standardwälzlagern.
Die Schmierung ist hier wegen der relativen Reibung der Rollkörper besonders wichtig.
79
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 80
8
Die aktiven Teile des Wälzlagers: Wälzkörper, Laufbahnen, Käfig, müssen stets
äußerst sauber und gut befettet sein. Abdeckung und Abdichtung sollen diese
beiden wichtigen Faktoren für die Lebensdauer des Wälzlagers gewährleisten, indem
das Eindringen von Fremdkörpern in das Wälzlager und der Verlust von Schmierfett
verhindert wird.
■ Für Wälzlager werden häufig Abdeckungen oder Abdichtungen
verwendet:
- Abdeckungen (ohne Kontakt)
Deckscheiben lassen einen schmalen Spalt zwischen drehbaren und
festen Teilen. Diese Abdeckungen weisen nahezu keine Reibung und keinen
Verschleiß auf. Sie eignen sich vor allem für hohe Drehzahlen und Temperaturen.
- Abdichtungen (mit Kontakt)
Die Dichtung übt auf die Dichtfläche Druck aus, üblicherweise mit einer Lippe.
Dadurch wird das Eindringen von Verunreinigungen und Feuchtigkeit und/oder
der Verlust von Schmiermittel verhindert.
Der Druck kann erzeugt werden durch:
- die Elastizität des Dichtungsmaterials und die Spannung zwischen Lippe und
Auflagefläche
- die Spannung einer Feder am Umfang der Dichtung
SNR bietet ein breites und umfassendes Sortiment an Abdeckungen und
Abdichtungen an, die vollständig in das Wälzlager integriert oder durch eine
Axiallippe verstärkt sind. Je nach Anwendung können diese Vorrichtungen durch
eine separate Abdeckung des Wälzlagers ersetzt oder verstärkt werden.
80
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 81
;
8
Abdeckung und Abdichtung außerhalb von Wälzlagern
8-1
■ Je nach Anwendung können in die Wälzlager integrierte Abdeckungen oder Abdichtungen durch eine separate
;;;;
;;
Abdeckung des Wälzlagers ersetzt oder verstärkt werden. Separate Abdeckungen für Wälzlager können mit oder
ohne Kontakt ausgeführt werden.
mit Kontakt
ohne Kontakt
;;;
Radial
Axial
Typ
Filz
Maximale
Umfangsgeschwindigkeit
(m/s)
4
Metall/KunststoffDichtung
- Acrylnitril
NBR: 15
- Polyacrylat
ACM: 18
- Fluorelastomer
FKM: 20
Maximale
Betriebstemperatur (°C)
-40 +110
- Acrylnitril NBR
-30
+110
- Polyacrylat ACM -10
+170
- Fluorelastomer FKM
-40
+200
Maximaler
Fluchtungsfehler
0,01 rad
0,5°
0,01 rad
0,5°
Dichtfläche
Härte + Mind. 30HRc Mind. 40HRc
Oberoder 300 HV oder 450 HV
flächenzustand
(Dicht3,2 μm
0,8 μm
fläche)
(Ra max)
- Filz vor
Montage mit
Öl mit 80 °C
tränken
besondere
Maßnahmen
- Genormte
Vertiefungen
- Lager mit
zweiteiligem
Gehäuse
- Vorsehen einer
Fase an der Welle zur
Erleichterung
des Aufschiebens der
Lippen
16
7
-40 +150
-30 +110
0,01 rad
0,5°
0,02 rad
1°
Dichtfläche
integriert
in
Dichtung
- Allgemein
- Schmierfett - Schmierfett
- Öl
3,2 μm
Nuten
Labyrinth
Abweiser
0,001 rad
0,06°
0,001 rad
0,06°
0,001 rad
0,06°
0,8 μm
(Welle)
3,2 μm
(Welle)
- Diese
Dichtung
kann relativ
hohe Drücke
aufnehmen.
- Die Verwen- 3 Nuten mind. - Diametrale
dung von
- Luft
Luft
Dichtungen
zwischen
0,3 bis 0,5 mm
aus FluorWelle und
bei Ø < 50
elastomer
Gehäuse
0,8 bis 1,2 mm
ermöglicht
0,3 bis 0,5 mm bei Ø > 50
eine
bei Ø < 50
- Axialluft 1
Erweiterung
0,8 bis 1,2 mm bis 2 mm
des Temperabei Ø > 50
bei Ø < 50
tur- und
2 bis 4 mm
Drehzahlbei Ø > 50
bereichs
- Flüssigkeitsabdichtung
- Stärkere
Abdichtung
gegen
Verunreinigungen
- Schmieren von
Dichtfläche und
Dichtungen vor
der Montage
Anwendungen
Empfohlene
Schmierung
Mechanische Dichtung mit
Axiallippe
Dichtung
- Präzisionsteil
- Präzisionsteil
- Hohe
Drehzahl
- Hohe Drehzahl
- Umgebung
mit geringer
Verunreinigung
- Umgebung
mit geringer
Verunreinigung
- Verwendung
zur Verstärkung
einer anderen
Art von Abdichtung gegen Verunreinigungen
- Wirkt durch
Zentrifugieren
- Schmierfett - Schmierfett - Schmierfett - Schmierfett
- Öl
- Öl
- Öl
81
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 82
8
8-2
Standardabdeckung und -abdichtung für Kugellager
Definitionen
Der Einsatz von abgedichteten SNR-Wälzlagern bietet Ihnen höhere Sicherheit und einen einfacheren Einbau.
SNR-Wälzlager mit zweiseitiger Abdeckung oder Abdichtung werden befettet ausgeliefert.
Die optimale Befüllung mit Schmierfett beträgt etwa 30 % des freien Innenvolumens.
■ Abdeckung
Deckscheibe: Nachsetzzeichen Z und ZZ
Abdeckung mit Deckscheibe aus gewalztem nicht gehärtetem Stahlblech in einer Nut des Außenrings des Wälzlagers. Zwischen Innenring
und Deckscheibe ist ein Spalt. Die Abdeckung kann ein- oder zweiseitig sein.
Das Standardwälzlager mit zweiseitiger Abdeckung wird befettet geliefert (maximale Betriebstemperatur 110 °C).
Die Abdeckung mit einer Deckscheibe Z schränkt weder die Verwendung ein noch erhöht sie das Reibungsmoment des Basiswälzlagers ohne Abdeckung (gleiche Betriebstemperatur, gleiche
Grenzdrehzahl).
Bei Wälzlagern mit drehendem Außenring wird der abgeschleuderte Schmierstoff nicht vollständig von der Deckscheibe Z zurückgehalten.
■ Abdichtung
Dichtung E1: SNR-Nachsetzzeichen: E und EE (bzw.: RS, 2RS)
Abdichtung mit einer kleinen Lippendichtung aus Nitril oder verstärktem Polyacrylat, die im Außenring des Wälzlagers montiert wird
und den Innenring berührt.
Die Abdichtung kann ein- oder zweiseitig sein. In jedem Fall wird
das Wälzlager befettet geliefert.
Konstruktion, Ausführungsgenauigkeit und Produktionsqualität von
SNR-Dichtungen gewährleisten eine hohe Dichtwirkung und
Zuverlässigkeit.
Das Reibmoment der Dichtung ist sehr gering. Dennoch verringert die
Erwärmung die Grenzdrehzahl eines abgedichteten Wälzlagers um
30 %. Die kontinuierliche Betriebstemperatur eines abgedichteten
Standardwälzlagers liegt zwischen -30 °C und +110 °C.
Dichtung E3: SNR-Nachsetzzeichen: E3 und EE3
Bei Anwendungen außerhalb der oben beschriebenen Rahmenbedingungen schlägt SNR standardmäßig die Dichtung E3 mit gleicher
Konstruktion, aber aus Fluorelastomer vor.
Diese Dichtung
- lässt bis zu 30 % höhere Drehzahlen zu
- ist zwischen -40 °C und +200 °C einsetzbar
- bietet eine hervorragende chemische Beständigkeit
82
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 83
8
;
Dichtung E10: SNR-Nachsetzzeichen: E10 oder EE10 (1 oder 2 Dichtungen E10)
Die SNR-Lippendichtungen eignen sich für Anwendungen mit starker Verunreinigung: Tagebau, Fahrzeugräder,
Wartungsausrüstung, … Die hervorragende Dichtheit wird durch weitere Vorteile ergänzt: geringer axialer Platzbedarf, niedriges Drehmoment, einfache und sichere Montage.
Eine Lippendichtung wird häufig nur an der Seite eingesetzt, die der Verunreinigung ausgesetzt ist. Die andere Seite
wird mit einer einfachen Dichtung ausgestattet. Diese Dichtungen bestehen aus Nitril oder verstärktem Polyacrylat.
Es gelten die gleichen Temperatur- und Drehzahlgrenzen wie für die Dichtungen E1.
Die Dichtung E10 für Kugellager ist in den Außenring integriert und ändert
die Abmessungen des Wälzlagers nicht.
SNR kann in bestimmten Fällen einen in die Dichtung integrierten
5
Abweiser liefern, der als Auflagefläche dient.
Die Lippendichtung E10 gewährleistet die Abdichtung in mehreren
4
Ebenen:
1. Staubschutzlippe mit Axialkontakt auf einer Anlagefläche (Rauheit kleiner
1
oder gleich 0,8 μm Ra). Das Abstandsmaß (x) wird für jede Abmessung
vorgegeben.
2
2. Schmierfettring unter der Dichtlippe
3
3. Lippe mit Radialkontakt mit dem Innenring
X
4. Bund der Dichtung in Kontakt mit dem Außenring und der Schulter des
Gehäuses
5. Die Abdichtung zwischen Außendurchmesser des Wälzlagers und
Gehäuse kann durch einen O-Ring gewährleistet werden, der in einer
dafür vorgesehenen Nut im Außenring montiert wird.
■ Die nachfolgende Tabelle enthält die am häufigsten verwendeten integrierten Abdichtungen.
Profil
Werkstoff
Relative
Wirksamkeit
mittel
gut
hervor.
Grenzdrehzahl des
Wälzlagers
Betriebstemperatur
Spezielle
Eigenschaften
Minimum Maximum
Deckscheibe
Nachsetzzeichen Z
ungehärtetes
Stahlblech
- entsprechend dem
offenen
Wälzlager
Kein Einfluß
auf die
Wälzlagers
Standarddichtring
Nachsetzzeichen E
Acrylnitril,
schwarz
- 70 % des
offenen
Wälzlagers
-30 °C +110 °C
Fluorelastomer,
rot
- 70 % bis
100 % der
Grenzdrehzahl des
offenen
Wälzlagers
- Hervorragende
bis
Chemikalien200 °C
Beständigkeit
-40 °C je nach - Teurer als
Schmier- Standarddichtung
fett
Acrylnitril,
schwarz
- 60 % der
Grenzdrehzahl des
offenen
Wälzlagers
Hochtemperaturdichtring
Nachsetzzeichen E3
Dichtung mit
Axiallippe
Nachsetzzeichen E10
-30 °C +110 °C
- Anlagefläche
mit speziellen
Eigenschaften
Achtung: Die Temperaturgrenzen beziehen sich nur auf Deckscheiben und Dichtungen. Die Temperaturbereiche
können je nach Schmierfett, Käfig und Änderung der physikalischen Eigenschaften des Wälzlagerstahls abweichen.
83
;
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 84
8
8-3
Sonderabdichtungen
Definitionen
Für Anwendungen mit erschwerten Bedingungen (Verunreinigung, Druck, ...) bietet
SNR Axiallippendichtungen oder Sonderabdichtungen an, die durch unterschiedliche externe Vorrichtungen ergänzt werden können.
Diese Abdichtungen werden in die Wälzlagerringe integriert.
Die Wahl der Abdichtungsart kann in Zusammenarbeit mit Ihrem Gesprächspartner
bei SNR unter Berücksichtigung von Verunreinigung, Reibmoment und externen
Schutzvorrichtungen erfolgen.
■ Die nachfolgende Tabelle enthält die am häufigsten verwendeten Abdichtungen.
Typ
Beständigkeit gegen Verunreinigungen
mittel
gut
sehr
gut
E22
*
E30
E31
E35
E37
E40
* sehr leistungsfähig im Falle einer Überflutung
84
hervorragend
Höhe des Reibungsmoments
geringes
Moment
mittleres sehr hohes
Moment Moment
Zeichnung
;; ;
;
;;;
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 85
8
8-4
Sonstige Dichtungsarten
Definitionen
;
Es können noch andere Abdichtungsarten in Wälzlager integriert werden.
Diese Integration spart in vielen Anwendungen Platz und Gewicht ein und ermöglicht
dadurch auch eine Kostenersparnis für die Abdichtungsfunktion.
Einige Ausführungsbeispiele:
■ Radialwellendichtring
Radialwellendichtungen mit Radiallippe und Feder eignen sich für
zahlreiche industrielle Anwendungen. Insbesondere eignen sie sich für
eine Abdichtung gegen Öl, können aber auch bei fettgeschmierten
Wälzlagern verwendet werden.
Diese Abdichtung kann auch mit einer Schutzlippe gegen Staub und
Schmutz von außen ausgestattet werden.
■ O-Ring
O-Ringe können in ein Wälzlager integriert werden, um eine statische
Dichtheit gegen Öl oder Schmierfett zu gewährleisten.
■ Dichtungsprofile
Dichtung mit einer oder mehreren Lippen aus nicht verstärktem
Elastomer.
Die Dichtung in Endlosausführung kann an Wälzlager unterschiedlichen Durchmessers angepasst werden.
Diese Dichtungsart eignet sich vor allem für fettgeschmierte Wälzlager.
Weit verbreitet in Roboteranwendungen.
;
■ Gleitringdichtung
Bei allen Anwendungen, die hohen Beanspruchungen durch Schmutz,
Sand oder Staub unterliegen, kann eine Gleitringdichtung in ein
Wälzlager integriert werden.
Diese Dichtungen bestehen aus zwei Reibringen aus Metall, die
mit zwei Dichtringen elastisch verbunden sind.
Eine solche Abdichtung eignet sich vor allem für Baumaschinen
(Gleiskettenfahrzeuge, Sandaufbereitungsvorrichtungen, ...) und für
Antriebe im Bergbau.
85
RZ_Kap.6-8-DT
16.06.2005
8:28 Uhr
Seite 86
8
8-5
Filterdichtung oder -käfig
Definitionen
Bei ölgeschmierten Mechanismen beeinträchtigt die Verschmutzung durch benachbarte Teile der Wälzlager in wesentlichem Maße die Lebensdauer. SNR entwickelt und fertigt im
Wälzlager integrierte Ölfiltersysteme. Diese Vorrichtungen
reduzieren das Eindringen von Verunreinigungen, vor allem
von großen Partikeln, und gewährleisten eine ausreichende
Ölversorgung für die Schmierung des Wälzlagers.
Sie werden seit vielen Jahren erfolgreich vor allem für Kugellager in Automobilgetrieben eingesetzt.
Dichtung mit
Filterfunktion
Käfig mit
Filterfunktion
■ Zwei Grundsätze werden dabei angewandt:
- Verwendung einer Präzisionsdichtung aus Metall/Kautschuk
mit reduziertem Bedarf an Bauraum zwischen den Ringen.
- Verwendung einer speziellen Geometrie des Polyamidkäfigs.
Diese Wälzlagervarianten werden in Zusammenarbeit mit den
technischen Abteilungen von SNR unter Berücksichtigung des
Pflichtenhefts des Kunden entwickelt.
8-6
Magnetkodierdichtungen zur Drehzahlerfassung
Definitionen
3
;
;
Das Wälzlager eignet sich optimal, um die Drehzahl eines
Bauteiles zu messen.
SNR hat die Probleme der Datenerfassung in Wälzlagern gelöst
und den Platzbedarf auf ein Minimum reduziert.
Mit dem Wälzlagersignal kann der Anwender durch Wahl
eines geeigneten Verarbeitungssystems Informationen über
Bewegung, Verschiebung und Drehzahl gewinnen und damit
die Leistung der gesteuerten Teile optimieren.
;
2
1
Folgende Teile umfasst das Datenerfassungssystem:
- Hall-Effekt-Messfühler sind mit Versorgungs- und Signalausgangskabel am festen Teil montiert.
- ein mehrpoliger Magnetring ist in den drehbaren Teil der
Dichtung integriert.
Bestimmte Sonderabdichtungen in Abschnitt 8-3 können einen
mehrpoligen Magnetkodierring aufweisen, der einen Drehzahlaufnehmer in unmittelbarer Nähe aktivieren kann.
3
2
1
1. Mehrpoliger Magnetring
2. Meßwertaufnehmer
3. Versorgungs- und Signalausgangskabel
86
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 89
Lebensdauer
9
89 – 111
90 – 97
9-1
9-2
9-3
9-4
9-5
Ermüdungserscheinungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 – 91
Grundformeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Äquivalente dynamische Belastung P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Dynamische Tragzahl des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
9-5A
9-5B
Lastfaktoren X und Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Axiallastfaktor Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
9-6
9-7
Last- bzw. Drehzahlschwankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Berechnung einer Wellenlagerung mittels 2 Wälzlagern mit Winkelkontakt . . . . 97
9-7A
9-7B
Radiales Kräftegleichgewicht der Welle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Axiales Kräftegleichgewicht der Welle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
10
Statische Tragzahl
Lebensdauer
98 – 100
10-1 Definition der statischen Tragzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
10-2 Äquivalente statische Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 – 100
11
100 – 111
11-1 Einfluss der Betriebsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
11-2A
11-2B
Normale Betriebsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Berücksichtigung von speziellen Betriebsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
11-2 Erforderliche Lebensdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
11-3 Dauerfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
11-4 Zuverlässigkeit von Wälzlagern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 – 103
11-4A
11-4B
11-4C
11-4D
Definition von Koeffizient a1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Zuverlässigkeit für eine bestimmte Betriebsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Berechnung von a1 und der Zuverlässigkeit für eine bestimmte Betriebsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Lebensdauer und Zuverlässigkeit einer Kombination von Wälzlagern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
11-5 Auswirkung von Verunreinigungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
11-5A
Berechnung von a3 pol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
11-6 Auswirkungen der Schmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 – 107
11-6A
11-6B
11-6C
Trennvermögen der Schmiermittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Elastohydrodynamische Theorie (EHD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Berechnung der Mindest-Viskosität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 – 107
11-7 Auswirkungen der Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
11-7A
11-7B
Normale Betriebstemperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Berechnung von Koeffizient a3 temp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
11-8 Auswirkungen des Betriebsspiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
11-8A
11-8B
Radiallager unter Radiallast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Wälzlager mit Winkelkontakt unter Radial- und Axiallast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
11-9 Auswirkungen einer übermäßigen Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
11-10 Auswirkungen von Form- und Positionsfehlern der Lagersitze . . . . . . 110 – 111
11-10A Formfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
11-10B Fluchtungsfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 – 111
89
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 90
9
9-1
Ermüdungserscheinungen
Definitionen
Messgröße für die Leistung eines Wälzlagers ist die Lebensdauer, d. h. die Anzahl der Umdrehungen,
die es vor dem ersten Zeichen von Werkstoffabschälung ausführen kann.
Neben Fressschäden durch eine unzureichende Schmiermittelversorgung können die Schäden in
drei Kategorien eingeteilt werden:
- Tiefen-Abschälungen mit Ursprung in der Tiefe
- Oberflächen-Abschälungen mit Ursprung an der Oberfläche
- Tiefen-Abschälungen mit Ursprung an der Oberfläche
■ Tiefen-Abschälungen mit Ursprung in der Tiefe
Hierbei handelt es sich um den „normalen“ Verschleiß eines Wälzlagers bei normalen Bedingungen, d. h. bei einem vorhandenem
Ölfilm, der die Kontaktflächen (Wälzkörper/Laufbahn) trennt.
Wälzkörper
Beanspruchungen
Wälzlagerring
Das Konstruktionsprinzip eines Wälzlagers führt zu Kontakten
zwischen Wälzkörpern und Ringen, die sehr hohe spezifische
Belastungen erzeugen.
Druckbeanspruchung
Die Hertzschen Pressungen (nebenstehende Abbildung) in dieser
Größenordnung bewirken:
- Druckbeanspruchungen vor allem an der Oberfläche bis
zu 3500 N/mm2
- Scherbeanspruchungen vor allem in der Unterschicht bis
zu 1000 N/mm2
Scherbeanspruchung
Tiefe
Beim Vorliegen von ordnungsgemäßer Schmierung (siehe
Seite 109), Typ EHD, führen die wechselnden Beanspruchungen,
denen die Wälzlagerlaufbahnen unterliegen, mehr oder weniger
langfristig zum Riss im Kern des Materials. Dieser beginnt
bei Einschlüssen in der Unterschicht in einem Bereich, in dem
die Hertzschen Pressungen am höchsten sind.
Der Riss erscheint im Kern neben einem Einschluss.
Der Riss setzt sich an die Oberfläche fort und führt zum Ablösen
eines Stahlpartikels, erstes Anzeichen für einen Schaden durch
Abschälung.
Mikrofotografischer Schnitt:
Entwicklung einer Abschälung
90
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 91
9
■ Oberflächen-Abschälung mit Ursprung an
der Oberfläche
Beim Vorhandensein von kleinen harten
Partikeln (einige µm bis 50 µm), härter als die
Härte von Wälzlagerelementen, d. h. 700 HV10,
liegt ein Verschleiß der Wälzlagerteile durch
den Kontakt Metall-Metall vor, eine Folge der
nicht immer ausreichenden Schmierung in
diesem empfindlichen Bereich.
Dies führt zu einer Beschädigung der aktiven
Oberflächen in Form einer sehr oberflächlichen
Abschälung von einigen Zehntel Mikrometer
Tiefe, die eine große Fläche der Wälzlagerlaufbahnen betreffen. Dieser Schadensprozess
verläuft langsam. Er ist mit den Auswirkungen
vergleichbar, die von einem unzureichenden
Ölfilm wegen zu geringer Viskosität verursacht
werden.
Risse
5 µm
Lebensdauer
■ Tiefen-Abschälung mit Ursprung an der
Oberfläche
Wenn die Verunreinigung aus größeren Partikeln
(zwischen 20 µm und 300 µm, eher noch
größer) besteht, führt das Passieren der
Partikel zwischen Wälzkörper und Ring zu einer
lokalen plastischen Verformung der Wälzlagerlaufbahn. Die Folgen dieser Verunreinigung
hängen von der Härte ab.
Wenn der Partikel eine ausreichende Duktilität
aufweist, kann er sich flach verformen, ohne
zu brechen. Wenn die Verunreinigung bruchempfindlich ist, bricht der Partikel beim
Kontakt und führt zu einer lokalen plastischen
Verformung. Die neuen Fragmente verhalten
sich dann wie im 2. Schadensbild beschrieben.
Es kommt zu einem Konkurrenzkampf
zwischen dem Verschleiß durch die lokale
plastische Verformung an der Einlagerung und
dem Abrieb durch die Partikelfragmente.
Bei der Einlagerung beginnt das Abschälen
nicht direkt am Umfang. Es gibt einen geschützten Bereich in der plastisch verformten
Zone. Der Riss beginnt oberhalb dieses
Bereichs und führt zu einer Tiefen-Abschälung
mit Ursprung an der Oberfläche.
Schäden durch
duktile Partikel
Schäden durch bruchempfindliche Partikel
Zugbeanspruchung
Einlagerung
plastischer
Bereich
Anfang
Risswachstum
aplastischer
Bereich
Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Partikel eines verunreinigten Öls, der granulometrischen Entwicklung
während des Einlaufens und der Art der Wälzkörper (Rollen oder Kugeln), die mehr oder weniger von Schlupf
betroffen sind, ist der Schaden meist eine Mischung aus Tiefen- und Oberflächenabschälung mit Ursprung an der
Oberfläche.
Daher hat SNR einen spezifischen Korrekturkoeffizienten definiert: a3 pol.
91
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 92
9
9-2
Nominelle Lebendauer
Grundformeln
Definitionen
Die Lebensdauer eines Wälzlagers kann mehr oder weniger genau gemäß den definierten Funktionsbedingungen
berechnet werden.
Das einfachste Verfahren, das in der ISO 281 empfohlen wird, ermöglicht die Berechnung der Lebensdauer, die von
90 % der Wälzlager bei dynamischer Belastung erreicht wird.
Das nachfolgende Berechnungsverfahren basiert auf der Ermüdung des Werkstoffs als Schadensursache
(Tiefen-Abschälung mit Ursprung in der Tiefe Abschnitt 9-1).
■ Zur vereinfachten Berechnung der Lebensdauer gemäß ISO 281 geht man folgendermaßen vor:
- Äquivalente dynamische Radiallast P
- Nominelle Lebensdauer L10
oder
P = X · Fr + Y · Fa
L10 = (C / P)p 106 in Umdrehungen
L10 = (C / P)p 106 /60n in Stunden
Exponent p = 3 bei Kugellagern oder Axialkugellagern
Exponent p = 10/3 bei Rollenlagern oder Axialrollenlagern
Man stellt Folgendes fest: wenn P = C, L10 = 1 Million Umdrehungen
Es handelt sich dabei um die Belastung, bei der Wälzlager eine nominelle
Lebendauer von einer Million Umdrehungen haben.
Diese wird auch dynamische Belastbarkeit genannt.
92
;
;
;;;;;;
;
;
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 93
9
Äquivalente dynamische Belastung P
Definitionen
9-3
P = X · Fr + Y · Fa
X und Y = in der folgenden Tabelle definierte Lastfaktoren
Fa und Fr = Axial- und Radiallasten des Wälzlagers
Typ
Querschnitt
Baureihe
Kontaktwinkel Fa / C0
e
Fa / Fr ≤ e
X
Radialkugellager
ein- oder
zweireihig
60-62-63-64
160-618-619
622-623
42-43
Y
Fa / Fr > e
X
Y
0,56
2,30
1,99
1,71
1,55
1,45
1,31
1,15
1,04
1,00
0,014
0,028
0,056
0,084
0,110
0,170
0,280
0,420
0,560
0,19
0,22
0,26
0,28
0,30
0,34
0,38
0,42
0,44
0,014
0,029
0,057
0,086
0,110
0,170
0,280
0,430
0,570
0,29
0,32
0,36
0,38
0,40
0,44
0,49
0,52
0,54
1
0
0,46
1,88
1,71
1,52
1,41
1,34
1,23
1,10
1,01
1,00
1
0
;;;
Radialkugellager, einreihig,
Restlagerluft
größer als
normal
Schrägkugellager, einreihig;
Vierpunktlager
Schrägkugellager zweireihig
60-62-63-64
618-619
622-623
72-73
40°
1,14
1
0
0,35
0,57
QJ2 - QJ3
35°
0,95
1
0
0,37
0,66
32-33
32..A -33..A
52-53
32..B-33..B
35°
25°
0,95
0,68
1
1
0,66
0,92
0,60
0,67
1,07
1,41
32°
0,86
1
0,73
0,62
1,17
siehe
Liste der
Standardwälzlager
Pendelkugellager
12-13
22-23
112-113
siehe
Liste der
Standardwälzlager
1
siehe
Liste der
Standardwälzlager
0,65
Kegelrollenlager
302-303-313
320 -322 322..B
323-323..B
330-331-332
siehe
Liste der
Standardwälzlager
1
0
0,40
siehe
Liste der
Standardwälzlager
Pendelrollenlager
213-222-223
230-231-232
240-241
siehe
Liste der
Standardwälzlager
1
siehe
Liste der
Standardwälzlager
0,67
siehe
Liste der
Standardwälzlager
Zylinderrollenlager
N..2 - N..3 N..4
N..10
N..22 - N..23
-
1
-
1,00
-
Axialkugellager,
ein- oder zweiseitig wirkend
511-512-513
514
-
-
-
-
1,00
293-294
1,82
-
-
1,20
1,00
Lebensdauer
93
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 94
9
9-4
Dynamische Tragzahl des Wälzlagers
Definitionen
■ Die in der Liste der Standardwälzlager enthaltene dynamische Tragzahl des Wälzlagers wird gemäß der ISO 281 mit
folgenden Formeln berechnet:
2
Kugellager (Kugeldurchmesser < 25,4 mm)
C = fc(i · cosα)0,7 Z /3 · Dw1,8
Rollenlager
C = fc(i · l · cosα) /9 Z /4 · Dw
Axialkugellager (Kugeldurchmesser < 25,4 und
7
α = 90°)
3
29/
27
2
C = fc · Z /3 · Dw1,8
■ Hinweis
- Der Exponent, der sich auf den Durchmesser Dw des Wälzkörpers bezieht, ist größer als der Exponent, der sich
auf die Wälzkörperanzahl Z bezieht. Daher kann man die Tragzahl von zwei Wälzlagern mit gleichem Symbol, aber
unterschiedlicher Innendefinition nicht vergleichen, wenn man nur die Anzahl der Wälzkörper berücksichtigt.
Es müssen auch die anderen Parameter in die Berechnungsformel einbezogen werden.
- Belastbarkeit von zweireihigen Wälzlagern
Bei Wälzlagern mit zwei Reihen Wälzkörpern (i = 2) oder Kombinationen aus zwei einreihigen identischen Wälzlagern
entspricht die Tragzahl (Ce) der Kombination der Tragzahl (C) einer Reihe multipliziert mit:
für Kugelkombinationen
20,7 = 1,625
für Rollenkombinationen
27/9 = 1,715
Die Kombination zweier Wälzkörperreihen optimiert die Belastbarkeit des Lagers um 62,5 % oder 71,5 %,
je nach Wälzlagerart. Belastbarkeit und damit Lebensdauer werden also nicht verdoppelt.
94
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
17.06.2005
13:02 Uhr
Seite 95
9
Definitionen
9-5
Lastfaktoren X und Y
9-5A
■ Die Bestimmung der Lastfaktoren X und Y zur Berechnung der äquivalenten Radiallast gemäß der ISO 281 ergibt
sich aus einer genauen Analyse der Kurve der gleichbleibenden Lebensdauer: Es sind die Summen der kombinierten Lasten Fa (Axiallast) und Fr (Radiallast), die zur gleichen Lebensdauer führen.
Fr
P = Fr
P = X . Fr + Y . Fa
P
P = Fr
Fr
Kurve gleicher
Lebensdauer
eines Kugellagers mit
Radialkontakt
Fr
Kurve gleicher
Lebensdauer eines
Schrägkugellagers
P
P = X 1 . Fr + Y1 . Fa
Kurve gleicher Lebensdauer eines Wälzlagers mit
zwei Reihen
P = X 2 . Fr + Y2 . Fa
P = X . Fr + Y . Fa
Fr
P
F
F
Fr
α : Nennkontaktwinkel
(Wälzlager
ohne Last)
α
Fr
Lebensdauer
F
0
e.P
Fa
Fa
0
P
2Y
e.P Fa
Fa
0
e.P
Fa
Fa
Die theoretischen Kurven der gleichen Lebensdauer wurden zur Vereinfachung der Berechnung durch zwei Liniensegmente ersetzt. Die Berechnung der nominellen Lebensdauer bei äquivalenter Last P ist eine annähernde Behelfslösung, die je nach Wert des Verhältnisses Fa/Fr mehrere zehn Prozent Abweichung ergeben kann.
9-5B
Axiallastfaktor Y
Der Axiallastfaktor Y hängt vom Berührungswinkel des Wälzlagers ab und
wird je nach Wälzlagerart unterschiedlich berechnet:
■ Radialkugellager
Der Berührungswinkel ist gleich Null, wenn nur Radiallast vorliegt. Bei
Axiallast führen lokale Verformungen der Kontaktzone zwischen Kugeln
und Wälzlagerlaufbahnen zu einer axialen Verschiebung der beiden Ringe.
Der Berührungswinkel (α) nimmt daher mit der Axiallast zu. Das Verhältnis
Fa/C0 wird zur Berechnung des Werts Y und zur Berücksichtigung der
Änderung des Berührungswinkel unter Axiallast verwendet.
(siehe Abschnitt 9-3).
■ Wälzlager mit Winkelkontakt
Der Berührungswinkel ist konstruktiv vorgegeben und ändert sich nur
wenig in Abhängigkeit der kombinierten Belastungen. Der Axiallastfaktor Y
bei einem gegebenen Berührungswinkel wird in erster Annäherung als
konstant angenommen. Schrägkugellager mit einem für alle Lager identischen Berührungswinkel werden mit dem gleichen Lastfaktor Y berechnet.
Bei Kegelrollenlagern ändert sich Y je nach Baureihe und Abmessung.
α
Axiallast
Axiallast
Axiale
Verschiebung
α
95
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
15:45 Uhr
Seite 96
9
9-6
Last- bzw. Drehzahlschwankungen
Definitionen
■ Wenn ein Wälzlager bei Last- oder Drehzahlschwankungen betrieben wird, wird eine äquivalente Last und Drehzahl
festgelegt, um die Lebensdauer zu berechnen.
z
- Konstante Last und variable Drehzahl
Äquivalente Drehzahl
ne = t1 · n1 + t2 · n2 + ... +tz · nz
- Variable Last und konstante Drehzahl
Äquivalente Last
Pe = (t1 · P1 + t2 · P2 + ... +tz · Pz )
mit Σ ti = 1
i=1
z
n
n
n 1/n
mit Σ ti = 1
i=1
Last
- Zyklische Last und konstante Drehzahl
Äquivalente Last
- Sinusförmige Last
Pe = 0,5 Pmin + 0,7 Pmax
Pmax
Pmin
Zeit
Last
Pmax
- Lineare Last
Pe = 1 / 3 (Pmin + 2 Pmax)
Pmin
Zeit
■ Wenn Drehzahl und Last variabel sind, berechnet man die Lebensdauer pro Einsatzperiode und anschließend die
gewichtete Lebensdauer für den gesamten Zyklus.
z
- Konstante Last und variable Drehzahl
Gewichtete Lebensdauer
mit:
ti
ni
Pi
Li
p
p
96
Einsatzperiode
Drehzahl für Einsatzperiode ti
Last für Einsatzperiode ti
Lebensdauer für Einsatzperiode ti
3 für Kugellager und Axialkugellager
10/3 für Rollenlager und Axialrollenlager
-1
L = (t1 / L1 + t2 / L2+ ... + tz / Lz)
mit Σ ti = 1
i=1
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 97
9
Definitionen
Berechnung einer Wellenlagerung
mittels 2 Wälzlagern mit Winkelkontakt
9-7
Welle, ohne Vorspannung gelagert auf 2 einreihigen Wälzlagern, auf die axiale und radiale Kräfte wirken.
9-7A
Radiales Kräftegleichgewicht der Welle
■ Berechnung der Radiallasten Fr1 und Fr2, die auf die Lastangriffspunkte der Wälzlager wirken, um die Welle
statisch radial ins Gleichgewicht zu bringen.
O-Anordnung
X-Anordnung
De
di
2
2
1
1
A
RQa1
Fr1
9-7B
RQa2
RQa1
Fr1
Fr2
A
Lebensdauer
RQa2
Fr2
Axiales Kräftegleichgewicht der Welle
■ Die Laufbahnen von Rollenlagern mit Winkelkontakt stehen schräg. Daher erzeugen die Radiallasten Fr1 und Fr2
eine axiale Reaktionskraft, die sogenannte induzierte Axialkraft.
Wenn beim Rollenlager 1 die induzierte Axialkraft die Richtung der äußeren
Axialkraft A aufweist, lautet das Kräftegleichgewicht der Welle:
A + RQ a1 = RQ a2
Mit RQ a1 und RQ a2 ergeben sich die in der folgenden Tabelle auf die Rollenlager wirkenden Axialkräfte:
Lastfall:
A + (Fr1 / 2 Y1) > (Fr2 / 2 Y2)
Rollenlager 1 weist Luft auf
Rollenlager 1
Wirkende Axialkraft
In der Berechnung verwendete Axiallast-Komponente der äquivalenten dynamischen Belastung
Lastfall:
RQ a1 = Fr1 / 2 Y1
Fa1 = 0
Rollenlager 2
RQ a2 = A + (Fr1 / 2 Y1)
Fa2 = RQ a2
siehe Abschnitt 9-3
A + (Fr1 / 2 Y1) < (Fr2 / 2 Y2)
Rollenlager 2 weist Luft auf
Rollenlager 1
Wirkende Axialkraft
In der Berechnung verwendete Axiallast-Komponente der äquivalenten dynamischen Belastung
RQ a1 = (Fr 2 / 2 Y2 )- A
Fa1 = RQ a1
Rollenlager 2
RQ a2 = Fr2 / 2 Y2
Fa2 = 0
siehe Abschnitt 9-3
97
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 98
10
10-1
Statische Tragzahl
Definition der statischen Tragzahl
Definitionen
■ Die Abmessungen des Wälzlagers müssen entsprechend der statischen Belastung gewählt werden, wenn:
- das Wälzlager stillsteht oder geringe Schwenkbewegungen ausführt und
kontinuierliche oder zyklische Lasten aufnimmt
- das Wälzlager während einer normalen Drehung Stößen ausgesetzt ist
Eine statische Belastung eines Wälzlagers kann durch die Kontakte
zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen dauerhafte punktuelle
Verformungen hervorrufen, welche die Funktion des Wälzlagers im
Betrieb beeinträchtigen können.
Daher wird eine maximal zulässige statische Last festgelegt, bei der für
die meisten Anwendungen keine Beeinträchtigung von Funktion und
Lebensdauer des Wälzlagers erfolgt.
Der Wert C0 dieser maximal zulässigen Last wird als statische Tragzahl
des Wälzlagers (oder statische Belastbarkeit) bezeichnet.
Wälzkörper
Verformung
Laufbahn
0
Diagramm des
statischen Drucks
■ Statische Tragzahl eines Wälzlagers C0
Diese wird in der ISO 76 als diejenige Radiallast (Axiallast bei Axiallagern) definiert, die an der Kontaktstelle
(Wälzkörper und Laufbahn) mit der höchsten Belastung folgende Hertzsche Pressung erzeugt:
- 4200 MPa bei Radial- und Axialkugellagern (alle Arten bis auf Pendelkugellager)
- 4600 MPa bei Pendelkugellagern
- 4000 MPa bei Radial- und Axialrollenlagern (alle Arten)
■ Äquivalente statische Belastung P
Wenn das Wälzlager kombinierten statischen Lasten unterliegt, also Radiallast Fr und Axiallast Fa, wird eine äquivalente statische Belastung berechnet, um diese mit der statischen Tragzahl des Wälzlagers vergleichen zu können.
Die statische Tragzahl des Wälzlagers ist eher als Anhaltspunkt denn als genauer Grenzwert, der nicht überschritten
werden darf, anzusehen.
Sicherheitsfaktor
fs = C0 / P0
C0 ist die statische Tragzahl, die in den Tabellen mit den Wälzlagermerkmalen enthalten ist.
Mindestwerte für den Sicherheitsfaktor fs :
- 1,5 bis 3 bei hohen Anforderungen
- 1,0 bis 1,5 bei normalen Anforderungen
- 0,5 bis 1 bei Betrieb ohne Anforderungen an Geräuschentwicklung oder Genauigkeit
Wenn ein Wälzlager besonders leise laufen soll, spielt der Sicherheitsfaktor
fs eine entscheidende Rolle.
98
;;;;;;;;
;
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 99
10
10-2
Statische Tragzahl
Definitionen
P0 = Fr
P0 = X0 · Fr + Y0 · Fa
Die äquivalente statische Belastung ist der größere der beiden Werte.
;;;
Fr und Fa sind die wirkenden statischen Belastungen.
;;;
■ Die Lastfaktoren X0 und Y0 sind in den folgenden Tabellen definiert:
Typ
Radialkugellager,
ein- oder zweireihig
Schrägkugellager, einreihig;
Vierpunktlager
Querschnitt
Baureihe
Berührungswinkel
60-62-63-64
160-618-619-622
623
42-43
X0
Y0
0,6
0,5
72 - 73
40°
0,5
0,26
QJ2 - QJ3
35°
0,5
0,29
32 - 33
32..A - 33..A
52 - 53
32B - 33B
35°
25°
1,0
1,0
0,58
0,76
32°
1,0
0,63
Pendelkugellager
12 - 13
22 - 23
112 - 113
0,5
Kegelrollenlager
302
320
323
331
1,0
Pendelrollenlager
213 - 222 - 223
230 - 231 - 232
240 - 241
1,0
Zylinderrollenlager
N..2 - N..3 - N..4
N..10
N..22 - N..23
1,0
0
Axialkugellager, einseitig wirkend
511 - 512 - 513
514
0
1
293 - 294
-
303 - 313
322 - 322..B
323..B - 330
332
2,7 wenn
Fr / Fa< 0,55
Lebensdauer
siehe
Liste der
Standardwälzlager
1
99
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 100
11
■ Die ISO 281 enthält eine Formel für die modifizierte nominelle Lebensdauer
(Lna), die von der nominellen Lebensdauer L
10
abgeleitet wird.
Lna = a1 · a2 · a3 · L10
a1 = Korrekturkoeffizient für eine von 90 % abweichende Zuverlässigkeit (siehe Abschnitt 11-4).
a2 = Korrekturkoeffizient in Abhängigkeit vom verwendeten Werkstoff, der Innengeometrie und Fertigung des Wälzlagers.
Für bestimmte Spezialanwendungen
- kann ein Wälzlager aus einem Spezialstahl hergestellt werden, der sich vom konventionellen Stahl unterscheidet
(erschmolzener Stahl, Schnellarbeitsstahl).
- kann es mit einer nicht standardmäßigen Innengeometrie modifiziert werden (spezielle Laufbahnkrümmung, ...).
- kann es mit Spezialverfahren hergestellt werden.
Diese Elemente führen zu einer erheblich längeren Lebensdauer verglichen mit Standardwälzlagern.
Man wendet also einen Korrekturkoeffizienten a2 größer als 1 an, dessen Wert durch Versuche im Forschungs- und
Testzentrum von SNR ermittelt wurde.
a3 = Korrekturkoeffizient entsprechend den Betriebsbedingungen: bei „normalen“ Betriebsbedingungen gleich 1.
Die Koeffizienten a2 und a3 sind nicht unabhängig. Das bedeutet, dass die erzielten Optimierungen durch Werkstoffe
(Koeffizient a2 größer als 1) nur dann berücksichtigt werden können, wenn die Schmierung normal ist.
11-1
11-2A
Einfluss der Betriebsbedingungen
Definitionen
Normale Betriebsbedingungen
■ Die Formeln für die nominelle Lebensdauer gelten nur, wenn die Betriebsbedingungen nicht die normale
Lastverteilung im Wälzlager beeinträchtigen.
Folgende Bedingungen gelten als normal:
- mäßige Belastung
- ausreichende Genauigkeit von Lagersitzen und Anlageflächen
- minimaler Fluchtungsfehler zwischen Innen- und Außenring
- Restlagerluft im Betrieb nahezu Null
- ausreichende Drehzahl unterhalb der Grenzdrehzahl
- Betriebstemperatur zwischen -20 °C und +120 °C
- wirkungsvolle Schmierung
- keine Verunreinigung
11-2B
Berücksichtigung von speziellen Bertriebsbedingungen
■ Die Auswirkungen von Schmierung, Verunreinigung und Temperatur sind im folgenden Abschnitt definiert.
■ Folgende Betriebsbedingungen beeinträchtigen die normale Lastverteilung:
- großer Fluchtungsfehler zwischen den Lagersitzen verschiedener Wälzlager
- zu starke Durchbiegung der Welle
- unzureichende Steifigkeit der Gehäuse
- Welle nur auf einem Wälzlager oder mehr als zwei Wälzlagern gelagert
- Einbau der Wälzlager mit axialer Vorspannung
- große Wälzlagerluft
- tatsächliche Drehzahl sehr viel höher als die Grenzdrehzahl
- abrupte Beschleunigung oder Verzögerung
Sie erfordern die Verwendung von Berechnungsprogrammen zur Bestimmung der Lastverteilung und der Lebensdauer.
Diese Programme berechnen das komplette Gleichgewicht des Systems Wälzlager/Welle/Gehäuse und erschaffen
ein Verteilungmodell von Kräften und Momenten in den Wälzlagern. Ausgehend von diesem Lastverteilungsmodell
sind die Berechnungen der Lebensdauer von Wälzlagern genauer.
Man kann damit unterschiedliche Parameter variieren und wirtschaftlich und technisch die Auswahl von Wälzlagern
optimieren.
100
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 101
11
Erforderliche Lebensdauer
Definitionen
11-2
■ Die erforderliche Lebensdauer des Wälzlagers wird vom Konstrukteur der Maschine, in die es eingebaut wird,
festgelegt.
Als Beispiel sind nachfolgend übliche Größenordnungen für
die Lebensdauer von Maschinen aufgeführt:
Papierindustrie, Druck
Werkzeugmaschinen
Reduktionsgetriebe
Brechwerke, Zerkleinerer
Walzen
Baumaschinen
Schwerlastfahrzeuge
Lebensdauer
Landmaschinen
Haushaltsgeräte
Werkzeuge
500
5000
1000
10000
50000
100000
Betriebsstunden
11-3
Dauerfestigkeit
Definitionen
■ Die Berechnungsformel für die Lebensdauer zeigt, dass, wenn die einwirkende Last (P) verglichen mit der Trag-
fähigkeit C niedrig ist, die nominelle Lebensdauer L10 des Wälzlagers sehr hoch ist und die Lebensdauer der
Maschine, in die es eingebaut ist, bei weitem übersteigen kann.
Die Erfahrung und die heute erreichte Qualität der von SNR gefertigten Wälzlager erlaubt es, die Betriebsbedingungen für eine Dauerfestigkeit zu definieren.
- vollständige Trennung der Metallflächen durch einen Ölfilm, sodass a3lub >1.5 gemäß Abschnitt 11-6C
- extrem niedrige Verunreinigung des Ölfilms
- einwirkende Belastung
C0 / P0d > 9
C0
P0d
Statische Tragzahl
Äquivalente Belastung entsprechend dem Verhältnis:
Fr und Fa
X0 und Y0
Dynamische Radial- und Axiallast
Faktoren der statischen Belastung, die in der äquivalenten
Last-Tabelle, Abschnitt 10-2, enthalten sind
P0d = X0 · Fr + Y0 · Fa
σ Äquivalente Beanspruchung
■ Diese Ergebnisse ähneln den Ergebnissen, die mit der
Woehler-Theorie gewonnen werden:
- unterhalb eines bestimmten Niveaus der wechselnden
Beanspruchung ist die Ermüdungslebensdauer von
Stahl unendlich.
- oberhalb eines bestimmten Niveaus der Beanspruchung
gilt die herkömmliche Formel für die Lebensdauer nicht
mehr.
Geltungsbereich für
die Lebensdauerformel
Anzahl der Ermüdungszyklen
101
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 102
11
11-4
Modifizierte nominelle Lebendsdauer
Zuverlässigkeit von Wälzlagern
Definitionen
das Auftreten von Wälzlagerschäden zufallsbedingt.
Identische Wälzlager, die aus der gleichen WerkstoffCharge hergestellt werden, die gleichen geometrischen
Merkmale aufweisen und identischen Betriebsbedingungen
(Last, Drehzahl, Schmierung, ...) unterworfen sind, haben
dennoch eine sehr unterschiedliche Lebensdauer.
Die nominelle Lebensdauer von Wälzlagern ist die Lebensdauer L10, die einer Zuverlässigkeit von 90 % oder, umgekehrt, einer Ausfallwahrscheinlichkeit von 10 % entspricht.
Man kann eine Lebensdauer für eine abweichende Zuverlässigkeit durch den Koeffizienten a1 oder die Zuverlässigkeit F für eine bestimmte Betriebsdauer definieren.
11-4A
Ausfallwahrscheinlichkeit in
% der beschädigten Wälzlager
■ Wie jede Ermüdungserscheinung von Werkstoffen ist
100%
80%
60%
40%
20%
0%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Betriebsdauer in Vielfachen von L10
Definition von Koeffizient a1
■ Der Wert der Zuverlässigkeit F bei einer Betriebsdauer L
drückt sich in mathematischer Form als Funktion der
nominellen Bezugslebensdauer L10 aus.
β
F = exp ( ln 0,9 ( L / L10 ) )
a1 = ( L / L10 ) = ( ln F / ln 0,9)1/β
Daher gilt:
Der Korrekturkoeffizient a1 wurde berechnet mit ß = 1,5 (mittlerer Wert bei allen Radial- und Axiallagern).
■ Diese Zuverlässigkeitswerte zeigen die große Streuung, die für die Lebensdauer von Wälzlagern charakteristisch ist:
- etwa 30 % der Wälzlager eines Loses erreichen eine Lebensdauer, die 5 mal höher liegt als die nominelle
Lebensdauer L10
- etwa 10 % eine Lebensdauer, die 8 mal höher liegt als die nominelle Lebensdauer L10
Unter Berücksichtigung dieses Aspekts kann die Analyse der Leistungen von Wälzlagern nur nach mehreren identischen Tests erfolgen und nur die statistische Auswertung der Ergebnisse ermöglicht, gültige Schlußfolgerungen zu ziehen.
11-4B
Zuverlässigkeit für eine bestimmte Betriebsdauer
Oft ist es sinnvoll, die Zuverlässigkeit eines Wälzlagers für relativ
kurze Betriebsdauern zu berechnen, beispielsweise die Zuverlässigkeit eines Bauteiles für die Garantiedauer L unter Berücksichtigung
der berechneten Lebensdauer L10.
Die Auswertung von Testergebnissen der SNR ermöglicht eine
Verfeinerung der Weibull-Linie für kurze Betriebsdauer.
Abweichend von den vorhergehenden Formeln (in der ISO 281 für die
Berechnung des Koeffizienten a1 berücksichtigt) gibt es einen
bestimmten Wert für die Betriebsdauer, unterhalb dessen Wälzlager
gar nicht ausfallen (Zuverlässigkeit 100 %). Dieser Wert beträgt etwa
2,5 % der nominellen Lebensdauer L10 (nebenstehende Abbildung).
%
D = Ausfallwahrscheinlichkeit
(% Summe der ausgefallenen
Wälzlager)
30
20
Neigung β
10
5
WEIBULL-Linie
D=1-F
2
α L10
Um diese Tatsache in den Zuverlässigkeitsberechnungen bei kurzen
Betriebszeiten zu berücksichtigen, korrigiert SNR die vorhergehende
Formel mit dem Faktor α = 0,025.
F = exp
L10
L Lebensdauer
β
( ln 0,9 (( L / L10)-α) (1-α) )
-β
Jede Zuverlässigkeit F entspricht einer Ausfallwahrscheinlichkeit D = 1 - F
Diese stellt sich in einem Weibull-Diagramm (in kombinierten logarithmischen Koordinaten) durch eine geneigte Gerade β dar.
102
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 103
11
11-4C
Berechnung von a1 und der Zuverlässigkeit für eine bestimmte Betriebsdauer
■ Koeffizient a1 bei einer Zuverlässigkeit von über 90 %
Dauer
Zuverlässigkeit
Ausfallwahrscheinlichkeit
Koeffizient a1
L10
90 %
10
1,00
L5
95 %
5
0,62
L2
98 %
2
0,33
L1
99 %
1
0,21
■ Zuverlässigkeit und Ausfallwahrscheinlichkeit bei einer bestimmten Betriebsdauer L
L / L10
1
0,7
0,5
Lebensdauer
0,3
0,2
0,1
0,07
0,05
0,03
0,02
0,01
0,01
0,02
0,03
0,05 0,07
0,1
0,2
0,3
0,5
0,7
1
2
3
5
7
10
% Ausfallwahrscheinlichkeit D
99,99
99,98 99,97
99,95 99,93 99,9
99,8
99,7
99,5 99,3
99
98
97
95
93
90
% Zuverlässigkeit F
11-4D
Lebensdauer und Zuverlässigkeit einer Kombination von Wälzlagern
■ Nach der Theorie der kombinierten Wahrscheinlichkeiten ist die Zuverlässigkeit
einer Kombination von Wälzlagern das Produkt der Zuverlässigkeiten seiner
Komponenten.
■ Aus den vorhergehenden Formeln leitet man die Lebensdauer L10 einer
Wälzlagerkombination von der Lebensdauer L10 der einzelnen Wälzlager ab.
F = F1 · F2 · ...
Le = ( 1 / L11,5 + 1 / L21,5 + ...)-1/1,5
■ Ebenso ist die Ausfallwahrscheinlichkeit einer Kombination in erster
Annäherung die Summe der Ausfallwahrscheinlichkeiten der einzelnen
Wälzlager (bei sehr niedrigen Ausfallwerten).
D = D1 + D2 + ...
Die Zuverlässigkeit der Wälzlagerung einer mechanischen Baugruppe wird desto besser, je höher die
Lebensdauer der einzelnen Wälzlager ist.
103
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 104
11
Auswirkung von Verunreinigungen
Definitionen
11-5
■ Verunreinigungen in Wälzlagern sind die häufigsten Ursachen für die Reduzierung der Lebensdauer. Zwischen
Wälzkörper und Laufbahn ausgewalzt, erzeugen diese Partikel sehr hohe lokal begrenzte Spannungen und können
ein vorzeitiges Abschälen hervorrufen.
Diese Beanspruchungen nehmen mit der Belastung des Wälzlagers zu.
SNR hat dafür einen spezifischen Korrekturkoeffizient a3pol definiert.
Berechnung von a3pol
11-5A
■ Die Auswirkungen der Verunreinigungen können, je nach Art, Höhe der Spannungen und Typ des Wälzkörpers, die
Lebensdauer um 5 % bis 95 % reduzieren. In den folgenden Abbildungen schlagen wir ein vereinfachtes Verfahren
zur Bestimmung des Koeffizienten a3 vor.
■ Koeffizient a3pol für Kugel- oder Rollenlager abhängig vom Verhältnis C0 / P0d:
Kugellager, Verhältnis C0 / P0d
Rollenlager, Verhältnis C0 / P0d
a3pol
a3pol
1
1
Filteru
0,9
Filteru
ng 2
0μ
0,9
ng 2
0μ
0,8
0,8
Fil
ter
Filt
eru
ng
ter
m
e
Ve
ru
nr
ei
ni
gu
ng
Fil
te
un
g8
0μ
Le
ich
t
0,5
Le
ich
te
Ve
run
rei
nig
un
g
Mi
ttle
re
St
Ve
ar
run
ke
rei
Ve
nig
ru
un
nr
g
ein
igu
ng
Ex
g6
0μ
0,7
μ
0,6
Fil
tre
60
un
e
ru
ng
nr
0,4
ein
ng
ttle
re
m
e
Ve
St
ru
nr
0,2
Ve
r
ar
ei
ni
g
un
g
0,1
ke
0,4
igu
Mi
re
0,3
0,6
80
μ
0,5
Ve
ru
Ex
t
0,7
un
0,3
re
in
Ve
ru
nr
ein
igu
ng
igu
ng
0,2
0,1
0
50
30
20
10
7
5
4
3
2
1
C0 / P0d
104
0
30
20
10
7
5
4
3
2
1
C0 / P0d
C0
P0d
= statische Tragzahl
= äquivalente Belastung entsprechend dem Verhältnis:
Fr und Fa
X0 und Y0
= dynamische Radial- und Axiallast
= Faktoren der statischen Belastung, definiert in den Tabellen der äquivalenten Lasten, Abschnitt 10-2.
P0d = X0 · Fr + Y0 · Fa
;;
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 105
11
11-6
Auswirkungen der Schmierung
Definitionen
Die primäre Funktion des Schmiermittels ist es, die aktiven Metallflächen des Wälzlagers getrennt zu halten.
Ein Ölfilm zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen verhindert Verschleiß, anormale Spannungen und Erwärmung, welche sonst durch einen direkten Metallkontakt der drehenden Bauteile entstehen würden.
Schmiermittel hat auch zwei sekundäre Funktionen: Kühlung des Wälzlagers bei Ölschmierung und Vermeiden von
Korrosion.
11-6A
Trennvermögen der Schmiermittel
■ Die Hertz'sche Theorie ermöglicht eine Analyse der elastischen
Verformungen durch die Flächenpressung in der Kontaktzone
zwischen Wälzkörper und Laufbahn.
Trotz dieser Flächenpressung kann ein Ölfilm erzeugt werden, der die
Kontaktflächen trennt. Man berechnet also die Schmierungsanforderungen des Wälzlagers durch das Verhältnis zwischen Dicke h des
Ölfilms und äquivalenter Rauhigkeit σ der Kontaktflächen.
σ = (σ 1
2
+
Drehrichtung
Last
Dicke des
Schmierfilms
σ2)
Lebensdauer
2 1/2
Hertzsche Pressung
σ 1: mittlere Rauhigkeit der Wälzlagerlaufbahnen
σ 2: mittlere Rauhigkeit der Wälzkörper
h
σ1
σ1
σ2
σ
2
11-6B
Elastohydrodynamische Theorie (EHD)
■ Die elastohydrodynamische Theorie berücksichtigt alle Parameter bei der Berechnung von elastischen
Verformungen von Stahl und hydrodynamischen Drücken des Schmiermittels und ermöglicht eine Einschätzung der
Dicke des Ölfilms.
Folgende Parameter werden berücksichtigt:
- Art des Schmiermittels, definiert durch dynamische Viskosität des Öls bei Betriebstemperatur und piezo-viskosen
Koeffizienten, der die Zunahme der Viskosität in Abhängigkeit vom Anpressdruck ausdrückt
- Art der sich im Kontakt befindlichen Werkstoffe, definiert durch Elastizitätsmodul und Poisson-Koeffizient,
welche das Ausmaß der Verformungen in der Lastzone definieren
- Belastung des am stärksten beanspruchten Wälzkörpers
- Drehzahl
- Form der sich im Kontakt befindlichen Oberflächen, definiert durch die Krümmungsradien,
welche die Art des verwendeten Wälzlagers ausdrücken
Angewendet auf das Wälzlager ermöglicht die EHD-Theorie vereinfachende Hypothesen, die zeigen, dass die
Dicke des Ölfilms nahezu ausschließlich von Viskosität des Öls und Drehzahl abhängt.
■ Ölschmierung
Tests haben gezeigt, dass der Wirkungsgrad der Schmierung, definiert durch das Verhältnis h/σ, sich wesentlich auf die tatsächliche Lebensdauer von Wälzlagern auswirkt. Durch Anwendung der EHD-Theorie im
Diagramm auf der nächsten Seite kann man die Auswirkung der Schmierungsverhältnisse auf die Lebensdauer
des Wälzlagers ermitteln.
■ Fettschmierung
Die Anwendung der EHD-Theorie auf die Fettschmierung ist wegen der zahlreichen Komponenten komplexer. Die Testergebnisse stellen selten einen Zusammenhang zwischen Leistungen und Merkmalen der Komponenten her. Daher beruht
jede Schmierfettempfehlung auf Versuchen, welche die am Markt erhältlichen Produkte vergleichen. Das Forschungs- und
Testzentrum von SNR arbeitet eng mit den Schmierstoffherstellern zusammen, um die leistungsfähigsten Schmierfette
auszuwählen und zu entwickeln (Abschnitt 18-1).
105
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 106
11
11-6C
Berechnung der Mindest-Viskosität
■ Diagramm Viskosität-Temperatur
Die für die Schmierung von Wälzlagern verwendeten Öle sind im Allgemeinen Mineralöle mit einer Viskosität von etwa
90 mm2/s. Die Hersteller dieser Öle geben die exakten Eigenschaften ihrer Produkte an, insbesondere das Diagramm
Viskosität-Temperatur. Andernfalls kann man das folgende Diagramm verwenden.
Kinematische
Viskosität ν
(cSt oder
mm2/s)
SA
E
SA 50
E
SA 40
E
SA 30
E
20
W
SA
E
10
W
ISOViskosität
VG
6
VG 80
46
VG 0
32
0
16
VG
15
0
VG
VG
VG
VG
15
VG
68
46
32
22
Betriebstemperatur (°C)
Öl wird durch die Nennviskosität (in cSt oder mm2/s) bei einer Nenntemperatur von 40 °C definiert.
Daraus leitet man die Viskosität bei Betriebstemperatur ab.
Ein Beispiel:
Wälzlager 6206 bei einer Drehzahl von 3000 U/min in einem Öl VG68 bei 80 °C.
Das vorhergehende Diagramm ergibt, dass die tatsächliche Viskosität des Öls bei 80 °C 16 cSt. beträgt.
Das erste Diagramm auf Seite 107 ergibt, dass die erforderliche Viskosität bei einem Wälzlager 6206 von mittlerem
Durchmesser Dm = (D + d)/2 = 46 mm bei 3000 U/min 13 cSt. beträgt.
Das zweite Diagramm auf Seite 107 ergibt, dass, a3lub gleich 1,15 bei einem Verhältnis von erforderlicher und
tatsächlicher Viskosität gleich 16 /13 = 1,2 ist.
106
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 107
11
1000
2
5
500
10
20
n
[U
/m
in
]
200
50
100
100
200
50
Erforderliche
Viskosität
100
000
500
100
0
20
200
0
13
500
0
10
Lebensdauer
100
00
200
00
1
[
mm2
]
s
500
00
5
100
000
3
10
Mittlerer Durchmesser
des Wälzlagers
D+d
20
[mm]
2
50
100
200
500
1000
46
10
1,15
Korrektorkoeffizient
a3lub
1
0,1
0,01
0,01
0,1
1
Verhältnis zwischen tatsächlicher und erforderlicher Viskosität
a3lub ohne Hochdruckadditiv
ν / ν1
10
1,2
a3lub mit Hochdruckadditiv
107
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 108
11
11-7
Auswirkungen der Temperatur
Definitionen
11-7A
Normale Betriebstemperaturen
■ Die normale Betriebstemperatur des Wälzlagers liegt zwischen -20 °C und +120 °C.
Eine davon abweichende Betriebstemperatur wirkt sich aus auf:
- die Eigenschaften des Stahls
- die Lagerluft im Betrieb
- die Eigenschaften des Schmiermittels
- die Widerstandsfähigkeit der Dichtungen
- die Widerstandsfähigkeit der Käfige aus Kunststoff
■ Auswirkungen für den Betrieb von Wälzlagern außerhalb der normalen Temperaturgrenzen.
Kontinuierliche
Betriebstemperatur in °C
-40
-20
Stahl
100 Cr6
Standard
Betriebsspiel
Normal
0
40
80
120
160
200
240
Verringerun
Ermüdung g der
sfestigkeit
Spezialwärmebehandlung
uft
mehr L
Dichtung
Käfig
11-7B
spezielles
Niedrigtemperaturfett
Standard
er n
ll d e
fa ung
Ab eist
L
Schmierfett
Spezielles
Hochtemperaturfett
Schmierung
trocken
Standard (Acrylnitril)
Spezial (Fluorelastomer)
Polyamid 6/6
Metall
Berechnung des Koeffizienten a3temp
■ Ab 170 °C nimmt die Härte von Stahl mit zunehmender
Temperatur ab und die Lebensdauer des Wälzlagers
verkürzt sich erheblich.
Die Temperaturzunahme kann von folgenden Faktoren
abhängen:
- Umgebungsverhältnisse
- hohe Betriebsdrehzahl
Eine Temperatur über 150 °C wirkt sich ebenfalls negativ
auf die Maßhaltigkeit von Stahl durch daraus resultierende
metallurgische Umwandlungen aus.
Korrekturkoeffizient
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
100
108
150
200
Temperatur in °C
250
;;;;
;
;;
;
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 109
11
11-8
11-8A
Auswirkungen des Betriebsspiels
Definitionen
Radiallager unter Radiallast
Lebensdauer
■ Die dynamische Tragzahl eines Wälzlagers wird unter der
Annahme definiert, dass die Lagerluft im Betrieb
(Restlagerluft nach dem Einbau) gleich Null ist, d. h. dass
die Hälfte der Wälzkörper belastet wird.
■ In der Praxis ist die Luft im Betrieb niemals Null.
- Eine große Lagerluft (Bereich a) führt zu einer kleinen
Lastzone.
- Eine zu hohe Vorspannung (Bereich b) führt dazu, dass
die Wälzkörper eine hohe Belastung aufnehmen müssen,
die zur Belastung im Betrieb noch dazukommt.
Radiale
Vorspannung
Radialluft
0
In beiden Fällen wird die Lebensdauer kürzer, allerdings ist
eine Vorspannung kritischer als Lagerluft.
Lebensdauer
(b)
11-8B
(a)
Wälzlager mit Winkelkontakt unter Radial- und Axiallast
■ Die Lastzone ändert sich je nach Lagerluft bzw.
Vorspannung.
Eine niedrige axiale Vorspannung (Bereich c) führt zu einer
besseren Lastverteilung auf die Wälzkörper und einer längeren Lebensdauer.
Eine normale Axialluft (Bereich a) ist unkritisch für die
Lebensdauer. Eine zu hohe Vorspannung (Bereich b) jedoch
verkürzt die Lebensdauer erheblich durch zusätzliche
anormale Beanspruchung, ein höheres Reibmoment und
eine höhere Temperatur.
Daher weisen die meisten Anwendungen, die keine Vorspannung erfordern eine bestimmte Luft auf, um diese
Risiken zu vermeiden und die Lagereinstellung zu erleichtern.
Die Auswirkung der Lagerluft auf die Lebensdauer wird ausgehend von der Restlagerluft und der Größe und Richtung
der Belastung berechnet. Wenden Sie sich an SNR.
Lebensdauer
Axiale
Vorspannung
(b)
0
(c)
Axialluft
(a)
109
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 110
11
11-9
Auswirkungen übermäßiger Belastung
Definitionen
Bei sehr hoher Belastung, entsprechend etwa Werten von P ≥ C / 2, ist die Höhe der Beanspruchung von Standardstahl so hoch, dass die in 9-2 genannte Formel die nominelle Lebensdauer nicht mehr mit einer Zuverlässigkeit
von 90 % wiedergibt. Diese Belastungsfälle erfordern eine spezielle Anwendungsanalyse mit unseren Berechnungsmethoden.
11-10
11-10A
Auswirkung von Form- und Positionsfehlern der Lagersitze
Definitionen
Formfehler
■ Ein Wälzlager ist ein Präzisionsteil und die Berechnung
der Ermüdungsfestigkeit erfordert eine homogene und
kontinuierliche Verteilung der Belastung auf die
Wälzkörper.
Sobald die Lastverteilung nicht mehr homogen ist, müssen
die Spannungen mit der finite Elemente Methode berechnet werden.
Die Lagersitze der Wälzlager müssen unbedingt mit
einer geeigneten Präzision bearbeitet werden.
Formfehler von Lagersitzen (Unrundheit, Zylindrizitätsfehler, ...) führen zu lokalen Belastungen, welche
die tatsächliche Lebensdauer von Wälzlagern erheblich
beeinträchtigen. Die Tabelle Abschnitt 15-5 enthält
bestimmte Spezifikationen für die Toleranzen der
Anlageflächen und Lagersitze von Wälzlagern.
11-10B
Fluchtungsfehler
bei starren Wälzlagern (ohne
Pendelmöglichkeit) führen zu einem Winkel zwischen der
Achse des Innenrings und der Achse des Außenrings.
110
Fr
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 111
;;;;
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
11
■ Ursache von Fluchtungsfehlern können sein:
- Konzentrizitätsfehler
zwischen den
beiden Lagersitzen
auf der Welle oder
im Gehäuse
- Linearitätsfehler
der Welle
- Fluchtungsfehler
zwischen der
Wellen- und der
Gehäuseachse
desselben
Wälzlagers
- Mangelnde vertikale
Ausrichtung
zwischen Wellenschulter und
Lagersitz
Lebensdauer
■ Die Größe von Fluchtungs-
fehlern und deren Auswirkung
auf die Lebensdauer wird
rechnerisch ermittelt. Das
nebenstehende Diagramm
zeigt die Rechenergebnisse.
Die Verkürzung der Lebensdauer erfolgt sehr schnell und
die Fluchtungsfehler müssen in
sehr engen Grenzen gehalten
werden.
Relative Lebensdauer
1
Wälzlager
einreihig
0,5
Rollenlager mit
korrigiertem
Profil
Rollenlager ohne
korrigiertes
Profil
0
Fluchtungsfehler
0,05
0,10
0,15
0,20
Grad
■ Maximal
zulässige Fluchtungsfehler ohne erhebliche
Beeinträchtigung der Lebensdauer bei einem normalen
Betriebsspiel.
Fa /Fr < e
Fa /Fr > e
Wälzlager einreihig
0,17°
0,09°
Wälzlager zweireihig
Zylinder- oder Kegelrollenlager
0,06°
0,06°
Um die Auswirkungen eines Fluchtungsfehlers zu reduzieren kann man einreihige Wälzlager mit einer größeren
Radialluft (Klasse 3) ausstatten. Zylinder- oder Kegelrollenlager fertigt SNR mit konvexen Rollenmantellinien, um die
Lastverteilung bei einem Fluchtungsfehler zu verbessern.
111
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 113
113 – 115
12
Reibung
114
13
Grenzdrehzahl
115
Reibung
und
Grenzdrehzahl
113
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 114
12
12
Reibung
■ Reibung und Erwärmung eines Wälzlagers hängen von unterschiedlichen Parametern ab:
Belastung, Reibung des Käfigs, innerer Aufbau des Wälzlagers, Schmierung, ...
Bei den meisten Anwendungen unterhalb der Grenzdrehzahl und mit einer nicht zu großen Schmiermittelmenge
kann die Reibung der Wälzlager ausreichend genau mit den folgenden Formeln berechnet werden:
M R = µ · F · dm / 2
P R = M R · n / 9550
MR
Reibmoment (N.mm)
PR
Verlustleistung (W)
F
Radiallast bei Radiallagern, Axiallast bei Axiallagern (N)
dm
Mittlerer Durchmesser des Wälzlagers dm = (d + D) / 2 (mm)
Drehzahl (min-1)
Reibungsbeiwert
n
µ
Wälzlager ohne Dichtringe:
Reibungsbeiwert
114
µ
Radialkugellager
0,0015
Pendelkugellager
0,0010
Schrägkugellager
- einreihig
- zweireihig
0,0020
0,0024
Axialkugellager
0,0013
Zylinderrollenlager
0,0050
Kegelrollenlager
0,0018
Pendelrollenlager
0,0018
;;;;;;
;
RZ_Kap.9-11 et 12-13-DT
16.06.2005
8:31 Uhr
Seite 115
;;
;
;
13
13
Grenzdrehzahl
■ Unter normalen Betriebsbedingungen ist die Erwärmung durch die Innenreibung des Wälzlagers bis zu einer
gewissen Drehzahl, der Grenzdrehzahl des Wälzlagers, akzeptabel.
Die in der Liste der Standardwälzlager enthaltenen Grenzdrehzahlen sind als Näherungswerte zu verstehen.
Die folgende Tabelle ermöglicht den Vergleich der Eignung verschiedener Wälzlager-Bauarten bezüglich der Drehzahlen.
Wälzlagerarten
n · dm bei
Fettschmierung
n · dm bei
Ölschmierung
Sonderlager mit angepasster Schmierung
900 000
Hochgenaue Radialkugellager ohne Vorspannung
+ 55 %
650 000
Hochgenaue Radialkugellager mit leichter Vorspannung
+ 55 %
Sonderlager
Reibung
und
Grenzdrehzahl
600 000
550 000
Einreihige Radialkugellager
+ 25 %
450 000
Pendelkugellager
+ 20 %
Zylinderrollenlager
+ 25 %
;
500 000
400 000
Einreihige Schrägkugellager
+ 30 %
350 000
Zweireihige Radialkugellager
+ 30 %
Zweireihige Schrägkugellager
+ 40 %
Pendelrollenlager
+ 35 %
Kegelrollenlager
+ 35 %
300 000
250 000
Axialpendelrollenlager (nur Ölschmierung)
200 000
150 000
Standardlager
+ 40 %
Axialkugellager
115
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 117
Befestigung und Wälzlagerluft
14
117 – 142
118 – 121
14-1 Radiale Befestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
14-2 Axiale Befestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 – 120
14-2A
14-2B
Wellenpositionierung durch ein einziges Lager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Wellenpositionierung durch zwei Lager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
14-3 Möglichkeiten zur axialen Befestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
15
15-1
15-2
15-3
15-4
15-5
16
Sitz der Wälzlager
122 – 131
Wälzlagertoleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Toleranzen der Lagersitze von Welle und Gehäuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Empfohlene Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 – 124
Werte von Toleranzen und Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 – 129
Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit der Lagersitze von
Wellen und Gehäusen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 – 131
132 – 138
16-1 Radialluft-Gruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
16-2 Radiallagerluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 – 134
16-3 Berechnung der Restradialluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 – 138
16-3A
16-3B
16-3C
16-3D
17
Auswirkungen von Presspassungen auf die Lagerluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Restluft nach Montage: Jrm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 – 136
Wahl der Lagerluft in Abhängigkeit von Wellen- und Gehäusepassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Berechnung des Betriebsspiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 – 138
Axialluft von Schrägkugel- und Kegelrollenlagern
Befestigung
und
Wälzlagerluft
139 – 142
17-1 Empfohlene Axialluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
17-2 Axiale Vorspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139 – 140
17-2A
17-2B
17-2C
Axiale Eintauchtiefe und Vorspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
Bestimmen der Vorspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
Einstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
17-3 Auswirkung der Temperatur auf die Axialluft von Wälzlagern . . . . . . 141 – 142
17-3A
17-3B
Änderung der Luft einer Lageranordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Theoretische Berechnung der Änderung der Axialluft einer Lagerordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 – 142
117
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 118
14
9
14-1
Radiale Befestigung
Definitionen
■ Die Wälzlagerringe müssen mit den Montageelementen (Welle und Gehäuse) so verbunden sein, dass sie
ein integraler Bestandteil werden. Die Art der Verbindung muss jede Relativbewegung der Ringe im
Lagersitz unter Einwirkung der Radial- und Axiallasten verhindern und dabei die Präzision des Wälzlagers,
seine Betriebsluft und die Grenzen der Belastung, Drehzahl, Temperatur, etc. berücksichtigen.
Unter Einwirkung der Radiallast wird einer der beiden Ringe eines sich drehenden Wälzlagers zwischen Wälzkörper
und Lagersitz „gewalzt“ und tendiert dazu, sich im Sitz zu drehen. Diese relative Bewegung muss verhindert werden,
um jeglichen Verschleiß des Lagersitzes zu vermeiden (Härte eines Wälzlagers 62 HRC).
■ Allgemeine Richtlinie
Der Ring, der sich gegenüber der Lastrichtung dreht, muss mit einer Presspassung montiert werden.
Umlaufverhältnisse
Feststehende Last
in Bezug auf
den Außenring
Feststehende Last
in Bezug auf
den Innenring
Befestigung
Gehäuse und Last feststehend
Gehäuse und Last drehend
Innenring drehend
Innenring stillstehend
Welle und Last feststehend
Welle und Last drehend
Außenring drehend
Außenring stillstehend
Innenring mit
Presssitz auf der Welle
Außenring mit
Presssitz im Gehäuse
Das Festhalten von Wälzlagerringen erfolgt normalerweise durch eine Presspassung. Andere Befestigungsmöglichkeiten sind: Spannhülse (siehe Abschnitt 19-1), exzentrische Spannringe oder Gewindestifte am Innenring
oder Außenring, Kleben, ... Die Passungen der Lagersitze werden nach der ISO 286 in Abhängigkeit von den
Betriebskriterien der Wälzlager ausgewählt.
118
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 119
14
9
Axiale Befestigung
Definitionen
;
;
;;
14-2
■ Wälzlager sichern die axiale Positionierung des drehenden zum feststehenden Bauteil einer Baugruppe.
14-2A
Wellenpositionierung durch ein einziges Lager
■ Die Befestigung eines Lagers erfordert, dass sich das andere Lager spannungsfrei axial bewegen kann.
Radialer Presssitz vorzugsweise am Innenring
Radialer Presssitz vorzugsweise am Außenring
Presssitz
;;
Festlager F
F
L
F
L
F
L1
F
L1
- Die Positionierung des Wälzlagers muss durch axiale Befestigung von
Innen- und Außenring erfolgen.
- verwendbare Wälzlagerarten
Loslager L
Befestigung
und
Wälzlagerluft
- Nur der mit Presssitz montierte Ring ist axial arretiert. Der andere Ring ist lose.
Loslager L1
- Bei Zylinderrollenlagern Typ N oder NU, bei denen die axiale Beweglichkeit durch das
Wälzlager selbst gewährleistet ist, werden beide Ringe des Wälzlagers befestigt.
■ Zweifaches Festlager
In Abstimmung mit den Anforderungen kann das Festlager aus zwei verbundenen Wälzlagern bestehen.
119
;;;;
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 120
14
;;
14-2B
Wellenpositionierung durch zwei Lager
■ Bei dieser Anordnung soll die axiale Verschiebung der Welle in einer Richtung durch das eine und in Gegen-
richtung durch das andere Lager begrenzt werden.
Dies setzt voraus, dass ein Wälzlagerring im Arbeitsbereich axial frei beweglich ist, um die Montage zu ermöglichen.
Die mögliche axiale Verschiebung im Betrieb hängt von der axialen Einstellung der relativen Position der Innenringe
zu den Außenringen ab.
Wälzlagerbauarten
Radialer Presssitz vorwiegend
am Innenring
Radialer Presssitz vorwiegend
am Außenring
Justierung
Justierung
Beispiel für eine X-Anordnung
Beispiel für eine O-Anordnung
Presssitz
■ Radiallager
Diese Montageart kann für unterschiedliche Radiallager verwendet werden: Kugellager, Zylinderrollenlager,
Tonnenlager, Pendelrollenlager. Es muss ein axialer Mindest-Verschiebeweg eingehalten werden, der je nach Montageart
unterschiedlich ist.
Axiale Verschiebung
Axiale Verschiebung
■ Schräglager
di
Schräglager erhalten ihre Steifigkeit erst bei der Montage.
Eine axiale Justierung sorgt für die relative Position und die
Luft im Betrieb.
Zwei Montagearten sind möglich:
Justierung
O-Anordnung: Die Lastangriffspunkte liegen außerhalb
der Lager.
De
X-Anordnung: Die Lastangriffspunkte liegen zwischen
den Lagern.
120
Justierung
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 121
14
9
14-3
Möglichkeiten zur axialen Befestigung
Definitionen
■ Innenring
■ Außenring
Mutter und Sicherungsblech
- Zylindrischer Lagersitz,
Anlage gegen Schulter
Deckel
- zwischen Deckel und
Gehäusestirnfläche
ist Luft erforderlich.
- Kegeliger Lagersitz,
Wälzlager mit kegeliger
Bohrung. Bevorzugte
Richtung des Axialschubs
(➡)
Sicherungsring
- Einfache, schnelle und
platzsparende Montage
Sicherungsring
- Einfache, schnelle und
platzsparende Montage
- Erfordert bei einer hohen
Axiallast das Einsetzen
einer Stützscheibe
zwischen Lagerring und
Sicherungsring.
- Erfordert bei einer hohen
Axiallast das Einsetzen einer
Stützscheibe zwischen Innenring und Sicherungsring
Endscheibe
- Vorbehalten für
Wellenenden
Hinweis: Der Sicherungsring (mit oder ohne
Stützscheibe) kann eine Schulter ersetzen.
Schrumpfring
- Bevorzugte Richtung des
Axialschubs (➡).
Die Demontage des
Wälzlagers erfordert das
Zerstören des Rings
Hülse
- Bevorzugte Richtung des
Axialschubs (➡).
- Erfordert keine präzise
Bearbeitung der Welle.
- Vorbehalten für Pendelrollenlager, Pendelkugellager und einige Rillenkugellager
Befestigung
und
Wälzlagerluft
Sicherungsring in
Wälzlager integriert
(Wälzlager Typ NR)
- zwischen Deckel und
Gehäusestirnfläche ist
Luft erforderlich
Spannhülse
- Im Spezialfall eines
zweiteiligen Gehäuses
kann der Sicherungsring
dazwischen montiert
werden.
Abziehhülse
121
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 122
15
15-1
Sitz der Wälzlager
Wälzlagertoleranzen
Definitionen
■ Unter Einwirken der Radiallast tendiert einer der beiden Ringe eines drehenden Wälzlagers dazu, sich
mitzudrehen. Um jeglichen Verschleiß des Lagersitzes zu vermeiden muss diese Bewegung durch eine entsprechende Passung verhindert werden. Für den anderen Ring wählt man eine Passung, die eine axiale Verschiebung
auf dem Lagersitz ermöglicht (Lufteinstellung, Wärmedehnung).
■ Toleranzen bei Wälzlagern mit normaler Präzision.
Innenring
Abweichung vom Nennmaß der Bohrung
Außenring
Abweichung vom Nennmaß des Außendurchmessers
Bohrung
Alle Wälzlager
bis auf Kegelrollenlager
Kegelrollenlager
Außendurchmesser
Alle Wälzlager
bis auf Kegelrollenlager
Kegelrollenlager
d
Δdmp (μm)
Δdmp (μm)
D
ΔDmp (μm)
ΔDmp (μm)
o. A.*
u. A.*
o. A.*
u. A.*
-9
-11
-13
0
0
0
-12
-14
-16
0
0
0
0
-15
-18
-25
-30
0
0
0
0
-18
-20
-25
-30
250 <D≤ 315
315 <D≤ 400
400 <D≤ 500
0
0
0
-35
-40
-45
0
0
0
-35
-40
-45
500 <D≤ 630
0
-50
0
-50
u. A.*
-8
-8
u. A.*
10
18
o. A.*
0
0
o. A.*
2,5 <d≤
10 <d≤
0
-12
6 <D≤
18
0
-8
18 <d≤
30 <d≤
50 <d≤
30
50
80
0
0
0
-10
-12
-15
0
0
0
-12
-12
-15
18 <D≤
30 <D≤
50 <D≤
30
50
80
0
0
0
80 <d≤ 120
120 <d≤ 180
0
0
-20
-25
0
0
-20
-25
180 <d≤ 250
0
-30
0
-30
120
150
180
250
250 <d≤ 315
315 <d≤ 400
0
0
-35
-40
0
0
-35
-40
80
120
150
180
<D≤
<D≤
<D≤
<D≤
Andere Präzisionsklassen siehe Abschnitt 5-2
15-2
Toleranzen der Lagersitze von Welle und Gehäuse
Definitionen
■ Die Wellen sind normalerweise in Toleranzen der Qualität 6 oder
manchmal 5 bearbeitet. Da die Gehäuse schwieriger zu bearbeiten
sind, werden sie meist in den Toleranzen der Qualität 7 oder
manchmal 6 bearbeitet.
■ In der nebenstehenden Tabelle sind die Werte der Grundtoleranzen
enthalten (Auszug aus der ISO 286).
■ In bestimmten Fällen sind Mängel bezüglich Form und Konizität
auch im Rahmen der gewählten Toleranz nicht akzeptabel, da sie
die Funktion des Wälzlagers beeinträchtigen. In diesen Fällen
muss ein kleineres Toleranzfeld gewählt werden.
122
Durchmesser
mm
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
3 bis 6
6 bis 10
10 bis 18
18 bis 30
30 bis 50
50 bis 80
80 bis 120
120 bis 180
180 bis 250
250 bis 315
315 bis 400
400 bis 500
5
Qualität
6
7
5
6
8
9
11
13
15
18
20
23
25
27
8
9
11
13
16
19
22
25
29
32
36
40
12
15
18
21
25
30
35
40
46
52
57
63
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 123
15
9
15-3
Sitz der Wälzlager
Empfohlene Passungen
Definitionen
Welle
Dreh- und Lastverhältnisse
Befestigungsprinzip
Sich drehende Last
in Bezug auf den
Innenring
Anwendungen
Normale
Lasten
P<C/5
Empfohlene
Passungen
Beispiele
j6 / k6
Elektromotoren
Werkzeugmaschinenspindeln
Pumpen
Ventilatoren
Reduktionsgetriebe
Innenring hat
Presssitz
auf Welle
Hohe
Lasten
P>C/5
Gehäuse
m6 / p6
Sich drehende Last
in Bezug auf den
Außenring
Antriebsmotoren
Große Reduktionsgetriebe,
Kompressoren
g6 / h6
Lose Riemenscheiben
Spannrollen
Räder
Ring auf
Lagersitz
verschiebbar
f6 / g6
Axiale
Verschiebung
erforderlich
(Lagerlufteinstellung,
Wärmedehnung)
Reine
axiale
Lasten
h6 / j6
Radial- und
Axiallager
Allgemeine
Fälle
Außenring mit
Presssitz
im
Gehäuse
Sonstige Fälle
Spannhülsen
h9
Transmissionen,
Landwirtschaftliche Maschinen
Anwendungen
Empfohlene
Passungen
Beispiele
H7 / J7
Elektromotoren
mit mittlerer
Leistung
Riemenscheiben
Werkzeugmaschinenspindeln
Getriebe
Ring auf
Lagersitz verschiebbar
G7 / H7
Axiale Verschiebung
erforderlich (Lagerlufteinstellung,
Wärmedehnung)
Zylinderund
Kegelrollenlager
M7 / P7
Allgemeine
Fälle
Normale
Lasten
P<C/5
M7 / N7
Lose Riemenscheiben
Spannrollen
Räder
N7 / P7
Ausrüstung
für Eisenbahnen
Große
Rollenlager
G7 / H7
Radial- und
Axiallager
Sehr hohe
Lasten
Starke Lasten
mit Stößen
P>C/5
Reine
axiale
Lasten
Befestigung
und
Wälzlagerluft
Zur Berücksichtigung besonderer Konstruktions- oder Betriebsbedingungen können unterschiedliche Auswahlen
getroffen werden.
Es ist zum Beispiel notwendig, im Falle von Vibrationen und Stoßbelastungen, eine festere Passung vorzusehen.
Außerdem können die Einbauverhältnisse und der Einbauvorgang andere Passungen erfordern.
Bei Gehäusen aus einer Leichtmetalllegierung wählt man üblicherweise eine engere Passung als normal, um
die unterschiedliche Wärmeausdehnung zu kompensieren.
123
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 124
15
Sitz der Wälzlager
Die nachfolgenden Tabellen enthalten die für die Montage von Wälzlagern am häufigsten verwendeten Passungen.
Das Beispiel gilt für ein Kugellager SNR 6305 (25 · 62 · 17)
Toleranz in μm
■ Passung Wälzlager/Gehäuse
+30
+30
+20
+19
+18
GEHÄUSE
+13
+10
+9
Nennmaß
Wälzlageraußenring
Toleranz
0
0
+4
0
0
0
H6 H7
-6
-5
J6
-13
-12
- 10
-9
-15
J7
-14
K6
- 20
-21
Toleranz des
Außendurchmessers
des Wälzlagers
-21
-24
K7
M6
-26
-30
- 30
-33
M7
N6
-39
- 40
N7
-45
P6
- 50
-51
Luft-
Übergangs-
Press-
P7
Passung
■ Passung Welle/Wälzlager
Toleranz in μm
+35
+31
+30
+28
+24
Wälzlagerinnenring
Nennmaß
+15
-10
-7
-9
-7
-4
-4
j5
j6
h6
g5 -20
WELLE
- 20
g6
Übergangs-
PressPassung
124
0
- 10
h5 -13
-16
+10
+2
k5 k6
0
+8
m5 m6
+2
+5
0
0
Toleranz
n5 n6
+8
+11
+9
+20
+15 +15
+17
Toleranz der Bohrung
des Wälzlagers
+22 +22
p5 p6
+21
- 30
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 125
15
9
15-4
Sitz der Wälzlager
Werte von Toleranzen und Passungen
Definitionen
■ Die Tabellen auf den nächsten Seiten enthalten folgende Angaben:
- Toleranz (in μm) für Bohrung oder Außendurchmesser des Wälzlagers (ISO 492)
- Toleranz (in μm) für den Durchmesser des Lagersitzes, abhängig von der gewählten Passung (ISO 286)
- Differenzen (in μm) zwischen den Durchmessern von Wälzlager und Lagersitz:
- theoretische Werte berechnet aus den Endwerten der Toleranzen für Wälzlager und Lagersitze
- Mittelwerte
- Wahrscheinlichkeitswerte berechnet nach dem
Gaußschen Gesetz (mit einer Wahrscheinlichkeit
von 99,7 %) mit folgender Formel:
Wahrscheinliche Tol. = ((Tol. Wälzlager)2 + (Tol. Lagersitz)2)1/2
Die Tabellen gelten für alle Wälzlagerarten bis auf Kegelrollenlager. Für diese ist die gleiche Berechnung mit den
spezifischen Toleranzen durchzuführen.
In der Praxis wird oft nur die wahrscheinliche Toleranz (bei einer Beschränkung des Fehlerrisikos auf 0,3 %)
zur Bestimmung eines realistischen Toleranzwerts des Restspiels eines Wälzlagers nach der Montage berücksichtigt.
■ Beispiel
Wälzlager SNR 6305 (Bohrung 25 mm).
Passung auf Welle k5.
Toleranz
Minimum
Maximum
Wälzlagerbohrung
Toleranz Welle
-10
+2
0
+11
Mittelwert
Toleranzfeld
-5
+6,5
10
9
- theoretischer mittlerer Festsitz
= -(Mittelwert Welle - Mittelwert Wälzlager) = -(6,5-(-5)) = -11,5
- theoretischer maximaler Festsitz
= -(Maximum Welle - Maximum Wälzlager) = -(11-(-10)) = -21
- theoretischer minimaler Festsitz
= -(Minimum Welle - Minimum Wälzlager) = -(2-0) = -2
- wahrscheinliches Toleranzfeld
= ((Toleranzfeld Wälzlager)2 + (Toleranzfeld Welle)2 )1/2 = (103 + 92)1/2 = 13
- wahrscheinlicher maximaler Festsitz
= theoretischer mittlerer Festsitz - wahrscheinliches Toleranzfeld /2 = -11,5-6,5=-18
- wahrscheinlicher minimaler Festsitz
= theoretischer mittlerer Festsitz + wahrscheinliches Toleranzfeld /2 = -11,5+6,5=-5
Befestigung
und
Wälzlagerluft
125
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 126
15
Sitz der Wälzlager
■ Passungen von Wälzlagern der Toleranzklasse Normal auf Wellen (alle Wälzlager bis auf Kegelrollenlager).
WELLE
Nenndurchmesser
der Welle
(mm)
3
<d
6
Toleranz für
Wälzlagerbohrung
( m)
-8
0
Passungen
Wellentoleranz in m
f5
-15
Wahrsch. Abmaße
<d
10
-8
0
Wellentoleranz in m
-18
+4
-13
+10
+15,5 +4,5
-22
-13
+7
-16
+13,5
+19,5 +7,5
-27
-16
+9
-14
+16
+21,5 +10,5
-29
-20
+17,5
+24,5 +10,5
-33
-20
+13
-19
+12
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
10
<d
18
-8
0
18
<d
30
-10
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
Wellentoleranz in m
+17
-24
+19,5
+13
-25
+30
-41
+24,5
+32,5 +16,5
+37
-43
-49
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
30
<d
50
-12
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
50
<d
65
-15
0
Wellentoleranz in m
+26
-36
Wahrsch. Abmaße
<d
80
-15
0
Wellentoleranz in m
80
<d
100
-20
0
Wellentoleranz in m
+39
-43
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
100 <d
120
-20
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
120 <d
140
-25
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
140 <d
160
-25
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
160 <d
180
-25
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
180 <d
200
-30
0
Wellentoleranz in m
Wahrsch. Abmaße
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
200 <d
225
-30
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
225 <d
250
-30
0
250 <d
280
-35
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
280 <d
315
-35
0
Wellentoleranz in m
Wahrsch. Abmaße
400
-40
0
400 <d
500
-45
0
Wellentoleranz in m
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
+39,5
+55
+24
-61
-43
+39,5
+55
+24
-70
-50
+45
+63
+27
-70
-50
+45
+63
+27
-70
-50
+45
+63
+27
-79
-56
+50
+71
+29
-79
500 <d
630
-50
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
630 <d
800
-75
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
+5,5
-9
+6,5
+20
-30
+19
-23
+20
-36
+19
-27
+22
-36
+22
-27
+22
-43
+22
-32
+29
-62
+35
-68
+64
+42
-1,5
-5
+3
-6
+24
-29
-1
-12
+24
-34
-3
-12
+28
-34
-10
-13
-19
-3
-14
+28
-39
-2
-12
+10
-15
-2
-14
+10
-18
+10,5
+26
-5
-32
-14
+14
+31,5 -3,5
-39
-14
+12
-18
+43
+60,5 +25,5
-68
-43
+43
+60,5 +25,5
-79
-50
+49,5
+70,5 +28,5
-79
-50
+49,5
+70,5 +28,5
-79
-50
+49,5
+70,5 +28,5
-88
-56
+54,5
+78
+31
+10,5
+26
-5
-32
-14
+10,5
+26
-5
-35
-15
+10
+28
-8
-35
-15
+10
+28
-8
-35
-15
+10
+28
-8
-40
-17
+11
+32
-10
+14
+31,5 +3,5
-39
-14
+14
+31,5 -3,5
-44
-15
-88
-40
+37
+9,5
-56
+54,5
+78
+31
-98
-62
+62,5
+88
+37
-108
-68
+70,5
+97
+44
-120
-76
+80,5
+109
+52
-130
-80
+87,5
+118
+57
+4
-11
0
+17,5 -17,5
-25
0
+5
-11
+16
-25
-19
0
-3,5
-19
0
-3,5
-19
0
-5
+14,5
+35,5 -6,5
-49
-17
+13
-23
+15,5
+39
-8
+15
-27
-17
-49
-23
0
-10
-18
+15,5
+39
-8
-54
-18
+15
-25
-9
-20
+18,5
+44
-7
-60
-20
+17
-27
+22,5
+49
-4
-66
-22
+18
-32
+26,5
+55
-2
-74
-24
+31,5
+62
+1
-23
0
-5
-23
0
-5
-23
0
-6
-27
0
+22
-36
-27
0
+26
-40
-5
-26
0
-1,5
+22
-25
-36
0
+0,5
+26
-25
-17
+6
+2
-7
-17
+6
+2
-9
-21
+6
+3
-9
-21
+7
+3
-11
-26
+7
+3,5
-11
-26
+7
+4
-11
-26
+7
+4
-13
-22
+12
-10
-22
+13
-12
-27
+13
0
-12
-10,5
+5
-13
-34
+7
-16
-12
-30
+7
-12
+6
-16
-30
+7
-13
+8
-16
-25
0
+8
-18
-25
0
+10
-20
+16
-17,5
-34
+7
+6
-18
-34
+7
+8
-20
-33
+9
-12
-41
+18
-17,5
-11
+11
-32
+16
-16,5
+4,5
-37,5
-13
+16
-16,5
+4,5
-37,5
-13
+16
-16,5
+4,5
-37,5
-16
+16
-17,5
+6
-41
-30
+7
+6
-13
-32
+14
-14
-12
+6
-13
-21,5
+14
-14
-13
+2,5
+29
-24
-44
0
+4,5
+33
-24
-50
0
+7,5
+38
-23
-27
+14
-14
-43
+20
-17,5
1. Negative Passung bedeutet „Festsitz“ / positive Passung bedeutet „Lossitz“ (Spiel).
2. Die wahrscheinlichen Abmaße der Passungen werden unter der Annahme berechnet, dass die statistische Verteilung der Maße innerhalb des Toleranzfeldes der "Normal-Verteilung" folgt
(Gaußsches Gesetz).
3. Toleranzen für Wälzlager und Passungen: Werte in Mikrometer ( m)
4.
Gängigste Passungen.
126
+12
-10
-10,5
+5
-11
-0,5
-4
-7
-10,5
-1,5
-6
+6
-12,5
+8
-6,5
+0,5
-13,5
-4
-9
-7,5
+1
-16
-5
+11
-9
+1
-19
-8,5
0
+17,5 -17,5
-25
0
0
+17,5 -17,5
-29
0
-0,5
+20,5 -21,5
-29
0
-0,5
+20,5 -21,5
-29
0
-0,5
+20,5 -21,5
-32
0
-1,5
+22
-25
-32
-6,5
-14,5
-0,5
-3
-8,5
+1
+13
-20
-6
-14
0
-15
0
+7
-7
+1
+14,5
+35,5 -6,5
-44
-15
+16
+38
+4
-9
+16
-22
+13
-20
+13
+35
-47
-14
0
-15
0
-12,5
-2
-7
+2
-3,5
-12
+6
-7
+3
-9
+14
-22
+14,5
+35,5 -6,5
-44
-15
-17
+1,5
-10
0
-11
0
-2,5
+12
-20
-8
+3
-7
+14
-19
-10,5
+5
-5,5
+1
-5
-10
0
-11
0
-2,5
+12
-18
-10
+5
-7
0
0
-1,5
-6,5
-5
+2
-1
+13
+11
+32
-43
0
+7
-5
+2
-1
+13
-5,5
0
+1,5
+12
+12
+9,5
+0,5
-4
-0,5
+7,5
-8,5
+9
-15
+37
+1,5
+8,5
+5,5
-13
0
+1
-1
-7
-10
+4
-5,5
0
+10
-16
0
-12
+9
-1
-2
0
-3
-7
0
+9
-13
+4
-6
0
-0,5
j6
-5,5
+0,5
+6,5
-5,5
-11
0
+6
-11
+12
-1
+5,5
-9
0
-9
+11
-1
-10
0
-6
0
0
+8,5
-10
-8
j5
0
-1
0
-10
+32
+57
+86
+7,5
+14,5 +0,5
-20
-7
-29
+43
+60,5 +25,5
-68
-43
+79
-95
+6
+11,5 +0,5
-16
-7
+9
+39,5
+55
+24
-61
-43
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
+4
-8
-23
+52
-68
0
-1
-6
+13
-20
h6
-1,5
+5,5
+11,5 -0,5
-17
-6
+4
-30
+33,5
+46
+21
-61
-43
-5
+9,5
-14
+21
+52
-58
-4
-2
-5
+8,5
+16,5 +0,5
+33,5
+46
+21
-51
-36
+71
-87
+7
-11
h5
+4
+17
+44
-58
+50
-12
+17
-25
+19
-36
-56
-4
-2,5
+32
+29
+39
-51
-9
g6
0
-9
+44
-49
Mittleres Abmaß
315 <d
+21,5
+13
-25
+19
-30
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-30
-10
+27
+29
Mittleres Abmaß
65
g5
-10
+8,5
Mittleres Abmaß
6
f6
-44
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 127
15
9
Sitz der Wälzlager
■ Passungen von Wälzlagern der Toleranzklasse Normal auf Wellen (alle Wälzlager bis auf Kegelrollenlager).
WELLE
Nenndurchmesser
der Welle
(mm)
3
<d
6
Toleranz für
Wälzlagerbohrung
( m)
-8
0
Passungen
Wellentoleranz in m
k5
+1
+6
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
6
<d
10
-8
0
Wellentoleranz in m
10
<d
18
-8
0
Wellentoleranz in m
30
-10
0
Wellentoleranz in m
-3
+1
-8
-3
+1
-13
+9
-9
18
<d
-3,5
+2
30
<d
50
-12
0
Wellentoleranz in m
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
50
<d
65
-15
0
80
-15
0
Wellentoleranz in m
-5
+2
65
<d
Wellentoleranz in m
Wahrsch. Abmaße
<d
100
-20
0
Wellentoleranz in m
100 <d
120
-20
0
Wellentoleranz in m
120 <d
140
-25
0
Wellentoleranz in m
Wahrsch. Abmaße
140 <d
160
0
Wellentoleranz in m
160 <d
180
-25
0
Wellentoleranz in m
180 <d
200
-30
0
Wellentoleranz in m
225
-30
0
Wellentoleranz in m
200 <d
225 <d
250
-30
0
Wellentoleranz in m
250 <d
280
-35
0
Wellentoleranz in m
315
-35
0
Wellentoleranz in m
280 <d
Wahrsch. Abmaße
400
-40
0
Wellentoleranz in m
400 <d
500
-45
0
Wellentoleranz in m
630
-50
0
Wellentoleranz in m
500 <d
630 <d
800
-75
0
Wellentoleranz in m
-18
+17
-31
+28
-18
+17
-33,5
-35
+33
-25
+26
-38
+37
-25
+26
-40
-50
+24
+11
+30
+20
+33
+20
+39
+32
+45
+32
+51
-26
+15
-7
+2
-31
+21
-15
+11
-35
+24
-16
+11
-40
+30
-24
+20
-44
+33
-25
+20
-49
+39
-36
+32
-56
+45
-37
+32
-16
-6
+2
-19
-16
-6
+3
-25
-19
-26
+18
-7
+3
-33
+18
-9
+3
-33
+21
-9
+3
-23
-28
-25
-31
-42
+42
+11
-28
-37
-34
-40
+35
-24
+23
-49
+35
-28
+23
-44
+38
-35
+28
-16
+13
-39
+25
-30,5
-18
-43
+13
+28
-19
+13
-39
+28
-18
+15
-40
+21
-28
-10,5 -45,5
+3
+28
-21
+15
-40
+21
-28
-10,5 -45,5
+3
+28
-21
+15
-40
+24
-28
-10,5 -45,5
+4
+33
-21
+17
-47
+24
-33,5
-12,5 -54,5
+4
+33
-24
+17
-47
+24
-33,5
-12,5 -54,5
+4
+33
-24
+17
-47
+27
-33,5
-12,5 -54,5
+4
+36
-24
+20
-12
-54
-14
-61
-28
-70
-30
-77
-42
-84
-44
+4
+27
+4
+36
+20
+43
+20
+52
-53,5
-30
-77
+21
+57
-56,5
-31
-82
+23
+63
-60,5
-34
-87
+26
+70
-65,5
-37
-94
+30
+80
-72,5
-42
-103
+34
+57
+34
-20,5
-8
+3
-24
-20,5
-8
+3
-24
-24,5
-9
+3
-24,5
-9
+3
-24,5
-9
+4
-29
-11
+4
-29
-11
+4
-29
-11
+4
-33
-12
+4
-54
+29
-14
+4
-56
+32
-14
+5
-58
-16
0
-33
+27
-52
+33
-40
-22,5 -57,5
+15
+40
-33
+27
-52
+37
-40
-22,5 -57,5
+17
+46
-48,5
-33
-64
+31
+51
-60
+37
-46,5
-25,5 -67,5
+17
+46
-38
+31
-60
+37
-46,5
-25,5 -67,5
+17
+46
-38
+31
-60
+43
-46,5
-25,5 -67,5
+20
+52
-38
+34
-49
-28
+21
-65
+45
-29
+23
-69
+44
-32
-70
+46
-51
-73
+50
-54
-68
+50
-42,5
-73
-76
-53
+45
-29
+27
-48,5
-64
+45
-48,5
-64
+45
-34,5
+27
-49
+43
-58
-67
+61
-80
+61
-64,5
-49
+43
-80
+61
-64,5
-49
+50
-80
+70
-75
-60,5
-39,5 -81,5
+31
+60
-57
+50
-74
+57
-60,5
-39,5 -81,5
+34
+66
-57
+56
-93
+79
-91
-64
-85
-106
+66
+56
-68
-85,5
+68
-68
-50,5 -85,5
+50
+79
-79,5
-58,5 -100,5
+50
+79
-79,5
-58,5 -100,5
+50
+79
-79,5
-58,5 -100,5
+56
+88
-89,5
-66
-113
-50,5
+43
-105,5
-132
+122
-83,5
-112
+100
-89
+88
-117,5
-146
+138
-92,5
-123
-130,5
-100
-161
-98
+80
-70
+68
-51
+44
-77,5
-104
+88
-77
-55
+50
-62
-93
-68
-85,5
+68
-79
+78
-47
+40
-72,5
-71
+79
-85
-106
+87
-92
-114
+95
-99
-121
-50,5
+43
-72
+68
-64
+62
-89
+67
-73
+68
+88
-89,5
-113
+98
-97,5
-123
+108
-91
+73
-67
-93
+70
-75
-67,5
-44
+37
-93
+70
-75
-67,5
-84
+62
-43
+43
-64,5
-74
+51
-63
-73
+59
-43
+37
-54,5
-52
-34,5 -69,5
+27
+52
-52
-34,5 -69,5
+31
+60
-63
-49
-52
-69,5
+52
-61
+59
-58
-67
+52
-57
+50
-56
-45
+40
-42
+43
-37
+37
-54,5
-60,5
-39,5 -81,5
+31
+60
-56
-42
+37
-59
+52
-56
+52
-74
+51
-56
-53,5
-49
-39,5
-12
-40
-22,5 -57,5
+15
+40
-42
-42,5
-11
0
-52
+33
-42
-42
+37
-44
-28
+27
-42
-59
+45
-29
+23
-40,5
-49
+40
-36,5
-61
+40
-53
+38
-19
+15
-36,5
-39,5
-36
-14
-34
-36
+37
-44
-40,5
-43
+33
-36,5
-37,5
-34
-12
+5
-30,5
-37,5
-33
-34
-61
+51
-49
-46
-49
+45
-25
+23
-15
+13
-49
-46
-37
-34
-31
+25
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-31,5
-26,5
-24,5
-28
+25
+21
-16
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-20
-14,5 -25,5
+15
+24
-19,5
-11
+9
-22
+20
+2
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-17
-12
+12
+20
-20
-14,5 -25,5
+15
+24
-23,5
-17,5 -29,5
+18
+29
-27,5
-20,5 -34,5
+22
+35
+15
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-15
-9,5
-20,5
+8
+17
-17,5
-11
-24
+9
+20
-19
+16
+12
+2
Mittleres Abmaß
315 <d
-18
+15
-10
+10
+17
-18,5
-14
-23
+15
+21
-22
-17
-27
+18
+26
-26
-20,5 -31,5
+22
+31
-30
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-13
-8
+7
-6,5
-17,5
+6
+15
-14,5
-8,5
-20,5
+7
+18
-16,5
-9,5
-23,5
+8
+21
+12
-37,5
-29,5 -45,5
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-15
+12
+16
-16
-10,5 -21,5
+10
+19
-18,5
-12,5 -24,5
+12
+23
-21,5
-14,5 -28,5
+15
+28
-41
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-6
+8
+8
-21
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-14,5
+10
-9,5
-3,5
-15,5
+1
+12
-10,5
-3,5
-17,5
+2
+15
-13,5
-5
-22
+2
+18
+13
-14,5
-28,5
-20,5 -36,5
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-3,5
+1
+8
-33
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
+12
-12
p6
-13
Mittleres Abmaß
-25
+4
p5
-20,5
-12,5 -28,5
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-18
+13
+9
-10,5
n6
-26
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
+4
n5
-6
Mittleres Abmaß
80
+9
m6
-13,5
-5,5
-21,5
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-14,5
+11
-11,5
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
m5
-9
-12
+7
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
+1
-7,5
Mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
k6
+56
-66
+62
Befestigung
und
Wälzlagerluft
2. Die wahrscheinlichen Abmaße der Passungen werden unter der Annahme berechnet, dass die statistische Verteilung der Maße innerhalb des Toleranzfeldes der „Normal-Verteilung“ folgt
4.
127
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 128
15
Sitz der Wälzlager
■ Passungen von Wälzlagern der Toleranzklasse Normal in Gehäusen (alle Wälzlager bis auf Kegelrollenlager).
GEHÄUSE
Nenndurchmesser
des Gehäuses
(mm)
10
<D
18
Toleranz für
Wälzlageraußendurchmesser
( m)
-8
0
Passungen
Gehäusetoleranz in m
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
18
<D
30
-9
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
30
<D
50
-11
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
50
<D
65
-13
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
65
<D
80
-13
0
80
<D
100
-15
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
100 <D
120
-15
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
120 <D
140
-18
0
140 <D
150
-18
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
150 <D
160
-25
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
160 <D
180
-25
0
180 <D
200
-30
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
200 <D
225
-30
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
225 <D
250
-30
0
250 <D
280
-35
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
280 <D
315
-35
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
315 <D
400
-40
0
400 <D
500
-45
0
0
Wahrsch. Abmaße
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
mittleres Abmaß
500 <D
630
-50
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
630 <D
800
-75
0
800 <D
1000
-100
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
G6
+6
+17
+15,5
+22,5 +8,5
+7
+20
+18
+26
+10
+9
+25
+22,5
+32
+13
+10
+29
+26
+37,5 +14,5
+10
+29
+26
+37,5 +14,5
+12
+34
+30,5
+44
+17
+12
+34
+30,5
+44
+17
+14
+39
+35,5
+51
+20
+14
+39
+35,5
+51
+20
+14
+39
G7
+6
H6
+24
+9
+28
+22
+33,5 +10,5
+9
+34
+27
+40,5 +13,5
+10
+40
+31,5
+48
+15
+10
+40
+31,5
+48
+15
+11
+9,5
+16,5 +2,5
0
+13
+11
+19
+3
0
+16
+13,5
+23
+4
0
+19
+16
+27,5 +4,5
0
+19
+16
+27,5 +4,5
+12
0
+19
+29
+7
+47
+37
+56
+12
+18
+47
+37
+56
+14
+18
+54
+43
+65
+14
+21
+54
+43
+65
+14
+21
+54
0
+22
+18,5
+32
+5
0
+22
+18,5
+32
+5
0
+25
+21,5
+37
+6
0
+25
+21,5
+37
+6
0
+25
H7
J6
J7
+21,5
+38
+5
-5
+12
+6
+17,5 -5,5
-11
+14
+7
+20,5 -6,5
-12
+18
+9,5
+26
-7
-12
+18
+9,5
+26
-7
+1
+12,5 -10,5
-15
+4
+1
+12,5 -10,5
+17
-16
0
-6
-13
+22
-18
+4
-25
+10
-7
+22
+14
-18
-13
+4
+19
-25
-7
+26
+14
-21
-13
+4
+19
-28
-7
+26
+16
-21
-15
+4
+23
-28
-7
+26
+18,5
+42
-5
-14
+26
+16
-21
-15
+4
+23
-28
+18
+13
+23
0
+3
+21
+15
+26,5 +3,5
0
+25
+18
+31,5 +4,5
0
+30
+21,5
+38
+5
0
+30
+35
+25
+44
0
+6
+35
+25
+44
0
+6
+40
+7
+40
+14,5
+30
-1
-7
+18
+14,5
+30
-1
-7
+18
+29
+51
0
+7
+40
+29
+51
0
+16
+12,5
+26
-1
-6
+16
+12,5
+26
-1
-7
+18
+39
+56,5 +21,5
+14
+39
+39
+56,5 +21,5
+15
+44
+44,5
+65,5 +23,5
+15
+44
+44,5
+65,5 +23,5
+15
+44
+44,5
+65,5 +23,5
+17
+49
+50,5
+74
+27
+17
+49
+50,5
+74
+27
+46,5
+70
+23
+14
+54
+46,5
+70
+23
+15
+61
+53
+80,5 +25,5
+15
+61
+53
+80,5 +25,5
+15
+61
+53
+80,5 +25,5
+17
+69
+60,5
+92
+29
+17
+69
+60,5
+92
+29
+25
+42,5 +7,5
0
+25
+32,5
+56
+9
0
+40
+18
+35,5 +0,5
-7
+18
+25
+42,5 +7,5
0
+29
+29,5
+50,5 +2,5
0
+29
+29,5
+50,5 +8,5
0
+29
+29,5
+50,5 +8,5
0
+32
+33,5
+57
+10
0
+32
+33,5
+57
+10
+32,5
+56
+9
0
+46
+38
+65,5 +10,5
0
+46
+38
+65,5 +10,5
0
+46
+38
+65,5 +10,5
0
+52
+43,5
+75
+12
0
+52
+43,5
+75
+12
+18
+35,5 +0,5
-7
+22
+22,5
+43,5 -1,5
-7
+22
+22,5
+43,5 +1,5
-7
+22
+22,5
+43,5 +1,5
-7
+25
+26,5
+50
+3
-7
+25
+26,5
+50
+3
+18
+54
+53,5
+79
+28
+20
+60
+57,5
+84
+31
+22
+66
+61,5
+90
+33
+24
+74
+66,5
+97
+36
+26
+82
+71,5
+105
+38
+18
0
0
-7
+75
+64
+97
+20
+31
+83
+69
+105
+33
+22
+92
+74,5
+114
+35
+24
+104
+81,5
+125
+38
+26
+116
+88,5
+137
+40
+36
+36,5
+61
+10
0
+40
+37,5
+64
+11
0
+44
+39,5
+68
+11
0
+50
+42,5
+73
+12
0
+56
+45,5
+79
+12
K7
+6
+4,5
+11,5 -2,5
-5
+8
+6
+14
-2
-6
+10
+7,5
+17
-2
-6
+13
+10
+21,5 -1,5
-6
+13
+10
+21,5 -1,5
0
-5
K6
+57
+46
+79
0
+13
+63
+49
+85
0
+13
+70
+29
+28,5
+54
+3
-7
+33
+30,5
+57
+4
-8
+10
-9
+15
-9
+7,5
-11
-8
+3
+11,5
-18
-11,5
+7
-9
+4
+13,5
-21
0
-13,5
+9
+0,5
-19
+10
0
-19
+12
+0,5
+1
-21
+12
+0,5
+1
+22
+49,5 -5,5
-16
+30
+22
+49,5 -5,5
-16
+30
+22
+49,5 -5,5
-16
+36
+27,5
+59
-4
-16
+36
+27,5
+59
-4
-18
+39
-29
-5
-43
+32
-32
-35
+32
-44
+18,5
-5
+30
+28
+4,5
+4,5
+5
-22,5
+13
+32,5
-33
+5
-22,5
+13
+32,5
-36
+5
-22,5
+16
+7,5
+39
-36
+23
-56
+7,5
-24
+7
-40
+17
-19
+8
+39
-45
-21
0
+40
-70
-33
0
+22
-80
-38
0
+21
-90
+6
-27
+18
+4
-32
0
-17,5
-7,5
-57
0
-22,5
-10,5
+23
-24
+16
+39
-4,5
+57,5
+101
+14
0
+90
-19
+13
+32,5
-33
+5,5
+24
-50
-19
+12
+28
-33
+6,5
-14
-21
+12
+28
-28
-66
0
-27,5
-44
+21
2. Die wahrscheinlichen Abmaße der Passungen werden unter der Annahme berechnet, dass die statistische Verteilung der Maße innerhalb des Toleranzfeldes der „Normal-Verteilung“ folgt
4.
128
-16
+9
0
+4
+21,5 -13,5
-21
+4
+4
+21,5 -13,5
-24
+5
+5,5
+26,5 -15,5
-24
+5
+5,5
+26,5 -15,5
-24
+5
+5,5
+26,5 -15,5
-27
+5
+6,5
+30
-17
-27
+5
+6,5
+30
-17
+7
+0,5
+17
-21
+0,5
+15
+61
-20
-9
+6
0
+0,5
+37
-14
+42
-16
+11
-15
+0,5
+10
-15
+15
+37
-14
-6,5
+2
+8
-13
+12
+31
-14
+6
+1
0
+12
+31
-13
-12
+0,5
+52,5
+92
+13
0
+80
+62,5
+111
+14
+2
+5
-76
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 129
15
9
Sitz der Wälzlager
■ Passungen von Wälzlagern der Toleranzklasse Normal in Gehäusen (alle Wälzlager bis auf Kegelrollenlager).
GEHÄUSE
Nenndurchmesser
des Gehäuses
(mm)
10
<D
18
Toleranz für
( m)
-8
0
Passungen
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
18
<D
30
-9
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
30
<D
50
-11
0
65
-13
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
50
<D
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
65
<D
80
-13
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
80
<D
100
-15
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
100 <D
120
-15
0
M6
-15
-4
-5,5
+1,5 -12,5
-17
-4
-6
+2
-14
-20
-4
-6,5
+3
-16
-24
-5
-8
+3,5 -19,5
-24
-5
120 <D
140
-18
0
140 <D
150
-18
0
150 <D
160
-25
0
mittleres Abmaß
160 <D
180
-25
0
Wahrsch. Abmaße
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
180 <D
200
-30
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
200 <D
225
-30
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
225 <D
250
-30
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
250 <D
280
-35
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
280 <D
315
-35
0
400
-40
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
315 <D
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
400 <D
500
-45
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
500 <D
630
-50
0
800
-75
0
mittleres Abmaß
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
630 <D
Wahrsch. Abmaße
800 <D
1000
-100
0
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-6
-8,5
-23
-8
+9
-40
-27
-8
+11
-40
-27
-8
+11
-40
-25,5
-8
+16
-40
+8
-35
-29
-9
-10,5
-3,5
-17,5
-24
-11
-13
-5
-21
-28
-12
-14,5
-5
-24
-33
-14
-17
-5,5
-28,5
-33
-14
0
-38
-29
0
-6
-45
-33
0
-8
-45
-33
0
-8
-45
-31
0
-2,5
-45
-39
-16
-45
-10
-52
-33
-20
-1
-52
-39
-12
-20
-61
-39
-20
-1
-52
-45
-12
-24
-61
-39
-20
-1
-52
-45
-12
-24
-61
-37,5
-20
+4
-52
-31
0
-2,5
-51
-37,5
-22
+4
-60
-20
-7
-13
-1,5
-33
-24,5
-8
-15
-1,5
-28,5
-39
-9
-17,5
-1
-34
-39
-9
-17,5
-1
-45
-34
-10
-20
-43
-12
-8
+19,5 -35,5
-46
0
-8
+19,5 -35,5
-46
0
-8
+19,5 -35,5
-52
0
-8,5
+23
-40
-52
0
-8,5
+23
-40
-21,5
-0,5
-42,5
-51
-22
-21,5
-0,5
-42,5
-51
-22
-21,5
-0,5
-42,5
-57
-25
-23,5
0
-47
-57
-25
-23,5
0
-47
-22
+5,5 -49,5
-60
-14
-22
+5,5 -49,5
-60
-14
-22
+5,5 -49,5
-66
-14
-22,5
+9
-54
-66
-14
-22,5
+9
-54
-46
-10
-57
0
-62
-26
-73
-36
-10
+22
-63
-44
0
-1
-67
-52
-27
+6
-80
-10,5
+15
-50
-12,5
+14
-70
-30,5
-2
-80
-37,5
-7
-90
-44,5
-11
-20
-11
-39
-26
-59
-30
-68
-34
-78
-19,5
-26,5
-14
+22
-50
-96
-26
-43,5
-4
-83
-110
-30
-52,5
-9
-96
-124
-34
-61,5
-13
-110
-56
-44
-48,5
-20
-77
-100
-50
-57,5
-27
-88
-112
-56
-66,5
-33
-100
-59
-24
-66
-47
-36
-15
-68
-53
-28
-37
-81
-55
-36
-17
-68
-61
-28
-44
-83
-55
-36
-17
-68
-61
-28
-46
-83
-26
-14
-20
-8,5
-42
-35,5
-59
-28
-35,5
-12
-79
-59
-33
-22
-69
-87
-51
-98
-60
-17
-26
-95
-40,5
-19,5 -61,5
-70
-41
-40,5
-19,5 -61,5
-79
-47
-45,5
-69
-47
-45,5
-51,5
-77
-55
-57,5
-31
-84
-122
-78
-82,5
-54
-111
-138
-88
-95,5
-65
-126
-156
-100
-110,5
-77
-144
-11
-41
-31
-20
-26
-14,5 -37,5
-50
-25
-32
-18,5 -45,5
-60
-30
-38,5
-22
-62
-55
-32
-40,5
-24
-73
-57
-38
-48
-29
-47
-76
-64
-56
-32
-88
-75
-58
-37
-90
-77
-58
-39
-90
-67
-41
-51
-70
-48
-59
-61,5
-39
-16
-21
-59,5
-39
-12
-68
-34
-50,5
-34
-16
-31
+5
-67
-114
-44
-61,5
-22
-101
-130
-50
-72,5
-29
-116
-146
-56
-83,5
-35
-132
-20
-30
-6
-35
-41
-13,5 -68,5
-79
-33
-41
-13,5 -68,5
-79
-33
-41
-13,5 -68,5
-88
-36
-44,5
-13
-76
-88
-36
-44,5
-13
-76
-22
-79
-31
-31,5
-17
-24
-10,5 -37,5
-51
-21
-29,5
-13
-46
-51
-21
-29,5
-13
-46
-59
-24
-34
-15
-53
-36
-18,5 -53,5
-61
-36
-36
-18,5 -53,5
-70
-41
-40,5
-19,5 -61,5
-70
-41
-27
-29,5
-3
-88
-43
-14
-11
R7
-21,5
-14,5 -28,5
-37
-24
-26
-18
-34
-45
-29
-31,5
-22
-41
-54
-35
-38
-26,5 -49,5
-56
-37
-40
-28,5 -51,5
-66
-44
-47,5
-34
-61
-39,5
-19,5
R6
-16
-39,5
-23
-20
-29
-33,5
-23
-23,5
-7,5
-26
-20
-8
+9,5 -25,5
-37
-8
-7,5
+13,5 -28,5
-37
-8
-7,5
+13,5 -28,5
-37
-8
-7,5
+13,5 -28,5
-41
-9
-7,5
+16
-31
-41
-9
-7,5
+16
-31
+16
-46
P7
-1
0
-28
-23,5
-7,5
-5
-10
-19,5
-11
-8
-23
P6
-15
-16,5
-9,5
-23,5
-31
-18
-20
-12
-28
-37
-21
-23,5
-14
-33
-45
-26
-29
-17,5 -40,5
-45
-26
-29
-17,5 -40,5
-52
-30
-33,5
-20
-47
-17
-5,5
-28,5
-38
-16
-19,5
-6
-33
-11
-11,5
N7
-20
-10
-11,5
+9,5
-33
-25
0
-10
-9,5
+4
-33
-17,5
0
-7
+6,5 -20,5
-30
0
-8,5
+8
-25
-30
0
-35
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-15
0
+5,5
-25
-6
+4
-33
0
+5
-21
-28
+4
-33
N6
-5
+9
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
-18
-8
+3,5 -19,5
-28
-6
-9,5
+4
-23
mittleres Abmaß
Wahrsch. Abmaße
M7
-81
-50
-61
-83
-50
-58
-40,5 -75,5
-86
-61
-61
-43,5 -78,5
-97
-68
-60,5
-37
-84
-106
-60
-67,5
-46,5 -88,5
-100
-71
-68
-40,5 -95,5
-109
-63
-70,5
-49,5 -91,5
-104
-75
-74,5
-53,5 -95,5
-117
-85
-83,5
-60
-107
-121
-89
-71
-43,5 -98,5
-113
-67
-75
-47,5 -102,5
-126
-74
-82,5
-51
-114
-130
-78
-64
-87,5
-111
-57,5
-34
-93
-55
-81
-53
Befestigung
und
Wälzlagerluft
-86,5
-118
-41
-52
-19
-85
-108
-45
+25
-23
-95
-148
-78
-95,5
-56
-135
-168
-88
-110,5
-67
-154
-190
-100
-127,5
-79
-176
2. Die wahrscheinlichen Abmaße der Passungen werden unter der Annahme berechnet, dass die statistische Verteilung der Maße innerhalb des Toleranzfeldes der "Normal-Verteilung" folgt
4.
129
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 130
15
15-5
Sitz der Wälzlager
Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit der Lagersitze von Wellen und Gehäusen
Definitionen
r1
■ Durchmesser von Anlageschultern und Übergangsradien
Gehäuse
Zwischen Ring und Schulter ist eine Anlagefläche erforderlich,
um eine optimale Befestigung des Wälzlagers zu gewährleisten.
r
Außenring
Ansetzfläche für Ausbau
D1
Wälzlager
In der Standardwälzlagerliste ist festgelegt:
- Durchmesser von Wellen- und Gehäuseschulter (D1 und d3)
- Übergangsradien der Schultern (r1)
Ansetzfläche für Ausbau
r
Innenring
d3
Welle
r1
Anlagefläche der
Schulter
Falls die Abmessungen der Anlageschulter nicht in der vorgegebenen Form eingebracht werden können, muss ein Zwischenring
eingebaut werden.
Die Übergangsradien zu den Anlageflächen der Schultern müssen
kleiner sein, als die Radien der entsprechenden Ringe.
Wälzlager
Welle
Zwischenring
Wälzlager
Welle
;
- Übergangsradius größer, als Radius des Wälzlagerringes
Wenn eine Welle starken Biegebeanspruchungen unterliegt, muss
die Schulter einen größeren Übergangsradius als den des Wälzlagers aufweisen. In diesem Fall montiert man einen angefasten
Zwischenring zwischen der Schulter der Welle und dem Wälzlagerring, um diesem eine ausreichende Abstützfläche zu geben.
Zwischenring
- Spezieller Übergangsradius
Wenn das Wälzlager möglichst nahe an der Schulter positioniert
werden soll, kann der Innenring mit einem speziellen Radius
versehen werden.
Welle
;
- Entfall des Übergangsradius
Wenn das Wellenprofil keinen besonderen Anforderungen an
die Belastbarkeit unterliegt, kann ein Freistich an der Welle eingebracht werden, der die Bearbeitung der Lagersitze erleichtert
und in jedem Falle eine bessere Anlage des Lagerringes an der
Schulter gewährleistet.
Wälzlager
Wälzlager
Welle
■ Ansatzflächen für Ausbau
Die Demontage eines Wälzlagers erfolgt normalerweise mit einem
Abzieher, der an der Fläche des Ringes ansetzt, die über die
Schulter hinausragt. Siehe Abschnitt 19-2.
Wenn die Montage keine ausreichende Ansatzfläche zulässt, können
in der Schulter Nuten oder eine Unterlegscheibe zwischen dieser
Schulter und dem Innenring des Wälzlagers vorgesehen werden.
130
Ansatzfläche
für die Finger
des Abziehers
Ansatzfläche
für die Finger
des Abziehers
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 131
15
9
Sitz der Wälzlager
■ Toleranzen und Oberflächenbeschaffenheiten der Lagersitze von Wellen und Gehäusen
T2 AB
Ra2
A
Montagefase 30°
Lagersitz dd11
Ra2
T1
Ra1
T2 AB
Ra1
T1
L
Abstand zwischen den Lagern
T3 A
Anlagefläche
10
18
30
50
80
120
<d≤ 18
<d≤ 30
<d≤ 50
<d≤ 80
<d≤ 120
<d>
Toleranzen in
μm
T1
T2
T3
Ra1
Ra2
3
4
4
5
6
8
11
13
16
19
22
25
1,5 L
L in
mm
≤1
≤2
Gehäuse
Montagefase
T2 A
A
Ra2
Lagersitz D1
18
30
50
80
120
<D≤ 30
<D≤ 50
<D≤ 80
<D≤ 120
<D>
B
L
T1
Ra1
Anlagefläche
D (mm)
Befestigung
und
Wälzlagerluft
Lagersitz D2
Wälzlagerbohrung
d (mm)
B
Anlagefläche
Lagersitz d2d2
Welle
Ra1
T3 A
Toleranzen in
μm
T1
T2
T3
Ra1
Ra2
6
7
8
10
12
21
25
30
35
40
2L
L in
mm
≤2
≤4
131
;;;
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 132
16
16-1
Radialluft-Gruppen
Definitionen
■ Die radiale Lagerluft ist die Verschiebung des einen
Ringes im Verhältnis zum Anderen in radialer Richtung und
ohne Last.
Radiallager müssen mit einer leichten Radialluft laufen.
Bei Radiallagern ist eine Lagerluft konstruktiv vorgesehen.
Die Montage eines Wälzlagers muss eine Restlagerluft lassen.
Diese Radialluft führt zu einer Axialluft (außer bei Zylinderrollenlagern). Siehe Abschnitt 1.
Die Toleranzen bzw. Radialluft-Gruppen sind genormt (ISO 5753).
Die Wahl der Lagerluftgruppe erfolgt gemäß dem Pflichtenheft der Anwendung und der Berechnung der Restluft.
Bezeichnung der
Wälzlager
Radialluft
Typ
Gruppe
Normale
Luft
N
Für geringe oder mittlere Lasten, normalen Presssitz einer der
beiden Ringe, normale Temperaturen.
3
J3.
C3
4
J4.
C4
5
J5.
C5
Erhöhte
Luft
Reduzierte
Luft
132
2
Anwendungen
Nachsetz- Sonstige
zeichen
Hersteller
SNR
J2.
C2
Luft oft verwendet in folgenden Fällen:
- erhöhter Presssitz einer der beiden Ringe
- Fluchtungsfehler, Durchbiegung der Welle
- Zunahme des Kontaktwinkels bei Radialkugellagern,
unter starker Axiallast
- hohe Temperaturen
Die Radialluft-Gruppen 4 und 5 werden in den vorhergehenden
Fällen verwendet, wenn die Luft der Gruppe 3 nicht ausreicht.
Diese Radialluftgruppe wird (selten) dann verwendet, wenn eine
optimale Führung mit geringer Luft erforderlich ist oder eine
Anwendung mit wechselnden Lasten und starken Stößen vorliegt.
Die Verwendung dieser Radialluftgruppe ist sehr speziell, da sie
normalerweise den Zweck hat, die Lagerluft im Betrieb völlig
aufzuheben.
Montage (Fluchtung), Passungen und Betriebsbedingungen
(Temperatur, Drehzahl) müssen sorgfältig untersucht werden.
Wenden Sie sich an SNR.
;
;
;
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 133
16
Radiallagerluft
Definitionen
16-2
■ Radialkugellager
■ Zylinderrollenlager
Serie 60-62-63-64-160-618-619-622-623-42-43
Durchmesser Gruppe 2 Gruppe N Gruppe 3
der Bohrung
d (mm)
min max
Serie N..2-N..3-N..4-N..22-N..23
Gruppe 4
Gruppe 5
Durchmesser Gruppe 2 Gruppe N Gruppe 3
der Bohrung
min max min max min max
min max
d (mm)
min max
Gruppe 4
Gruppe 5
min max
2,5<d≤ 6
6<d≤ 10
10<d≤ 18
0
0
0
7
7
9
2
2
3
13
13
18
8
8
11
23
23
25
14
18
29
33
20
25
37
45
d≤ 10
10<d≤ 24
24<d≤ 30
0
0
0
25
25
25
20
20
20
45
45
45
35
35
35
60
60
60
50
50
50
75
75
75
65
70
90
95
18<d≤ 24
24<d≤ 30
30<d≤ 40
0
1
1
10
11
11
5
5
6
20
20
20
13
13
15
28
28
33
20
23
28
36
41
46
28
30
40
48
53
64
30<d≤ 40
40<d≤ 50
50<d≤ 65
5
5
10
30
35
40
25
30
40
50
60
70
45
50
60
70
80
90
60 85
70 100
80 110
80 105
95 125
110 140
40<d≤ 50
50<d≤ 65
65<d≤ 80
1
1
1
11
15
15
6
8
10
23
28
30
18
23
25
36
43
51
30
38
46
51
61
71
45 73
55 90
65 105
65<d≤ 80
80<d≤100
100<d≤120
10
15
15
45
50
55
40
50
50
75
85
90
65 100 90 125
75 110 105 140
85 125 125 165
130 165
155 190
180 220
80<d≤100
100<d≤120
120<d≤140
1
2
2
18
20
23
12
15
18
36
41
48
30
36
41
58
66
81
53 84
61 97
71 114
75 120
90 140
105 160
120<d≤140
140<d≤160
160<d≤180
15
20
25
60
70
75
60 105 100 145 145 190
70 120 115 165 165 215
75 125 120 170 170 220
200 245
225 275
250 300
140<d≤160
160<d≤180
180<d≤200
2
2
2
23
25
30
18
20
25
53
61
71
46 91 81 130
53 102 91 147
63 117 107 163
120 180
135 200
150 230
180<d≤200
200<d≤225
225<d≤250
35 90
45 105
45 110
90 145 140 195 195 250
105 165 160 220 220 280
110 175 170 235 235 300
275 330
305 365
330 395
200<d≤225
225<d≤250
250<d≤280
2
2
2
35
40
45
25 85
30 95
35 105
75 140 125 195
85 160 145 225
90 170 155 245
175 265
205 300
225 340
250<d≤280
280<d≤315
315<d≤355
55 125
55 130
65 145
125 195 190 260 260 330
130 205 200 275 275 350
145 225 225 305 305 385
370 440
410 485
455 535
280<d≤315
315<d≤355
355<d≤400
2
3
3
55
60
70
40 115 100 190 175 270
45 125 110 210 195 300
55 145 130 240 225 340
245 370
275 410
315 460
355<d≤400 100 190
400<d≤450 110 210
450<d≤500 110 220
190 280 280 370 370 460
210 310 310 410 410 510
220 330 330 440 440 550
510 600
565 665
625 735
400<d≤450
450<d≤500
500<d≤560
3 80
3 90
10 100
60 170 150 270 250 380
70 190 170 300 280 420
80 210 190 330 310 470
350 510
390 570
440 630
560<d≤630
630<d≤710
710<d≤800
10 110
20 130
20 140
90 230 210 360 340 520
110 260 240 400 380 570
120 290 270 450 430 630
490 690
540 760
600 840
Befestigung
und
Wälzlagerluft
Wert in μm
Wert in μm
133
;
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 134
16
■ Pendelrollenlager mit kegeliger Bohrung
;;
■ Pendelrollenlager mit zylindrischer Bohrung
Serie 213-222-223-230-231-232-240-241
Serie 213K-222K-223K-230K-231K-232K-240K241K
Durchmesser Gruppe 2
der Bohrung
Gruppe N Gruppe 3 Gruppe 4
Gruppe 5
der Bohrung
Gruppe 5
d (mm)
min max
d (mm)
min max
min max
10
10
15
20
20
25
20
20
25
35
35
40
35
35
40
45
45
55
45
45
55
30<d≤ 40
40<d≤ 50
50<d≤ 65
15
20
20
30
35
40
30
35
40
45
55
65
45
55
65
60
75
90
65<d≤ 80
80<d≤100
100<d≤120
30
35
40
60
60
75
60
60
75
75
75
95
18<d≤ 24
24<d≤ 30
15
20
25
30
25
30
35
40
35
40
45
55
45
55
60
75
60
75
75
95
60 80
75 100
90 120
80 100
100 125
120 150
30<d≤ 40
40<d≤ 50
50<d≤ 65
25
30
40
35
45
55
35
45
55
50
60
75
50
60
75
65
80
95
65 85
80 100
95 120
85 105
100 130
120 160
50
60
75
50 80 80 110 110 145
60 100 100 135 135 180
75 120 120 160 160 210
145 180
180 225
210 260
65<d≤ 80
80<d≤100
100<d≤120
50 70
55 80
65 100
70 95 95 120 120 150
80 110 110 140 140 180
100 135 135 170 170 220
150 200
180 230
220 280
120<d≤140
140<d≤160
160<d≤180
50 95
60 110
65 120
95 145 145 190 190 240
110 170 170 220 220 280
120 180 180 240 240 310
240 300
280 350
310 390
120<d≤140 80 120
140<d≤160 90 130
160<d≤180 100 140
120 160 160 200 200 260
130 1870 180 230 230 300
140 200 200 260 260 340
260 330
300 380
340 430
180<d≤200
200<d≤225
225<d≤250
70 130
80 140
90 150
130 200 200 260 260 340
140 220 220 290 290 380
150 240 240 320 320 420
340 430
385 470
420 520
180<d≤200 110 160
200<d≤225 120 180
225<d≤250 140 200
160 220 220 290 290 370
180 250 250 320 320 410
200 270 270 350 350 450
370 470
410 520
450 570
250<d≤280 100 170
280<d≤315 110 190
315<d≤355 120 200
170 260 260 350 350 460
190 280 280 370 370 500
200 310 310 410 410 550
460 570
500 630
550 690
250<d≤280 150 220
280<d≤315 170 240
315<d≤355 190 270
220 300 300 390 390 490
240 330 330 430 430 540
270 360 360 470 470 590
490 620
540 680
590 740
355<d≤400 130 220
400<d≤450 140 240
450<d≤500 140 260
220 340 340 450 450 600
240 370 370 500 500 660
260 410 410 550 550 720
600 750
660 820
720 900
355<d≤400 210 300
400<d≤450 230 330
450<d≤500 260 370
300 400 400 520 520 650
330 440 440 570 570 720
370 490 490 630 630 790
650 820
720 910
790 1000
500<d≤560 150 280
560<d≤630 170 310
630<d≤710 190 350
280 440 440 600 600 780
310 480 480 650 650 850
350 530 530 700 700 920
780 1000
850 1100
925 1190
500<d≤560 290 410
560<d≤630 320 460
630<d≤710 350 510
410 540 540 680 680 870 870 1100
460 600 600 760 760 980 980 1230
510 670 670 850 850 1090 1090 1360
;;
14<d≤ 18
18<d≤ 24
24<d≤ 30
min max
Wert in μm
■ Pendelkugellager mit zylindrischer Bohrung
Wert in μm
■ Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung
Serie 12-13-22-23-112-113
Serie 12K-13K-22K-23K
der Bohrung
Gruppe 5
der Bohrung
Gruppe 5
d (mm)
min max
d (mm)
min max
min max
1
2
2
8
9
10
5
6
6
15
17
19
10
12
13
20
25
26
15
19
21
25
33
35
21
27
30
33
42
48
18<d≤ 24
24<d≤ 30
7
9
17
20
13
15
26
28
20
23
33
39
28
33
42
50
37
44
55
62
14<d≤ 18
18<d≤ 24
24<d≤ 30
3
4
5
12
14
16
8
10
11
21
23
24
15
17
19
28
30
35
23
25
29
37
39
46
32
34
40
50
52
58
30<d≤ 40
40<d≤ 50
50<d≤ 65
12
14
18
24
27
32
19
22
27
35
39
47
29
33
41
46
52
61
40
45
56
59
65
80
52
58
73
72
79
99
30<d≤ 40
40<d≤ 50
50<d≤ 65
6
6
7
18
19
21
13
14
16
29
31
36
23
25
30
40
44
50
34
37
45
53
57
69
46
50
62
66
71
88
65<d≤ 80
80<d≤100
100<d≤120
23
29
35
39
47
56
35
42
50
57
68
81
50 75 69 98
62 90 84 116
75 108 100 139
91 123
109 144
130 170
65<d≤ 80
80<d≤100
100<d≤120
8
9
10
24
27
31
18
22
25
40
48
56
35
42
50
60
70
83
54 83
64 96
75 114
76 108
89 124
105 145
120<d≤140
140<d≤160
40
45
68
74
60 98 90 130 120 165
65 110 100 150 140 191
155 205
180 240
120<d≤140
140<d≤160
10
15
38
44
30
35
68
80
60 100 90 135
70 120 110 161
125 175
150 210
Wert in μm
134
min max
2,5<d≤ 6
6<d≤ 10
10<d≤ 18
Wert in μm
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 135
16
9
16-3
Berechnung der Restradialluft
Definitionen
Die Restradialluft ist die Radialluft des Wälzlagers nach der Montage bzw. im Betrieb (Betriebsspiel). Sie hängt
ab von Ausgangslagerluft, Passungen, Temperatur und Verformungen.
Die Restluft muss eine korrekte Funktion des Wälzlagers gewährleisten.
Zur Berechnung der Restluft ermittelt man einen algebraischen Wert für die Lagerluft. Wenn dieser Wert positiv ist,
liegt mechanische Luft vor; wenn er negativ ist, liegt eine Vorspannung vor.
Das Betriebsspiel wirkt sich direkt auf die Lebensdauer und die allgemeine Leistung (Rundlaufgenauigkeit,
Geräusche, ...) aus. Daher muss es so genau wie möglich bestimmt werden.
16-3A
Auswirkungen von Presspassungen auf die Lagerluft
Wenn man zwei Teile unter Presssitz montiert, weist jedes
Teil nach der Montage einen anderen Durchmesser auf.
Man nennt dies Auswirkungsfaktor.
Herabsetzung der Radialluft
ti oder te = ——————————————————————
Übermaß des Innenrings oder Außenrings
Der Auswirkungsfaktor wird mit den üblichen Formeln für die Werkstofffestigkeit berechnet, die den Querschnitt der
Teile, Elastizitätsmodul und Poisson-Koeffizient berücksichtigen.
Wir schlagen folgende Näherungswerte des Auswirkungsfaktors für die häufigsten Fälle vor:
Element des Wälzlagers
Innenring
Außenring
Arbeitsbereich
Auswirkungsfaktor
Vollwelle
ti ≈ 0,8
ti ≈ 0,6
Hohlwelle
Gehäuse Stahl oder Guss
Gehäuse Leichtmetalllegierung
te ≈ 0,7
te ≈ 0,5
Befestigung
und
Wälzlagerluft
Die genaue Berechnung der Reduzierung der Ausgangsluft kann von SNR durchgeführt werden.
16-3B
Restluft nach Montage: Jrm
Jrm = Jo - ti · Si - te · Se
-
Jo
Si
ti
Se
te
Radialluft
Übermaß des Innenringsitzes auf der Welle
Auswirkungsfaktor Innenring/Welle
Übermaß des Außenringsitzes im Gehäuse
Auswirkungsfaktor Außenring/Gehäuse
■ Größenordnung der einzuhaltenden mittleren Restradialluft nach der Montage (in mm)
Kugellager
Jrm = 10-3 d1/2
Zylinderrollenlager
Jrm = 4 · 10-3 d1/2
Pendelkugellager
Jrm = 2 · 10-3 d1/2
Pendelrollenlager
Jrm = 5 · 10-3 d1/2
135
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 136
16
■ Beispiel für die Berechnung der Restluft nach der Montage und seiner Streuung anhand der Passungstabellen
Abschnitt 15-4
Wälzlager 6305 - Bohrung 25 mm - Außendurchmesser 62 mm
- Vollwelle aus Stahl: Toleranz k5
- Gehäuse aus Guss: Toleranz N6
■ mittlere Restluft
Die Tabellen der Passungen ergeben:
Min.
Toleranzen Welle
Mittlerer Wert Si theoretisch und wahrscheinlich
Los- (+) oder
Festsitz (-)
wahrscheinlich
Mittel
+2
Max.
+11
-11,5
-5
-18
Min.
Toleranzen Gehäuse
Mittel
-33
Mittlerer Wert Si theoretisch und wahrscheinlich
Los- (+) oder
-5,5
Festsitz (-)
wahrscheinlich
Max.
-14
-17
-28,5
In der Tabelle Abschnitt 16-3 sind Definitionen des Auswirkungsfaktors für ti = 0,8 (Welle) und te = 0,7 (Gehäuse) enthalten.
Die Reduzierung der mittleren Radialluft beträgt:
Rjm = (ti · Si) + (te · Se) (gilt nur wenn Si<0 und Se<0)
Rjm = (0,8 · -11,5) + (0,7 · -17) = -21 μm
Der minimale Wert der Ausgangsluft muss höher sein als der Reduktionswert der mittleren Radialluft Rjm.
Die Tabelle der Ausgangsluft für diese Art von Wälzlager Abschnitt 16-2 zeigt, dass eine Luft der Gruppe 4 erforderlich ist (23 bis 41 μm: mittlerer Wert 32 μm) für eine korrekte Restluft nach Einbau des Wälzlagers:
mittlere Restluft
Jrm = 32 - 21 = 11 μm
Die Definition des Wälzlagers lautet also 6305 J40.
■ Streuung der Restluft nach dem Einbau
Wahrscheinliche Streuung des Wellenübermaßes
(Differenz der Eckwerte)
Dpa = 13 μm
Wahrscheinliche Streuung des Gehäuseübermaßes
(Differenz der Eckwerte)
Dpl = 23 μm
Unter Berücksichtigung der vorhergehenden
Auswirkungsfaktoren beträgt die wahrscheinliche
Streuung für die Laufbahndurchmesser
136
Dpci = Dpa . ti = 13 μm · 0,8 = 10,5 μm beim Innenring
Dpce = Dpl . te = 23 μm · 0,7 = 16 μm beim Außenring
Streuung der Ausgangslagerluft des Wälzlagers
Der = 41-23 = 18 μm
Gemäß den Wahrscheinlichkeitsgesetzen beträgt
die Streuung der Restluft
Δ Jr = ( Dpci2 + Dpce2 + Der2 )1/2 = ( 10,52 + 162 + 182 )1/2 = 26 μm
Das Wälzlager 6305 mit einer Luft der Gruppe 4,
montiert mit den Passungen k5/N6, weist nach
der Montage eine Restluft auf von
Jf = Jrm ± ΔJr/2 = 11 ± 13 μm
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 137
16
9
Wahl der Lagerluft in Abhängigkeit von Wellen- und Gehäusepassung
16-3C
■ Das Beispiel Abschnitt 16-3B zeigt, dass die Presspassungen von Welle und Gehäuse ein Wälzlager mit
größerer Ausgangsluft erfordern.
■ Die nachfolgende Tabelle enthält die Grenzwerte für Wellen- und Gehäusepassungen.
Passung Innenring
Passung Innenring
n
n
m
k
j
h
k
j
normale
Luft
Passung
Außenring
J
K
M
N
g
Passung
Außenring
H
P
Kugellager
16-3D
normale
Luft
h
g
H
Erhöhte
Luft
m
Erhöhte
Luft
J
K
M
N
P
Rollenlager
Berechnung des Betriebsspiels
Das Betriebsspiel entspricht der Restluft nach dem Einbau, es sei denn die Betriebstemperatur führt zu unterschiedlichen Dehnungen von Welle und Gehäuse.
■ Werkstoffe mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten
Wälzlager eingebaut in einem Gehäuse aus einer Leichtmetalllegierung.
Der Unterschied der Durchmesser von Wälzlager und
Gehäuse durch unterschiedliche Wärmedehnung beträgt:
Δ D = (C2 - C1) D · Δ t = 8 · 10-6 · D · Δ t
mit:
Δ t Betriebstemperatur - 20 °C Umgebungstemperatur
D
Außendurchmesser des Wälzlagers
C1 Ausdehnungskoeffizient von Stahl = 12 · 10-6 mm/mm/°C
C2 Ausdehnungskoeffizient des Gehäuses aus Leichtmetalllegierung ≈ 20 · 10-6 mm/mm/°C
Diese Änderung des Durchmessers erhöht die Luft des Außenrings des Wälzlagers im Gehäuse und kann ein Drehen
hervorrufen. Diese unterschiedliche Ausdehnung muss durch eine engere Passung und Verwendung eines
Wälzlagers mit erhöhter Radialluft ausgeglichen werden.
Befestigung
und
Wälzlagerluft
Beispiel
Wahl der Gehäusepassung für ein Wälzlager 6305 (D = 62 mm), montiert
in Leichtmetalllegierung, bei einer Betriebstemperatur von 80 °C.
Δ t = 60 °C
Δ D = 8 · 10-6 · 62 · 60 = 0,030 mm
Bei einer Gehäusepassung der Toleranz J7 ist der Durchmesser des
Gehäuses durchschnittlich 10 μm größer als der Durchmesser des
Wälzlagers. Siehe Seite siehe Abschnitt 15-4.
Bei 80 °C beträgt der Wert 10 μm + Δ D
= 40 μm
Dieser Wert ist zu groß, um einen festen Sitz des Wälzlagers im Gehäuse zu gewährleisten.
Man wählt also für das Gehäuse eine Toleranz von P7, die bei einem Übermaß von 30 μm den
Effekt einer unterschiedlichen Ausdehnung bei 80°C ausgleicht.
Beim Einbau bewirkt die Presspassung P7 des Außenringes folgende
Reduktion der Restluft des Wälzlagers:
te · Se =0,5 · 29,5 = 15 μm
Bei Verwendung einer Wellenpassung der Toleranz k6 und damit einem
mittleren Übermaß von 13,5 μm von Innenring und Welle beträgt die
Reduktion der Restluft des Innenrings durch die Montage:
ti · Si = 0,8 · 13,5 =11 μm
Die gesamte Herabsetzung der Luft des Wälzlagers im Betrieb beträgt:
Rjm = te · Se + ti · Si =15 +11 = 26 μm
Man wählt also ein Wälzlager 6305J40 (Luft der Gruppe 4: mittlere Radialluft 32 μm),
um eine Aufhebung der Luft im Betrieb bei Normaltemperatur zu vermeiden.
137
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 138
16
■ Unterschiedliche Temperatur zwischen Welle und Gehäuse
Welle und Gehäuse bestehen aus Stahl, aber die Temperatur der Welle ist höher als die des Gehäuses.
Die unterschiedliche Dehnung zwischen Innenring und
Außenring des Wälzlagers reduziert die Radialluft um den Wert
mit:
C1
D
d
Δ ta
Δ tl
Δ J = C1 · (D · Δ tl - d · Δ ta)
Ausdehnungskoeffizient von Stahl
Außendurchmesser des Wälzlagers
Wälzlagerbohrung
Differenz zwischen Betriebstemperatur der Welle und 20 °C Umgebungstemperatur
Differenz zwischen Betriebstemperatur des Gehäuses und 20 °C Umgebungstemperatur
■ Beispiel
Ein Wälzlager 6305 (25 · 62) weist nach dem Einbau bei 20 °C eine Restluft Jrm von 10 μm auf.
Im Betrieb:
- beträgt die Temperatur von Welle und Innenring 70 °C
- beträgt die Temperatur von Gehäuse und Außenring 50 °C
Die Reduktion der Radialluft des Wälzlagers beträgt
Δ J =12 · 10-6 · ( (62 · 30) - (25 · 50) ) = 7 μm
Das radiale Betriebsspiel beträgt
Jrf = Jrm - Δ J = 10 μm - 7 μm = 3 μm
In diesem Fall empfiehlt sich die Verwendung eines Wälzlagers mit einer erhöhten Luft der Gruppe 3.
138
;;;;;
;
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 139
17
9
17-1
Empfohlene Axialluft
Definitionen
Bezugslastlinie
bei Luft
gleich Null
Einreihige Schräglager haben konstruktionsbedingt die Ausgangsluft 0.
Die Lagerluft ist gleich Null, wenn sich die einzelnen Bestandteile Innenring, Wälzkörper,
Außenring ohne Lasteinwirkung berühren.
In Bezug auf diese Referenzeinstellung kann
das Wälzlager beim Einbau mit Luft oder
Vorspannung eingestellt werden.
Die nebenstehende Abbildung zeigt die
Stellung der Bestandteile wenn Axialluft vorliegt.
Bezugslastlinie
bei Luft
gleich Null
Lastlinie
mit
Axialluft
Bezug
Bezug
Axialluft
Axialluft
■ Größenordnung der Axialluft bei Anwendungen im Betrieb
Der Wert der Lagerluft nach dem Einbau
muss auch die Betriebsbedingungen berücksichtigen.
Das Verhältnis zwischen Axialluft und Radialluft
einer Montage mit zwei Wälzlagern ist für jede
Wälzlagerart in Abschnitt 1 angegeben.
17-2
d = Wälzlagerbohrung
d < 20 mm
Ja = Axialluft
Ja = 0,03 bis 0,08 mm
20 < d ≤ 80 mm
Ja = 0,05 bis 0,15 mm
80 < d ≤ 120 mm
Ja = 0,05 bis 0,25 mm
d > 120 mm
Ja = 0,10 bis 0,30 mm
Axiale Vorspannung
Definitionen
Die Vorspannung ist eine Axiallast, die nach dem Einbau permanent auf die Wälzlager ausgeübt wird. Sie resultiert
aus dem Eintauchen des Innenrings gegenüber dem Außenring des Wälzlagers im Verhältnis zu der Bezugsstellung.
17-2A
Befestigung
und
Wälzlagerluft
Axiale Eintauchtiefe und Vorspannung
Unter Last unterliegen die Kontakte Wälzkörper/Laufbahnen elastischen Formänderungen durch eine sehr hohe Hertzsche
Pressung, was zu einer axialen Verschiebung
der Ringe führt. Mittels eines Diagramms findet man den Wert der relativen Verschiebung
der beiden Ringe abhängig von der Axiallast.
Axiallast
Axiallast
Bei einer Montage von zwei gegenüberliegenden Wälzlagern führt das Eintauchen eines
Wälzlagers zu einer größeren Luft beim
anderen Wälzlager.
Bei Montagen, die eine hohe Führungspräzision erfordern (Spindel für Werkzeugmaschinen, Kegelritzel, oszillierende Systeme, ...),
muss Lagerluft unterdrückt und eine
optimale Steifigkeit mittels Vorspannung
erreicht werden.
da
Axiale Eintauchtiefe
Δ T = da
T
Messverfahren
139
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 140
17
17-2B
Bestimmen der Vorspannung
Es wird ein Wert für die Vorspannung P abhängig von
der mittleren anliegenden Axiallast (Am) gewählt.
P = Am / 3
Axiale
Vorspannung
Eintauchtiefe
des gegenüberliegenden
Wälzlagers
Die Ermittlung der Vorspannung von zwei Wälzlagern mit Vorlast
erfolgt mittels eines Diagramms mit den Kurven der entsprechenden
Eintauchtiefen.
Ohne äußere Axiallast entspricht der Schnittpunkt (P) der anliegenden
Vorspannung, die bei den Wälzlagern eine Eintauchtiefe (d1) und (d2)
erzeugt. Die gesamte gegenseitige Annäherung der beiden Wälzlager
beträgt p = d1 + d2
Wenn eine äußere Axiallast A im Betrieb anliegt, folgt die Eintauchtiefe
jedes Wälzlagers der Kurve im Diagramm. Eines der beiden Wälzlager
weist eine zusätzliche Eintauchtiefe (da) auf, die die Eintauchtiefe des
gegenüberliegenden Wälzlagers entsprechend verringert.
Um die Belastungen Fa1 und Fa2 der beiden Wälzlager zu ermitteln,
setzt man die Axiallast A zwischen beiden Kurven an (Punkt M1 und M2).
Das axiale Gleichgewicht der Welle beträgt Fa1 - Fa2 = A
Wenn A den Wert Fd übersteigt (axiale Abhebekraft), entsteht am
gegenüberliegenden Lager im Betrieb Luft.
Eintauchtiefe
des einen
Wälzlagers
Fd
Fa1
M1
A
P
Fa2
0
d1
da
M2
Axiale
Eintauchtiefe
d2
p
■ Anmerkungen:
Das Diagramm der Eintauchkurven wird durch etwaige Radiallasten an den Wälzlagern modifiziert.
Da jede Vorspannung die resultierenden Lasten verändert, muss die Lebensdauer unter Berücksichtigung der
Vorspannung berechnet werden. Ein Lagereinsatz unter Vorspannung weist ein höheres Reibmoment als eine
Montage mit Luft auf. Daher muss insbesondere die Schmierung sorgfältig analysiert werden.
Einstellung
;;
17-2C
■ Die Lagereinstellung kann beim Einbau entsprechend der vorbe-
stimmten Axialluft oder einer Vorspannung reguliert werden. Dies
erfolgt durch Verschieben eines Ringes (Innen- oder Außenring)
eines der beiden Wälzlager. Dieser muss daher im Lagersitz verschiebbar montiert sein.
Wenn die Montage eine Axialluft ja aufweisen soll, wird dieses mit
einer Messuhr kontrolliert.
Wenn die Montage eine Vorspannung des Werts p aufweisen soll,
geht man von einer beliebigen Axialluft Ja aus und verschiebt den
freien Ring des Wälzlagers um den Wert Ja + p. Dies erfolgt normalerweise mit der Wellenmutter oder einer Änderung der Dicke der
Ausgleichscheiben im Gehäuse. Die zulässige Toleranz bei der
Einstellung der Vorspannung ist eng (etwa die Hälfte der zulässigen
Toleranz für Axialluft).
140
Kontrolle der Axialluft
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 141
17
9
17-3
17-3A
Auswirkung der Temperatur auf die Axialluft von Wälzlagern
Definitionen
Änderungen der Axialluft einer Lageranordnung
Axiale Luft bzw. axiale Vorspannung einer Welle, die auf
zwei Wälzlagern mit Winkelkontakt (Schrägkugellager oder
Kegelrollenlager) montiert ist, können sich durch Temperatureinwirkung beim Betrieb ändern.
I
Axiale Dehnung
Die nebenstehende Montage illustriert:
- eine Änderung der Axialluft der Lageranordnung durch
die unterschiedliche axiale Dehnung zwischen Gehäuse
und Welle
- eine Änderung der Presspassung Außenring/Gehäuse,
die zu einer Änderung der Radialluft und damit der
Axialluft der Lageranordnung führt
Radiale
Dehnung
Die gesamte Änderung der Axialluft der Lageranordnung entspricht der algebraischen Summe dieser beiden Änderungen.
Bei einer O-Anordnung (siehe Abbildung) sind die beiden
Änderungen entgegengesetzt und können sich dadurch aufheben. Bei einer X-Anordnung verlaufen die beiden Änderungen in die gleiche Richtung.
17-3B
Theoretische Berechnung der Änderung der Axialluft einer Lageranordnung
■ Änderung durch axiale Dehnung
mit:
l
C1
C2
Δt
Δ Ja1 = (l · C2 · Δ t) - (l · C1 · Δ t) = (C2 - C1) · l · Δ t
Abstand zwischen den Wälzlagern
Ausdehnungskoeffizient der Welle
Ausdehnungskoeffizient des Gehäuses
Temperaturdifferenz (Betriebstemperatur - 20 °C Umgebungstemperatur)
Befestigung
und
Wälzlagerluft
■ Änderung durch Veränderung des Übermaßes des Presssitzes von Außenring/Gehäuse
Wälzlager 1
Temperatur, bei der der Presssitz
Außenring/Gehäuse durch die Dehnung
des Gehäuses aufgehoben wird
Änderungen des Presssitzes
mit der Temperatur
Änderung der Axialluft durch
Änderung des Presssitzes Außenring/
Gehäuse
Δt01 = S1 / (( C2 - C1 ) · D1)
D1, D2
S1, S2
Wälzlager 2
Δt02 = S2 / (( C2 - C1 ) · D2)
Außendurchmesser von Wälzlagern
mittleres Übermaß der Wälzlagerpassung
Wenn Δt ≤ Δt01 :
Δ S1 = ( C2 - C1 ) · D1 · Δ t
Wenn Δt >Δt01 :
Δ S1 = S1
Wenn Δt ≤ Δt02 :
Δ S2 = ( C2 - C1 ) · D2 · Δ t
Wenn Δt >Δt01 :
Δ S2 = S2
Δ Ja2 = (K1 · te1 · Δ S1) + (K2 · te2 · Δ S2)
te1, te2 : Auswirkungen des Presssitzes auf die Radialluft Abschnitt 16-3A
K1, K2 : Koeffizienten für Umrechnung von Radialluft in Axialluft
K1 = Y1 / 0,8
K2 = Y2 / 0,8
Y1, Y2 siehe Abschnitt 9-3
■ Gesamte Änderung der Axialluft der Lageranordnung
X-Anordnung
Δ Ja = Δ Ja2 + Δ Ja1
O-Anordnung
Δ Ja = Δ Ja2 - Δ Ja1
Diese Berechnungen ermöglichen die Bestimmung einer Ausgangsluft, um damit ein gewünschtes Betriebsspiel
sicherzustellen.
141
RZ_Kap.14-17-DT
16.06.2005
9:01 Uhr
Seite 142
17
9
■ Beispiel
Lagerung mit zwei Kegelrollenlagern 32210 in O-Anordnung in einem Aluminiumgehäuse (Passung P7), Betriebstemperatur 80 °C:
l
= 240 mm
D1 = D2
= 90 mm
C2 - C1
= 8 · 10-6 mm/mm/°C
Y1 = Y2
= 1,43
S1 = S2
= 0,0335 mittlerer Wert
Δt
= 60 °C
te1 = te2
= 0,5 siehe Abschnitt 16-3-1
Δ Ja1 = 8 · 10-6 · 240 · 60 = 0,114 mm
Änderung der Axialluft durch axiale Dehnung Δ Ja1
Änderung durch Veränderung des Presssitzes Außenring/Gehäuse
Wälzlager 1
Temperatur, bei der der Presssitz
Außenring/Gehäuse durch die Dehnung
des Gehäuses aufgehoben wird
Wälzlager 2
Δt01 = Δt02 = 0,0335 / ( 8 · 10-6 · 90 ) = 47 °C
Δt > Δt01 et Δt02
Änderungen des Presssitzes
mit der Temperatur
ΔS1 = ΔS2 = 0,0335
Änderung der Axialluft durch
Änderung des Presssitzes Außenring/
Gehäuse
Δ Ja2 = ((1,43 / 0,8) · 0,5 · 0,0335) + (1,78 · 0,5 · 0,0335)) = 0,060
Δ Ja = + 0,060 -0,114 = -0,054
Gesamte Änderung der Axialluft der Lageranordnung
Die nachfolgende Grafik zeigt die Änderung der Axialluft der Lageranordnung in Abhängigkeit von der
Betriebstemperatur bei O- und X-Anordnung.
O-Anordnung
X-Anordnung
ΔJa Änderung der Axialluft in
ΔJa Änderung der Axialluft in
μm
50
μm
150
10
20
30
50
60
ΔT
Änderung der
Temperatur in °C
100
ΔJ
a
1
ΔJa
40
ΔJ
a
a2
ΔJ
-50
ΔJ
a
1
50
a2
ΔJ
Änderung der
Temperatur in °C
-100
10
142
20
30
40
50
60
ΔT
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 145
Schmierung
18
145 – 157
Schmierung
145 – 156
18-1 Fettschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 – 153
18-1A
18-1B
18-1C
18-1D
Eigenschaften von Schmierfetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Fettauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 – 151
Fettmenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 – 153
18-2 Ölschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 – 156
18-2A
18-2B
Schmiersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Ölmenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
18-3 LubSolid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Schmierung
145
;;
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 146
18
9
18
Schmierung
Schmierung
Definitionen
Die Schmierung ist ein wesentlicher Faktor für die störungsfreie Funktion
eines Wälzlagers.
70 % der Wälzlagerschäden sind auf Probleme mit der Schmierung
zurückzuführen.
Drehrichtung
Last
Die Schmierung soll einen Schmierfilm (Ölfilm) zwischen Wälzkörper
und Laufbahn des Wälzlagers sicherstellen, um Verschleiss und
Fressen durch direkten Metallkontakt zu verhindern.
Dicke des
Schmierfilms
Darüber hinaus gewährleistet das Schmiermittel einen Schutz vor
Korrosion und Verunreinigung von außen und, bei Öl, eine Kühlwirkung.
Die Lebensdauer des Wälzlagers hängt direkt von der Leistungsfähigkeit
des Ölfilms ab, die durch folgende Faktoren beeinflusst wird:
- Art des Schmiermittels und Einsatzfähigkeit bei Temperatur, Drehzahl, ...
- Last und Drehzahl des Wälzlagers
Die Einflüsse der Schmierung auf die Lebensdauer können ermittelt
werden (siehe Abschnitt 11-6).
Hertzsche Pressung
h
■ Wahl des Schmiermittels
Ölschmierung
Vorteile
Nachteile
146
Fettschmierung
- Gute Verteilung im Wälzlager
- Gute physikalisch-chemische Stabilität
- Kühlwirkung
- Einfache Überwachung des
Schmiermittels: Zustand und Menge
- Sauberkeit der Maschine
- leichter zu realisierende Abdichtung
- Schutzwirkung
- einfache Montage
- leichte Handhabung
- Verringerung oder Entfall von Zusatzschmierung
- mögliche Verwendung von vorbefetteten
Wälzlagern
- Höhere Anforderungen an die
Abdichtung
- Bei längerem Stillstand schlechter
Schutz vor Oxidation und Feuchtigkeit
- Verzögertes Anlaufen, wenn ein
separater Start des Ölkreislaufes
vorab erforderlich ist
- höherer Reibungsbeiwert als Öl
- Wärmeableitung geringer
- ein Fettwechsel (falls nötig) erfordert Demontage
und Reinigung des Wälzlagers.
- die Menge des Schmierfetts kann nicht überprüft
werden. Daher muss immer eine Mindestmenge
an Schmierfett vorhanden sein oder regelmäßig
zum Ausgleich von Verlusten, Kontamination
oder Alterung nachbefettet werden.
σ1
σ1
σ2
σ2
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 147
18
9
18-1
18-1A
Schmierung
Fettschmierung
Definitionen
Eigenschaften von Schmierfetten
■ Schmierfett ist ein Produkt von dickflüssiger bis fester Konsistenz, das durch Dispersion eines Verdickungsmittels
(Seife) in einem flüssigen Schmiermittel (Mineralöl oder synthetisches Öl) entsteht. Für bestimmte Merkmale
können Additive enthalten sein.
Die zunehmende Verwendung von fettgeschmierten Wälzlagern im Rahmen einer Lebensdauerschmierung macht
das Schmierfett zu einem integralen Bestandteil eines Wälzlagers. Lebensdauer und Verhalten des Wälzlagers in
unterschiedlichen Umgebungen hängen in wesentlichem Maße vom verwendeten Schmierfett ab.
■ Physikalisch-chemische Eigenschaften –
Konsistenz
- Klasse des NLGI (National Lubrication
Grease Institute) entsprechend einem
Penetrationswert im verarbeiteten Schmierfett (gemäß Testspezifikation ASTM/D217).
- Bei Wälzlagern entspricht die Konsistenz
normalerweise Klasse 2 oder 3.
NLGI-Klasse
Penetrationswert
Konsistenz
0
1
385 - 355
340 - 310
dickflüssig
sehr weich
2
3
295 - 265
250 - 220
weich
mittel
4
205 - 175
halbfest
Viskosität des Basisöls: normalerweise in cSt (mm2/s) bei 40 °C definiert.
Dichte: etwa 0,9.
Tropfpunkt: Temperatur, bei welcher der erste Topfen eines flüssigen Schmierfetts durch Erwärmen einer Probe fällt.
Größenordnung: 180 °C/260 °C je nach Bestandteilen des Schmierfetts. Die maximale Betriebstemperatur des
Schmierfetts liegt immer unter dem Tropfpunkt.
■ Funktionseigenschaften
Die Einsatzbedingungen, denen Schmiermittel unterliegen (Walzen, Rühren), erfordern Spezialfette für Wälzlager,
die nicht nur alleine auf Grund der physikalisch-chemischen Eigenschaften gewählt werden können.
Das Forschungs- und Testzentrum von SNR führt kontinuierlich Prüfstandsversuche mit Wälzlagern zur Freigabe von
Fetten durch, um das optimale Schmierfett für eine bestimmte Anwendung empfehlen zu können.
Das Pflichtenheft für die Homologation umfasst folgende Basiskriterien:
- Gebrauchsdauer bei Kugellagern
- Gebrauchsdauer bei Rollenlagern
- Wasserbeständigkeit
- Verhalten bei hohen und niedrigen Temperaturen
- Haftfähigkeit (Zentrifugieren)
- Schwingungsbeständigkeit (falscher Brinelleffekt)
- Verhalten bei hohen Drehzahlen usw.
Schmierung
Diese Kriterien werden entsprechend der vom Kunden gewünschten Aussagen ergänzt.
Die Auswahl für eine Anwendung ist ein Kompromiss, der ausgehend vom vorliegenden Lastenheft ermittelt wird.
147
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 148
18
9
18-1B
Schmierung
Anwendung
Wälzlager mit Abdichtung und Abdeckung sind ab Werk mit Fett vorgeschmiert. Bei anderen Wälzlagern muss die
Befettung äußerst sorgfältig erfolgen, um die Leistungen des Wälzlagers nicht zu beeinträchtigen.
■ Befüllen mit Schmierfett
Höchste Anforderung an Sauberkeit.
Jede Verunreinigung im Schmierfett kann zu einem vorzeitigen Verschleiss des Wälzlagers führen.
- Reinigen Sie die Umgebung des Wälzlagers sorgfältig.
- Schützen Sie die Schmierfettbehälter vor Verunreinigung.
- Die Verwendung einer Schmierfettkartusche gewährleistet Sauberkeit.
Das Schmierfett muss möglichst dicht an die Funktionsteile des Wälzlagers (Laufbahnen und Wälzkörper)
gelangen.
- Lassen Sie das Schmierfett zwischen Käfig und Laufbahn des Innenrings eindringen, vor allem bei Schräglagern
und Pendellagern.
Notieren Sie für jedes Lager das Datum der gerade erledigten und nächstfälligen Schmierung und Art und
Gewicht des Fettes.
- Gehäuselager und Wälzlager mit Schmiervorrichtung
- Reinigen Sie den Kopf des Schmiernippels.
- Entfernen Sie alle Verunreinigungen.
- Prüfen und reinigen Sie das Ventil der Fettpresse.
- Pressen Sie das Fett hinein.
- Achten Sie sorgfältig auf die Füllmenge.
- Entfernen Sie alle 4 oder 5 Nachschmierungen das Altfett.
- Bei kurzen Nachschmierintervallen sollten Sie eine Abführmöglichkeit
für das Altfett vorsehen.
- Gehäuselager und Wälzlager ohne Schmiervorrichtung
- Reinigen Sie das Lager sorgfältig vor dem Öffnen.
- Entfernen Sie das Altfett mit einem nichtmetallischen Spachtel.
- Bringen Sie das Schmierfett von beiden Seiten zwischen die Wälzkörper.
- Schmieren Sie Abdeckungen und Dichtungen.
■ Schmiervorrichtungen
Manuelle Schmierung
148
Schmieren mit Fettpresse
und Schmiernippel
Automatische
Schmiervorrichtung
von SNR
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 149
18
18-1C
Schmierung
Fettauswahl
■ Die Auswahl des Schmierfetts hängt von der Kenntnis der Funktionsbedingungen ab, die möglichst genau fest-
gelegt werden müssen: Temperatur, Drehzahl, Last, Umgebung, Schwingungen, spezifische Beanspruchungen der
Anwendung.
Treffen Sie die Wahl des Schmierfetts mit Ihrem Ansprechpartner von SNR.
Die folgende Tabelle bietet einen groben Überblick.
■ Man unterscheidet zwei Betriebsbedingungen
Normale Betriebsbedingungen
SNR empfiehlt zwei Schmierfette für Wälzlager:
- SNR LUB MS: für Lager in Maschinen, Landwirtschaftsmaschinen, Elektromotoren, Förderanlagen, Pumpen
- SNR LUB EP: für stark belastete Wälzlager (Stahlindustrie, Baumaschinen)
Spezielle Betriebsbedingungen
Das Pflichtenheft der Anwendung muss in folgenden Fällen in enger Zusammenarbeit mit SNR analysiert werden:
- Temperatur kontinuierlich über +120 °C oder unter -30 °C
- Drehzahl höher als Grenzdrehzahl des Wälzlagers
- feuchte Umgebung
- Abschleuderung (drehender Außenring ) oder Vibrationen
- schwaches Drehmoment
- Vorhandensein von Kohlenwasserstoffen
- radioaktive Strahlung, ...
Die Viskosität des Basisöls ist für die Wirksamkeit der Schmierung sehr entscheidend. Das Diagramm Abschnitt 11-6
ermöglicht eine Überprüfung der Wirksamkeit der Schmierung für Ihre Anwendung.
Die meisten üblichen Schmierfette sind untereinander mischbar. Sie sollten aber für optimale Ergebnisse ein Mischen
vermeiden (unzulässig bei bestimmten Spezialfetten).
Wälzlager mit Abdichtung und Abdeckung kann SNR vorbefettetet mit einem speziell für die Anwendung ausgewählten Fett liefern (vorbehaltlich der Abnahme von Mindestmengen).
Schmierung
149
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 150
18
9
Schmierung
■ Fettauswahl nach Einsatzbedingungen
Überwiegende
Betriebsbedingung
Grenzwerte
Temperatur
°C
Normal
-30 bis +120
Hohe
Belastung
-30 bis +110
Drehzahl
< Grenzdrehzahl
für das
Wälzlager
< 2/3
Wälzlager
< 2/3
Grenzdreh-30 bis +130 zahl für das
Wälzlager
Allgemeine Empfehlung
- Mineralöl
- Herkömmliche Seife (Lithium,
Calcium …)
- Konsistenz: allgemein Klasse 2,
Klasse 3 bei großen Wälzlagern
oder mit spezieller Funktion
- Nachlassen der Leistung ab 80 °C
kontinuierlich; bestimmte Anwendungen können eine besser
geeignete Wahl erfordern
- Automobilsektor
- Landwirtschaftliche Maschinen
- Allgemeiner
Maschinenbau
- Förderanlagen
- Elektrische
Ausrüstung
LUB MS
LUB EP
- Herkömmliche Seife mit mineralischem Basisöl von hoher Viskosität
oder synthetischem Öl
- Elektromotoren
der Klasse E
- Elektromotoren
der Klasse F
- Generatoren
LUB HT
≤ 1/3
Grenzdreh-20 bis +180
zahl für das
Wälzlager
- Vollsynthetische Schmierfette
- Schmierfette auf Basis von Silikonölen sind unter Last weniger
verschleissfest
- Ofenausrüstung
- Elektromotoren
der Klasse H
- Kupplungen
LUB THT
< 1/5
zahl für das
Wälzlager
- Synthetische Produkte, fest oder
pastös
- Schwer zu mischende Produkte
- Ofenausrüstung
- Ofenwagen
Wenden
Sie sich
an SNR
≤ 2/3
Wälzlager
- Basisöl mit sehr niedriger Viskosität
- Luftfahrt
Achten Sie auf den Fettrückhalt bei
- Spezialmotoren
Temperaturen über 80 °C.
>
GrenzdrehHohe Drehzahl -20 bis +120
zahl für das
Wälzlager
- Werkzeugmaschinenspindeln
- Basisöl mit sehr niedriger Viskosität
- Holzmaschinen
- Textilspindeln
Niedrige
Temperaturen
Feuchtigkeit
bis -60
≤ 2/3
zahl für das
Wälzlager
Abschleuderung
≤ 2/3
Vibrationen
zahl für das
drehender
Wälzlager
Außenring
Verwendung
im Lebensmittelbereich
150
Empfehlung
SNR LUB
- Ähnlich Universalschmierfetten mit - Stahlindustrie
Hochdruckadditiven
- Baumaschinen
-20 bis +150
Hohe
Temperaturen
Beispiel
für Anwendungen
≤ 2/3
zahl für das
Wälzlager
LUB GV
- Schmierfett mit üblicherweise
starker Beimischung von
Rostschutzadditiven
- Waschmaschinen
LUB MS
- Schmierfett von stark haftfähiger
Konsistenz (Klasse 2 oder 3)
- Generatoren
- Baumaschinen
- Lose Riemenscheiben
LUB VX
- Lebensmitteltauglich
- Nahrungsmittelindustrie
LUB AL1
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 151
18
Schmierung
■ Eigenschaften des Sortiments SNR LUB
MS
EP
GV
VX
THT
AL1
Farbe
Bernsteinfarben
Zusammensetzung
- Mineralöl
- Minerali- Perfluor- Syntheti- Mineralöl
- Diesteröl
sches
Verdicker- Hochdruck- sches Öl
flüssigkeit
- Lithiumseife additive
- Lithiumseife Paraffin-Öl
- Bariumseife
- Lithiumseife - Teflon
- Lithiumseife
Viskosität
Basisöl
Konsistenz
NLGI-Klasse
Bernsteinfarben
HT
Hellbraun
Hellgelb
Hell
Gelblich
transparent
Weiß
- Mineralisches
Paraffin-Öl
- Komplexaluminiumseife
105
105
130
15
310
390
200
2
2
2
2
2
2
2
-30
+120
-30
+110
-20
+150
-60
+120
-20
+130
B
TB
B
B
B
NR
TB
NR
NR
TB
B
B
NR
NR
TB
B
B
B
TB
NR
TB
TB
B
TB
B
B
B
B
B
TB
B
TB
TB
B
NR
NR
NR
TB
NR
NR
NR
Haftfähigkeit
B
B
TB
B
TB
TB
B
Schwaches
Drehmoment
B
B
B
TB
NR
NR
B
Geräuschentwicklung
B
B
B
TB
NR
NR
NR
Rostschutz
TB
TB
B
TB
B
B
B
Chemische
Beständigkeit
NR
NR
NR
NR
NR
TB
NR
Pumpbarkeit
TB
TB
TB
TB
TB
TB
TB
Betriebstemperatur °C
Mittlere Lasten
P<C/5
Hohe Lasten
P>C/5
Niedrige Drehzahl
n.Dm < 100 000
Hohe Drehzahl
n.Dm > 100 000
Feuchtigkeit, Vorhandensein von Wasser
Schwingungen,
niedrige Amplitude
Schwingungen
im Stillstand
Anmerkungen
n.Dm
TB
B
NR
:
:
:
:
Achten Sie
besonders
auf:
Die Lebens- die Menge
dauer des
Schmierfetts - die Wartung
hängt von
- die Nähe zu
der Betriebs- Funktionstemperatur
teilen
ab.
- die Rückhaltemenge des
Schmierfetts
-20
+220
-20
+250
TB
B
B
TB
TB
B
-30
+110
NR
B
NR
B
Schmierung
Entspricht
den Empfehlungen der US
Food and
Drug Administration,
Klasse H1.
Produkt aus der Drehzahl pro Minute und dem mittleren Durchmesser.
sehr gute Leistung
gute Leistung
nicht empfohlen
151
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 152
18
9
18-1D
Schmierung
Fettmenge
■ Erstschmierung
Die für eine ordnungsgemäße Funktion des Wälzlagers erforderliche Menge Schmierfett entspricht einem Volumen
von etwa 20 % bis 30 % des freien Innenvolumens des Lagers.
Größenordnung der Schmierfettmenge
zur Befüllung eines offenen Wälzlagers
G = 0,005 D · B
G: Schmierfettmenge in Gramm oder cm
D: Außendurchmesser des Wälzlagers in mm
B: Breite des Wälzlagers in mm
3
Die Menge kann bei Lagern mit Öffnungen zur Entnahme von verbrauchtem Fett um 20 % erhöht werden.
Ein Wälzlager, das sich sehr langsam dreht, kann voll befüllt werden, was bei stark verschmutzter Umgebung
(Transportrollen, ...) zum Schutz beiträgt.
Die Fettmenge muss unbedingt im Lager bleiben. Prüfen Sie, ob angrenzende Teile (Abdeckungen, Dichtungen) das
Entweichen von Schmierfett begrenzen können. Wenn ein Freiraum angrenzt, muss dieser mit 50 % Schmierfett
befüllt werden.
Eine Prüfung der Fettmenge erfolgt, wenn sich die Temperatur des Wälzlagers bei 10 °C bis 30 °C über der
Umgebungstemperatur stabilisiert hat, bzw. nach einer Übergangsperiode unter einer Stunde, während der die
Temperatur einen höheren Wert aufwies.
■ Nachschmieren
Schmierfristen
Die folgende Tabelle nennt die Frist in Stunden abhängig von Wälzlagerart und Drehzahl.
Basisschmierfrist
in Stunden
Kugellager
Zylinderrollenlager
Kegelrollenlager
Pendelrollenlager
Betriebsdrehzahl
Grenzdrehzahl
152
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 153
18
Schmierung
■ Korrektur der Basisschmierfrist
Die Basisschmierfrist (Fb) muss mit den Koeffizienten korrigiert werden, die in
der folgendenden Tabelle aufgeführt sind. Zu berücksichtigen sind spezielle
Betriebskonditionen gemäß folgender Gleichung:
Koeffizient
Bedingungen
Höhe
Fc = Fb · Te · Ta · Tt
Wert des Koeffizienten
Te
Umgebung
- Staub
- Feuchtigkeit
- Kondensation
- mittel
- stark
- sehr stark
0,8
0,5
0,3
Ta
Anwendung
- mit Stößen
- mit Schwingungen
- mit vertikaler Welle
- mittel
- stark
- sehr stark
0,8
0,5
0,3
Temperaturen
75 °C
75 °C bis 85 °C
85 °C bis 120 °C
120 °C bis 170 °C
Tt
0,8
0,5
0,3
mit
Standardfett
0,8
0,5
0,3
mit
Hochtemperaturfett
Korrigierte
Basisschmierfrist in Stunden
■ Gewicht der Fettmenge
In der nebenstehenden Tabelle
kann der Koeffizient c nach
der korrigierten Basisschmierfrist in Stunden abgelesen
werden und mit der folgenden
Gleichung die Fettmenge ermittelt werden.
x.
Ma
P=D·B·c
n.
276
Mi
Schmierung
0,0028
Koeffizient C
Beispiel
Ein Wälzlager 22212 EA, befettet mit einem Standardschmierfett, bei einer Drehzahl von 1.500 U/min in
staubiger Umgebung und 90 °C ohne weitere Lasten:
Betriebsdrehzahl/Grenzdrehzahl = 1.500 U/min / 3.900 U/min = 0,38
Basisschmierfrist: Fb = 2.300 h
Koeffizienten
Te
Ta
Tt
= 0,5
= 0,8
= 0,3
Korrigierte Basisschmierfrist
Staub
normal
90 °C
c = 0,0028
Durchmesser D = 110
Breite B = 28
Gewicht der Fettmenge:
P = 110 · 28 · 0,0028 = 9 Gramm
Fc = Fb · Te · Ta · Tt = 2.300 · 0,5 · 0,8 · 0,3 = 276 Stunden
153
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 154
18
18-2
Schmierung
Ölschmierung
Definitionen
Eine Ölschmierung wird normalerweise verwendet, wenn das Wälzlager in einem bereits mit Öl geschmierten
Aggregat (z. B. Getriebe) eingebaut ist oder an eine Zentralschmierung angeschlossen werden kann, bei der das Öl
auch als Kühlmittel verwendet wird.
■ Öltyp
Grundlegende Öltypen für die Schmierung von Wälzlagern.
Mineralöle
Kommentar
Standardverwendung
Ester
Synthetische Öle
Perfluoralkylether
Spezialverwendung normalerweise
bei hohen oder niedrigen Temperaturen
0,9
0,9
1,9
80 - 100
130 - 180
60 - 130
hoch
niedrig
niedrig
Stockpunkt
-40 °C bis -15 °C
-70 °C bis -30 °C
-70 °C bis -30 °C
Flammpunkt
< 240 °C
200 °C bis 240 °C
nicht entflammbar
Oxidationsfestigkeit
mittel
gut
hervorragend
Thermische Stabilität
mittel
gut
hervorragend
gut
zu prüfen
gut
1
3 - 10
500
Dichte
Index
Viskosität
Änderung mit
der Temperatur
Verträglichkeit mit Elastomeren
Preisniveau
■ Viskosität
Die Auswahl der Viskosität des Öls ist für die Wirksamkeit der Schmierung sehr entscheidend. Sie kann mit Hilfe des
Diagramms Abschnitt 11-6 erfolgen.
Das Diagramm zeigt, dass die Lebensdauer mit der Viskosität des Schmiermittels zunimmt. Diese Zunahme nimmt
aber wieder ab, weil ein Schmiermittel mit höherer Viskosität zu einer höheren Betriebstemperatur des Wälzlagers führt.
■ Additive
Am häufigsten werden Ultrahochdruck-, Verschleißschutz- und Rostschutzadditive verwendet. Die Wahl eines
Additivs muss sehr sorgfältig erfolgen. Sie müssen sich beim Hersteller des Schmiermittels über etwaige
Auswirkungen auf das Verhalten des Wälzlagers informieren.
Ultrahochdruck
- Schützt Metallflächen vor Mikroverschweißungen
P>C/5
- Erforderlich bei hoch belasteten Wälzlagern
Verschleißschutz
- Reduziert den Verschleiß von metallischen Oberflächen durch Bildung einer Schutzschicht
Rostschutz
- Schützt metallische Oberflächen vor Korrosion
■ Verunreinigung
Das Schmieröl muss sauber sein. Die Auswirkung von Verunreinigungen im Öl auf die Lebensdauer kann quantifiziert werden (siehe Abschnitt 11-5).
■ Spezialschmiermittel
Bei bestimmten Anwendungen kann das Wälzlager durch die an der Einbauposition zirkulierende Flüssigkeit
(Hydrauliköl, Diesel) befettet werden. In diesem Fall und bei allen hier angesprochenen Schmierungsproblemen
wenden Sie sich bitte an SNR.
154
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 155
18
9
18-2A
Schmierung
Schmiersysteme
■ Ölbad
Verwendung in geschlossenen und abgedichteten Aggregaten. Ölstand auf Höhe
der unteren Wälzkörper der Wälzlager mit
der niedrigsten Einbaulage.
Mäßige Drehzahl, Wärmeableitung
begrenzt
■ Verlustölschmierung
Welle mit hoher Drehzahl
Ölabführung erforderlich.
■ Spritzölschmierung
Spritzen vor allem durch die
Verzahnungen.
Kanäle können das Öl zum
Wälzlager leiten.
Schmierung
■ Ölumlaufschmierung
Eine Pumpe sorgt für einen konstanten Förderstrom
und ein Reservevorrat sichert das Ansaugen beim
Start.
Das Öl kann in einem Wärmetauscher gefiltert und
gekühlt werden, um eine bessere Leistung zu erzielen.
Der Ölkreislauf kann intermittierend eingestellt
werden.
■ Ölnebel
Dabei handelt es sich ebenfalls um eine Verlustölschmierung, aber mit niedrigem Verbrauch. Der
Ölnebel steht unter Druck und erreicht alle Teile
des Wälzlagers, verhindert das Eindringen von
Fremdkörpern und gewährleistet die Kühlung.
Verwendung für Präzisionswälzlager mit hoher
Drehzahl.
Nähere Informationen finden Sie im SNR-Katalog
Hochpräzisionswälzlager für Werkzeugmaschinenspindeln.
Wichtig:
Die meisten Ölschmiervorrichtungen gewährleisten bei den ersten Umdrehungen keinen ausreichenden
Ölfilm. Daher sollten neue Wälzlager nach dem Einbau unbedingt eingeölt werden.
155
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 156
18
9
18-2B
Schmierung
Ölmenge
■ Das folgende Diagramm zeigt Richtwerte für den sicheren Mindestförderstrom unter normalen Anwendungs-
bedingungen für Wälzlager.
Mindestölmenge
in cm3/min.
300
200
100
50
40
30
20
10
5
4
3
2
1
10
20
50
100
Mittlerer Durchmesser des Wälzlagers in mm.
156
200
500
RZ_Kap.18-DT
16.06.2005
9:08 Uhr
Seite 157
18
18-3
Schmierung
LubSolid
Definitionen
Mangelnde Schmierung ist für 70 % der vorzeitigen Lagerausfälle verantwortlich. Mit LubSolid von SNR können Sie
in vielen kritischen Anwendungsfällen die theoretisch ermittelte Lebensdauer in der Praxis erreichen und damit das
volle Potential des Lagers ausschöpfen.
Das Konzept besteht aus einer porösen Polymermatrix, die das freie Volumen des Lagers ausfüllt und somit bis zu
vier mal mehr Ölvolumen als ein Fett enthalten kann.
Für weitergehende Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren Ansprechpartner bei SNR.
Schmierung
157
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 159
Montage und Wartung
19
159 – 169
160 – 164
19-1 Einbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 – 164
19-1A
19-1B
19-1C
19-1D
19-1E
Allgemeine Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Einbauvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Einbau nach Anwärmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Einbau durch Presse (oder rückprallfreien Hammer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Spannhülsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
19-2 Ausbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 – 164
19-2A
19-2B
Ausbau mit Abziehwerkzeugen oder Presse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Ausbau von Wälzlagern mit kegeliger Bohrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
20
Wartung
165 – 169
20-1 Überwachung und vorbeugende Wartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
20-2 Ursachen für vorzeitigen Lagerausfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 – 168
20-2A
20-2B
20-2C
Untersuchung von beschädigten Wälzlagern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Erscheinungsbilder von Lagerschäden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Ursachen der Schäden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
20-3 Aufbewahrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
20-3A
20-3B
Verpackung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Aufbewahrungsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Montage
und
Wartung
159
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 160
19
9
19-1
19-1A
Einbau
Definitionen
Allgemeine Hinweise
■ Sauberkeit
Der Anwender muss ständig auf Sauberkeit achten. Jedes Fremdpartikel, das in das Wälzlager eindringt, führt zu einem
schnellen Verschleiß.
Wälzlager müssen vor Verunreinigungen geschützt werden, wenn sie vor dem Einbau in der Werkstatt gelagert werden.
■ Montageschutzmaßnahmen für Abdichtungen
Schmieren Sie die Dichtflächen beim Einbau. Etwas Fett auf der Welle im Bereich der Dichtlippe und der Durchführung erhöht die Dichtwirkung und verringert das Beschädigungsrisiko.
19-1B
Einbauvorgang
- Prüfen Sie die Bezeichnung des Wälzlagers in Bezug auf die Einbauzeichnung, Spezifikationen und
Einbauvorschriften.
- Prüfen Sie die Abmessungen und Genauigkeit von Form und Lage der Sitze der Wälzlager nach den
Empfehlungen und Spezifikationen von SNR.
- Bereiten Sie vor dem Einbau das gesamte Material, die Teile und die erforderlichen Werkzeuge vor.
Sorgen Sie für Sauberkeit.
- Reinigen Sie alle Teile und Elemente im Umfeld des Wälzlagers sorgfältig und überprüfen Sie diese.
- Nehmen Sie das Wälzlager erst kurz vor dem Einbau auf einer absolut sauberen Arbeitsfläche aus der
Verpackung.
- Ein Auswaschen des Wälzlagers ist nur in Ausnahmefällen zulässig.
Das Wälzlager ist mit einem leichten Ölfilm, der mit nahezu allen Schmierstoffen kompatibel ist, vor
Korrosion geschützt.
- Führen Sie den Einbau des Wälzlager mit der gewählten Methode durch.
- Schmieren Sie mit einem Spezialfett für Wälzlager entsprechend den vorliegenden Hinweisen.
- Überprüfen Sie nach Einbau und vor endgültiger Inbetriebnahme die Funktion, um etwaige Fehler
(ungewöhnliche Geräusche, Schwingungen, Temperatur, Luft, ...) festzustellen.
■ Gehäuse mit spezifischem Innendruck
Bei bestimmten Anwendungen besteht ein Druckunterschied zwischen Gehäuse und Umgebung, der bestimmte
Vorkehrungen beim Einbau erfordert. Wälzlager mit standardmäßig integrierter Abdichtung lassen keinen Druckunterschied zwischen den beiden Seiten des Wälzlagers zu, da die Dichtlippen nach außen bzw. innen gedrückt
werden könnten und somit die Dichtwirkung herabgesetzt ist und Schmiermittel austreten kann.
Nur vom Wälzlager unabhängige Dichtungen lassen einen Druckunterschied zu. Es handelt sich in erster Linie um
Metall-Kunststoff-Dichtungen und mechanische Dichtungen. Bei starkem Druckunterschied verwendet man Spezialdichtungen, die vor allem an das Medium angepasst sind.
Bestimmte Aggregate werden leicht mit Überdruck beaufschlagt, um eine Verunreinigung der Innenteile zu vermeiden. In diesem Fall wird eine berührungslose Abdichtung verwendet, um das Austreten von Luft zu erleichtern.
160
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 161
19
19-1C
Einbau nach Anwärmung
Wichtig: Ein Erwärmen mit offener Flamme ist auf keinen Fall zulässig.
■ Das Aufschieben eines erwärmten Wälzlagers auf die Welle ist durch die Aufweitung leicht machbar.
Die Temperatur darf nicht zu hoch sein (maximal 130 °C), um die Eigenschaften des Stahls bzw. der inneren
Bestandteile des Wälzlagers nicht zu verändern.
Sie muss andererseits hoch genug sein, um eine ausreichende Aufweitung des Lagerringes für eine problemlose
Montage durch vorübergehende Aufhebung der Preßpassung zu ermöglichen.
■ Die Erwärmungstemperatur hängt von der Abmessung, von der Passung und vom Werkstoff des Lagersitzes ab.
Allgemein können
die folgenden
Temperaturwerte
angewendet werden:
Bohrungsdurchmesser
Erwärmungstemperatur
bis 100 mm
90 °C
100 bis 150 mm
120 °C
ab 150 mm
130 °C
■ Folgende Erwärmungsmethoden zur Montage eines Wälz-
lagers auf der Welle werden verwendet:
Induktionserwärmung mit SNR-Geräten
Die Induktionserwärmung ist die rationellste und sicherste
Methode:
- Sicherheit des Anwenders
Es wird nur das zu erwärmende Teil erwärmt. Dies erleichtert
die Handhabung und reduziert die Gefahr von Verbrennungen.
- Kontrolle der Temperatur
Die Temperatur wird mit einer integrierten Sonde überwacht.
Die Ausgangsqualitäten des Wälzlagers bleiben somit vollständig bewahrt.
- Entmagnetisierung
Am Ende des Zyklus wird von der Elektronik des Geräts eine
automatische Entmagnetisierung ausgelöst.
Ölbad
Öl und Behälter müssen sauber sein.
Das Öl muss flüssig sein (beispielsweise Öl F).
Lokal können höhere Temperaturen im Bad entstehen und das
Wälzlager beschädigen. Daher muss zwischen Wälzlager und
Boden des Behälters ein isolierender Träger vorhanden sein.
Heizplatte
Vermeiden Sie direkten Kontakt zwischen Wälzlager und Platte
durch eine Unterlage, falls die Heizplatte nicht mit einer automatischen Regelung ausgestattet ist. Bei abgedichteten
Wälzlagern muss die Unterlage auf jeden Fall verwendet
werden.
Montage
und
Wartung
Abkühlen der Welle
Der Einbau kann auch bei gekühlter Welle erfolgen, indem die
Welle in einem Bad mit flüssigem Stickstoff (-170 °C) geschrumpft
wird.
161
;
;
;
;;;;;;;;
;
;;
;
;
;; ;
;
;
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 162
19
9
19-1D
Einbau durch Presse (oder rückprallfreien Hammer)
Belasten Sie den zu montierenden Ring. Auf keinen Fall
darf die Schubkraft durch die Wälzkörper übertragen werden,
da dadurch Abdrücke auf den Laufbahnen entstehen.
Presse
Presse
Verwenden Sie ein Rohr oder eine Hülse, welche die
Presskraft auf den Ring überträgt, der mit einem Presssitz
eingebaut werden soll.
Presssitz Innenring
- Bei einem Presssitz auf der Welle und im Gehäuse verwendet man eine Hülse, die auf beide Ringe gleichzeitig
einwirkt.
Presse
Die beiden Schultern befinden sich auf gleicher Ebene, um
eine korrekte Positionierung des Wälzlagers zu ermöglichen.
Rohr
Scheibe
- Diese Methode empfiehlt sich vor allem für den Einbau von
Pendelkugellagern bzw. Pendelrollenlagern.
Abstützung auf
beiden Ringen
Presssitz Innenund Außenring
19-1E
Spannhülsen
■ Zwei Grundausführungen von Hülsen
Spannhülse, am häufigsten verwendet
Abziehhülse für den einfacheren Ausbau von großen
Wälzlagern
■ Einbau von Pendelkugellagern oder
Pendelrollenlagern
Kugellager
Überprüfen Sie während des Festziehens der Mutter
folgende Punkte:
- Leichtgängigkeit der Lagerdrehung
- Leichtgängigkeit der Pendelbewegung des Außenringes
Das Festziehen erfolgt bis ein leichter Widerstand bei der
Pendelbewegung zu spüren, das Lager aber noch einwandfrei drehbar ist.
Rollenlager
Die Lufttabelle von SNR enthält die vorgeschriebene Luft
und die Vorgehensweise bei der Überprüfung mit Fühllehren.
162
Presssitz Außenring
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 163
;
;;;
;;;
;
;
;
;
;;;
RZ_Kap.19-20-21-DT
19
19-2
Ausbau
Definitionen
;
;
;
;
;
19-2A
Ausbau mit Abziehwerkzeugen oder Presse
■ Kraftangriff direkt an dem auszubauenden Ring. Auf keinen Fall
darf die Zugkraft durch die Wälzkörper übertragen werden.
Abzieher
■ Wälzlager mit Presssitz auf der Welle
Setzen Sie am Innenring an, um die Abzugskräfte nicht durch die
Wälzkörper zu übertragen.
Wenn Sie über keinen Abzieher verfügen, können Sie auch einen
Schraubstock verwenden. Der Innenring liegt dabei auf einer
Auflage oberhalb der Backen und die Welle liegt frei zwischen den
Backen. Die Druckkraft wird durch ein Gewicht oder eine Presse
ausgeübt.
Spezielle
Auflage
oder
Schraubstock
Wenn das Wälzlager an einer Schulter sitzt, die höher als die Dicke
des Rings ist, kann man es mit der nebenstehend abgebildeten
Vorrichtung lösen. Anschließend kann an die Klemme der Abzieher
angesetzt werden.
Klemme
■ Wälzlager mit Presssitz im Gehäuse
Ansetzen der Ausbaukraft an einer der beiden Seiten des
Außenrings mit einer Hülse entsprechend der nebenstehenden
Abbildung.
■ Wälzlager mit Presssitz auf Welle und im Gehäuse
Das Wälzlager wird gemeinsam mit der Welle aus dem Gehäuse
geschoben.
Es wird nur der Außenring und nicht die Welle belastet.
Die nebenstehende Abbildung stellt das Verfahren dar. Hierfür muss
das Gehäuse von beiden Seiten zugänglich sein. Anschließend wird
das Wälzlager von der Welle gelöst.
Spezielle
Auflage
oder
Schraubstock
Montage
und
Wartung
Spezielle
Auflage
oder
Schraubstock
163
;;
;
;
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 164
19
9
Ausbau von Wälzlagern mit kegeliger Bohrung
;
19-2B
Bei Wälzlagern, die auf Spannhülsen montiert sind, müssen
Sie die Mutter lösen und anschließend das Wälzlager über
seinen Innenring abziehen.
Wälzlager, die auf Abziehhülsen montiert sind, werden mit
einer Abziehmutter abgedrückt.
Große Wälzlager sind manchmal direkt auf die Welle mit
konischem Lagersitz montiert (z. B. Walzenzapfenlager).
In diesem Fall erfolgt der Ausbau mit Öldruck.
Spezielle Bohrungen ermöglichen den Anschluss einer
Hochdruckpumpe, die Öl zwischen Lagersitz der Welle und
Innenring pumpt. Die elastische Dehnung ermöglicht ein
Abziehen des Wälzlagers.
164
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 165
20
20-1
Wartung
Überwachung und vorbeugende Wartung
Definitionen
Im Allgemeinen erfordert ein Wälzlager im Betrieb keine Überwachungs- oder Wartungsarbeiten bis auf die
planmäßige Nachschmierung. In bestimmten Anwendungen muss ein Ausfall des Wälzlagers aus Sicherheitsgründen
(Raumfahrt, Belüftung im Bergbau, ...) oder wirtschaftlichen Gründen (Beschädigung der Maschine, Produktionsausfall) unbedingt vermieden werden. Daher müssen Überwachungs- und vorbeugende Wartungsmaßnahmen
durchgeführt werden.
Ein beginnender Wälzlagerschaden kann durch ungewöhnliche Vibrationen, Geräusche, Temperaturen oder
Drehmomente festgestellt werden. Am häufigsten erfolgt eine Diagnose durch Schwingungsmessung. Die Diagnose
kann akustisch (Abhören mit Stethoskop oder Metallstange) oder mit elektronischen Vorrichtungen (Frequenz- und
Amplitudenmessung), die einen Alarm auslösen oder die Maschine anhalten, erfolgen.
Die Wirksamkeit der Kontrollen hängt von Qualifikation und Erfahrung des Anwenders und von der Qualität des
verwendeten Materials ab. Bei fettgeschmierten Wälzlagern ist auch die Temperatur ein guter Indikator für den
Zustand des Wälzlagers.
Die Häufigkeit der Kontrollen hängt von der gewünschten Zuverlässigkeit, dem Einsatz der Geräte und der internen
Organisation im Unternehmen ab. Die Kontrollhäufigkeit muss die wahrscheinliche Lebensdauer des Wälzlagers
berücksichtigen.
20-2
20-2A
Ursachen für vorzeitigen Lagerausfall
Definitionen
Untersuchung von beschädigten Wälzlagern
Die Untersuchung eines defekten Wälzlagers ist eine wertvolle Informationsquelle für Montage- und
Betriebsbedingungen. Daher muss sie sorgfältig und methodisch durchgeführt werden:
■ Vor dem Ausbau
-
dokumentieren von Geräuschen
Vibrationen
erhöhter Temperatur
Verlust von Schmiermittel
Verschmutzung
■ Während des Ausbaus
- Entfernen Sie Lagerdeckel, Dichtungen (ohne sie zu reinigen) und Schmierfett.
Legen Sie alles an einer sauberen Stelle zur späteren Inspektion ab.
- Notieren Sie das Anzugsdrehmoment der Lagermutter.
- Notieren Sie axiale und radiale Lagerposition (Markierung an Innenring/Welle und
Außenring/Gehäuse) und die Einbaulage.
- Prüfen Sie die Passungen (Welle und Gehäuse).
- Notieren Sie den Zustand der Lagersitze und der benachbarten Teile.
Montage
und
Wartung
■ Nach dem Ausbau
-
Sichtprüfung
Zerlegung des Wälzlagers
Untersuchung der Einzelteile
Analyse des Fettes, Prüfung auf Fremdkörper durch Waschen und Filtern
165
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 166
19
9
20-2B
Erscheinungsbilder von Lagerschäden
Abplatzen durch Ermüdung
Rissbildung und Ablösen von Werkstoffteilen.
Oberflächenschälung
Schäden an der Oberfläche durch Ablösen von Metall.
Heißlaufschäden
Matte Zonen mit Materialaufwurf, dunkle Spuren von Überhitzung,
Verformung der Wälzkörper, Mikroverschweißungen und Materialüberwalzung.
Abdrücke durch Verformung
Abdrücke von Kugeln oder Rollen (Linienberührung) entsprechend
deren Abstand. Der Boden der Abdrücke ist glänzend, es sind
noch Schleifspuren zu erkennen. Der Werkstoff ist nicht verschlissen, sondern eingedrückt.
Abdrücke durch Wälzkörperabrieb
Die Eindruckstellen können mit dem Wälzkörperabstand übereinstimmen. Der Werkstoff wurde durch Schwingungen des Wälzlagers im Stillstand abgetragen.
Verschleiß
Allgemeiner Verschleiß von Wälzkörpern, Laufbahnen und Käfigen.
Graue Färbung (durch Abriebverunreinigung).
166
Wartung
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 167
20
Wartung
Krater und Rillen
Krater mit scharfen Kanten oder fortlaufende parallele Riffelung.
Verursacht durch Durchfluss von elektrischem Strom.
Stöße, Risse, Brüche
Starke Stöße, Ablösung von Werkstoff an der Oberfläche, Risse,
Brüche der Ringe.
Kontaktkorrosion
Rötliche oder schwarze Verfärbung der Anlageflächen des Wälzlagers,
in der Bohrung oder am Außendurchmesser.
Korrosion
Lokale oder allgemeine Oxidation an den Innen- oder Außenflächen
des Lagers.
Verfärbung
Verfärbung der Laufbahnen oder Wälzkörper des Wälzlagers:
Überhitzung des Korrosionsschutzmittels
Montage
und
Wartung
Schäden an Käfigen
Verformung, Verschleiß, Bruch.
167
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 168
20
9
20-2C
Wartung
Ursachen der Schäden
Folgende vier Hauptursachen können für Lagerschäden genannt werden:
■ Unsachgemäßer Einbau
-
Mangelhafte oder ungeeignete Vorgehensweise und Geräte
Verunreinigung
Gewalteinwirkung
Wälzlageraufnahme schlecht angefertigt: Wellen und Gehäuse außerhalb der Toleranz,
schlechte Schmierstoffzufuhr, Fluchtungsfehler
■ Betriebsbedingungen
-
unbeabsichtigte oder bewußte Überlastung
Schwingungseinwirkung unter Drehzahl oder im Stillstand
überhöhte Drehzahlen
Wellendurchbiegung
■ Umgebungsbedingungen
- zu hohe oder zu niedrige Umgebungstemperatur
- Stromdurchfluss
- Verunreinigung durch Wasser, Staub, chemische Produkte, Textilfasern, ...
■ Schmierung
- Wahl des falschen Schmiermittels
- falsche Qualität
- Wartungsintervalle zu lang
Lagerschäden können eine oder mehrere Ursachen haben. Die nachfolgende Tabelle fasst diese zusammen und
ermöglicht dem Anwender, die wahrscheinliche Ursache zu ermitteln.
Das technische Handbuch „Ursachen für vorzeitigen Verschleiß von Wälzlagern“ von SNR beschreibt und illustriert
genau das Erscheinungbild, die Ursachen und Abhilfemöglichkeiten für verschiedene Lagerschäden.
Für eine detaillierte Überprüfung sollten Sie sich an SNR wenden.
r
e
rp
ö
dk
rn
pe
g
un
üd
m
Er
EINBAU
mangelnde Sorgfalt
Schläge
Fehler an Gehäuse oder Lagersitz
Zu enge Passung
Zu lose Passung
Fluchtungsfehler
BETRIEBSBEDINGUNGEN
Überlastung
Vibrationen
überhöhte Drehzahl
UMGEBUNG
Zu niedrige Temperatur
Stromdurchfluß
Wassereintritt
Eindringen von Staub
SCHMIERUNG
ungeeignete Schmierung
Zu wenig Schmiermittel
Zu viel Schmiermittel
168
en
W
b
ie
br
ra
pe
ör
e
ck
h
rc
du
ch
ru
em
Fr
se
-B
is
-R
h
ä
en
en
zk
ü
rc
fd
n
ch
ng
äl
fig
ng
dr
du
io
au
W
ru
bs
in
Kä
nu
n
e
i
a
n
E
os
h
i
e
r
e
n
l
e
c
k
m
l
r
g
i
r
e
a
ch
ar
ng
n
iß
ko
un
n
ch
du
- R gm
rs
io
ru
le
kt
tz
lä
de
ie
se
a
os
er
en
rf
ta
ch
la
ä
l
r
t
k
r
s
s
e
n
r
p
r
h
h
a
u
e
r
b
a
Sc
Sc
Ko
Kr
Fr
O
Ab
Ko
Sp
Ve
M
en
Ursache
z
äl
n
ge
n
lu
r
kö
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 169
20
20-3
Wartung
Aufbewahrung
Definitionen
Wälzlager müssen in geeigneten Räumen gelagert werden. Um die Ursprungseigenschaften zu bewahren, müssen
bestimmte Regeln eingehalten werden.
20-3A
Verpackung
■ Die Wälzlager werden von SNR optimal geschützt und verpackt:
- Der Zusammenbau erfolgt unter klimatisierten und staubfreien Bedingungen.
- Ein Korrosionsschutzmittel, das mit allen gängigen Schmierstoffen kompatibel ist,
wird sorgfältig aufgebracht.
- Eine öldichte Schutzverpackung trägt ebenfalls zum Rostschutz bei.
- Der Verpackungskarton vervollständigt den Schutz.
Das Wälzlager muss in der Originalverpackung gelagert und erst zum Zeitpunkt seines
Einbaus ausgepackt werden.
20-3B
Aufbewahrungsbedingungen
■ Aufbewahrungsraum
Allgemeine Aufbewahrungsbedingungen: normale Sauberkeit, Staubfreiheit und keine korrosive Umgebung,
empfohlene Temperatur: 18 °C bis 20 °C, maximale relative Feuchtigkeit: 65 %. Bei außergewöhnlichen klimatischen
Bedingungen ist eine spezielle Verpackung erforderlich (tropentaugliche Verpackung).
Holzregale sind zu vermeiden. Halten Sie zum Boden, zu Wänden und Heizungskanälen einen Abstand von mindestens
30 cm ein. Vermeiden Sie direktes Sonnenlicht. Lagern Sie die Schachteln flach. Im Stapel nicht übermäßig belasten.
Verpackte Lager so einordnen, dass die Lagerbezeichnung frei sichtbar ist.
■ Aufbewahrungsdauer
Die einheitliche Standardverpackung von SNR-Wälzlagern gewährleistet unter normalen Innenraumbedingungen
eine lange Konservierungsdauer. Die Verpackung darf aber weder geöffnet noch modifiziert oder beschädigt werden.
Die Konservierungsdauer läuft ab dem Datum, das auf der Verpackung angegeben ist.
Bestimmte Verpackungen für OEM-Lieferungen sind an eine schnellere Verwendung der Produkte angepasst und
ermöglichen keine so lange Aufbewahrungsdauer.
Montage
und
Wartung
169
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 171
Anhang und Index
21
21-1
21-2
21-3
21-4
171 – 177
Anhang und Index
172 – 177
Formblatt zur Berechnung der Lebensdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 – 173
Wälzlagernormen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Verzahnungskräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 – 176
Index der wichtigsten verwendeten Variablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Anhang
und
Index
171
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 172
21
9
21-1
Anhang und Index
Formblatt zur Berechnung der Lebensdauer
Definitionen
Diagramm zur Berechnung der Lebensdauer
Kugellager
Parameter
Drehzahl (U/min)
n
Rollenlager
Lebensdauer L10
Lasten
C
P
106 Umdreh.
C3
P
Stunden
()
Parameter
Drehzahl (U/min)
n
Lebensdauer L10
Lasten
C
P
106 Umdreh.
C 10/3
P
Stunden
( )
20
200
20
200
30
300
30
300
400
40
500
50
1000
100
40
1
1
50
5
100
2
200
10
4
400
500
5
6
7
8
9
10
1000
2
2000
200
50
3000
300
100
4000
5000
400
500
3
300
1
200
300
400
500
1000
20000
2000
5000
30000
3000
10000
40000
4000
5000
5
1000
10
3
50
3000
4
100
4000
5000
5
200
300
400
500
7
1000
2000
400
500
2000
6
10000
1
8
9
10
10000
1000
20000
15
3000
20
4000
5000
30
10000
20000
30000
50000
15
3
200000
6
172
10000
40000
50000
10000
100000
30
L10 = (C/P) 10
in Umdrehungen
30000
20
100000
20000
5000
3
6
L10 = (C/P) 10 / (60 · n)
in Stunden
100000
20000
200000
10/3
6
L10 = (C/P) 10
in Umdrehungen
10/3
L10 = (C/P)
in Stunden
6
10 / (60 · n)
Verwendung des Diagramms:
Das Wälzlager wird durch die Tragzahl C definiert
Die äquivalente Radiallast ist P
Die Drehzahl ist n
Verwendung des Diagramms:
Das Wälzlager wird durch die Tragzahl C definiert
Die äquivalente Radiallast ist P
Die Drehzahl ist n
Bei n = 1.000 U/min und C/P= 7 erhält man:
Bei n = 5.000 U/min und C/P= 11 erhält man:
L10 = 340 Millionen Umdrehungen oder L10 = 5.700 Stunden
L10 = 3.000 Millionen Umdreh. oder L10 = 10.000 Stunden
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 173
21
Anhang und Index
■ Vereinfachtes Anwendungspflichtenheft
-
radial:
Belastungen des Wälzlagers
Drehzahl
Solllebensdauer
Wälzlagerabmessungen
Newton
axial:
n:
Newton
U/min
Stunden
mm
Bohrung d =
- Betriebstemperatur
- Schmiermittel – Viskosität bei Betriebstemperatur
- Verunreinigungsgrad
Filtration 20μm
Bezeichnung
Außendurchmesser D =
mm
Breite B =
θ=
Viskosität =
mm
Filtration 60μm
leichte Verunreinigung
Filtration 80μm
mittlere Verunreinigung
- Fluchtungsfehler des Wälzlagers
°C
cSt
starke Verunreinigung
D=
° ‘ ‘’
■ Parameter des ausgewählten Wälzlagers
Listen der Standardwälzlager
- Symbol SNR-Wälzlager
- dynamische Tragzahl
- Lastfaktoren
radial
axial
- Äquivalente Belastung
C
X siehe Seite 99
Y
P = X · Fr + Y · Fa
C
X
Y
P
=
=
=
=
■ Berechnung der Lebensdauer
L10 = ( C/P ) p · 10 6/ 60 n in Stunden
- Nominelle Lebensdauer
L10 =
L10
siehe Grafik Seite 172
p = 3 bei Kugellagern
p = 10/3 bei Rollenlagern
Korrigierte Lebensdauer
-
Koeffizient
Koeffizient
Koeffizient
Koeffizient
Koeffizient
Zuverlässigkeit
Werkstoff
Schmierung
Verunreinigung
Temperatur
- Korrigierte Lebensdauer
a1
a2
a3 lub
a3 pol
a3 temp
Seite: 102
a2 = 1 bei Standardwälzlagern
Seite: 107
Seite: 104
Seite: 108
a1
a2
a3 lub
a3 pol
a3 temp
L10a
L10a = L10·a1·a2·a3lub·a3pol·a3temp
L10a =
=
=
=
=
=
Zuverlässigkeit für eine bestimmte Betriebsdauer
- Zuverlässigkeit
- Ausfallwahrscheinlichkeit
F
D
Seite: 102
Solllebensdauer:
F
D
=
=
Co
Xo
Yo
Po
fs
=
=
=
=
=
Anhang
und
Index
Unterschiedliche Funktionsbedingungen
- Statische Tragzahl
- Statische Lastfaktoren
radial
axial
- Äquivalente statische Belastung
- Sicherheitsfaktor
Co
Xo
Yo
Po
fs
siehe Listen der Standardwälzlager
siehe Seite: 99
Po = Fr oder Po = Xo · Fr + Yo · Fa
fs = Co / Po
173
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 174
21
9
21-2
Anhang und Index
Wälzlagernormen
Definitionen
Inhalt
ISO
ISO 5593
AFNOR
NF-E 22 350
Kugel- und Rollenlager
(mit Ausnahme von Kegelrollenlagern und Axiallagern)
Kegelrollenlager
Lagereinsätze für Gehäuselagereinheiten
Axiallager
Nut für Sicherungsring
Sicherungsringe
Exzentrischer Sicherungsring
Spannhülsen
Muttern und Sicherungsbleche
Lagergehäuse
Guß- und Blechgehäuse für Lagereinsätze
ISO 15
NF-E 22 315
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
Kantenabstände
ISO 582
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
NF-E
- Präzision
Definitionen
Alle Wälzlagertypen
Axiallager
ISO 1132
ISO 492
ISO 199
NF-E 22 317/337
NF-E 22 335
NF-E 22 321
- Luft
Radiallagerluft
ISO 5753
NF-E 22 336
- Dynamische Tragzahl und Lebensdauer
ISO 281/1
NF-E 22 392/394
- Statische Tragzahl (oder statische Basiskapazität)
ISO 76
NF-E 22 391
- Bezeichnungen
- Abmessungen
174
Normen
355
9628
104
464
464
3145
113/1
2982
113/2
3228
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
330
304
320
302
303
305
308
306/307
309
304/305
313/314
301
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 175
21
Anhang und Index
Verzahnungskräfte
Definitionen
21-3
T
Umfangskraft
C
Dp
zu übertragendes Drehmoment
Teilkreisdurchmesser der Verzahnung
S
A
Normalkraft
Axialkraft
T = 2C / Dp
■ Geradverzahntes Stirnrad
α = Eingriffswinkel
S = T tanα
S = T tanα / cosγ
γ = Schrägungswinkel
A = T tanγ
■ Schrägverzahntes Stirnrad
■ Kegelradverzahnung
Anhang
und
Index
Anhang
und
Index
T = Tp = Tc
Sp = – Ac = T tanα cosθ
θ = Kegelwinkel
Ap = – Sc = T tanα sin θ
175
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 176
21
9
Anhang und Index
■ Hypoidverzahnung
Dp = Teilkreisdurchmesser
Dc = Teilkreisdurchmesser
L
des Kegelritzels
des Tellerrades
= Breite der Verzahnung
Dp = mittlerer Durchmesser des Kegelritzels
Dc = mittlerer Durchmesser des Tellerrades
Tp = Umfangskraft
Tc = Umfangskraft
des Kegelritzels
des Tellerrades
Tc =Tp = 2 C / Dp
γp = Schrägungswinkel des Kegelritzels
γc = Schrägungswinkel des Tellerrades
(γp = γc bei kegeligen Paaren mit gerader oder schräger Verzahnung)
βp = Kegelwinkel des Kegelritzels
βc = Kegelwinkel des Tellerrades
Drehrichtung des Ritzels:
(von der Basis des Kegels in Richtung des höchsten Punktes aus gesehen)
+ entgegen dem Uhrzeigersinn
- im Uhrzeigersinn
(Beispiel für Schrägung nach links)
Richtung der
Schrägung
Drehrichtung
des Ritzels
nach rechts
-
Trennkraft
Axialkraft
Ritzel (entfernt sich vom Rad)
Ritzel (nähert sich dem Rad)
T
Sp= p · (tanα cosβp + sinγp sinβp)
cosγp
T
Ap= p · (tanα sinβp - sinγp cosβp)
cosγp
oder
Rad (nähert sich dem Ritzel)
nach links
+
nach rechts
+
T
Sc= c · (tanα cosβc - sinγc sinβc)
cosγc
Ritzel (entfernt sich vom Rad)
T
Sp= p · (tanα cosβp - sinγp sinβp)
cosγp
Rad (entfernt sich vom Ritzel)
T
Ac= c · (tanα sinβc + sinγc cosβc)
cosγc
Ritzel (nähert sich dem Rad)
T
Ap= p · (tanα sinβp + sinγp cosβp)
cosγp
oder
Rad (nähert sich dem Ritzel)
nach links
176
-
T
Sc= c · (tanα cosβc + sinγc sinβc)
cosγc
Rad (entfernt sich vom Ritzel)
T
Ac= c · (tanα sinβc - sinγc cosβc)
cosγc
RZ_Kap.19-20-21-DT
16.06.2005
15:32 Uhr
Seite 177
21
9
21-4
Anhang und Index
Index der wichtigsten verwendeten Variablen
Definitionen
Symbol
Beschreibung
Einheit
a1, a2, a3, …
α
B
C
C
C0
Ce
C0e
Korrekturkoeffizienten zur Ermittlung der modifizierten Lebensdauer
Berührungswinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Breite des Innenrings des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Breite des Außenrings des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
dynamische Tragzahl des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
statische Tragzahl eines Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
äquivalente dynamische Tragzahl eines Lagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
°
mm
mm
N
N
N
D
Dw
d
e
fc
fs
Fa
Fr
Ja
Jr
Jrm
i
l
L10
n
P
P0
T
X
X0
Y
Y0
Z
äquivalente statische Tragzahl eines Lagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Außendurchmesser des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mittlerer Durchmesser des Wälzkörpers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bohrungsdurchmesser des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Grenzwert für Fa/Fr zur Auswahl des Lastfaktoren
Koeffizient zur Berechnung der dynamischen Tragzahl
Sicherheitsfaktor
Axiallast auf das Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Radiallast auf das Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Axialluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Radialluft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
N
mm
mm
mm
Radialluft nach der Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Anzahl der Reihen von Wälzkörpern
effektive Länge des Linienkontaktes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Drehzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
äquivalente dynamische Radiallast des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
äquivalente statische Radiallast des Wälzlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nennbreite eines Kegelrollenlagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
dynamischer Radiallastfaktor
mm
N
N
mm
mm
mm
U/min
N
N
mm
statischer Radiallastfaktor
dynamischer Axiallastfaktor
statischer Axiallastfaktor
Anzahl der Wälzkörper
Anhang
und
Index
177

RZ_Titel Katalog A4+1,7 - NTN

Transcrição

Documentos relacionados

9. Werkstoffe

Übungsaufg. Physik FH HN

Maschinendiagnose an Industriegetrieben

Cronitect

2015 07 BE_Lehrplan Wirtschaft DHA Version Logo

Kap Verde

IBC Zylinderrollenlager

SPÁKONUFELLSHÖFÐI SKAGASTRÖND

Leseprobe

heben mit höheren standards

2016-02-21_NextStep_Deine Entscheidungen_handout.pptx