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Kugellager

Kugellager ist eine Art Wälzlager. Die Kugel aus kugelförmigem legiertem Stahl ist zwischen dem Innenring und dem Außenring installiert, um die Reibung beim Kraftübertragungsprozess zu verringern und die Übertragungseffizienz mechanischer Kraft durch Walzen zu verbessern. Kugellager können schweren Lasten nicht standhalten und sind in leichten Industriemaschinen häufiger anzutreffen. Kugellager werden auch Kugellager genannt.

Kugellager umfassen hauptsächlich vier Grundelemente: Kugel, Innenring, Außenring und Käfig oder Halter. Die allgemeinen industriellen Kugellager erfüllen die Norm AISI52100. Die Kugeln und Ringe bestehen normalerweise aus hochverchromtem Stahl mit einer Rockwell C-Härte zwischen 61 und 65.

Kugellagerleistung:
Die Härte des Halters ist geringer als die von Kugeln und Ringen, und seine Materialien sind Metall (wie Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, Aluminiumlegierung) oder Nichtmetall (wie Teflon, PTFE, Polymermaterialien). Das Wälzlager (Wälzlager) hat einen geringeren Drehreibungswiderstand als das Gleitlager (Gleitlager), so dass bei gleicher Geschwindigkeit die Temperatur aufgrund der Reibung niedriger ist.
Kugellager werden im Allgemeinen in mechanischen Getrieben mit geringer Last verwendet. Da die Lagerfläche von Kugellagern klein ist, können im Hochgeschwindigkeitsbetrieb schwerwiegende mechanische Schäden auftreten. Daher werden Nadellager häufig bei mechanischen Hochlastgetrieben verwendet, um die Lageroberfläche zu vergrößern, die mechanische Übertragungseffizienz zu verbessern und die Mechanik zu verringern Schaden.
Das Kugellager ändert die Reibungsmethode des Lagers und nimmt die Rollreibung an. Dieses Verfahren reduziert das Reibungsphänomen zwischen den Lageroberflächen wirksamer, verbessert die Lebensdauer des Lüfterlagers und verlängert daher die Lebensdauer des Kühlers. Der Nachteil ist, dass der Prozess komplizierter ist, die Kosten erhöht werden und auch ein höheres Arbeitsgeräusch entsteht.

1. Eigenschaften
FAG-Rillenkugellager sind nicht trennbare Lager aus massiven Innen- und Außenringen, Käfigen und Stahlkugeln, die sehr vielseitig sind. Das Produkt ist einfach aufgebaut, zuverlässig und langlebig und leicht zu warten. Es hat eine Vielzahl von Designs wie einreihig, zweireihig, offen und versiegelt. Aufgrund der standardisierten Verarbeitungstechnologie ist der Außenring des offenen Lagers mit einer Nut für Dichtring oder Staubschutz versehen. Aufgrund des geringen Reibungsmoments sind Rillenkugellager für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignet.
2. Radiale und axiale Tragfähigkeit
Aufgrund der Geometrie der Laufbahn und der Verwendung von Stahlkugeln als Wälzkörper kann diese Art von importiertem Rillenkugellager gleichzeitig bidirektionale Axial- und Radialbelastung tragen.
3. Winkelversatzkompensation
Einreihige Rillenkugellager von FAG verfügen nur über begrenzte Kompensationsmöglichkeiten für Fehlausrichtungen, daher müssen die Lager genau positioniert werden. Eine Fehlausrichtung führt dazu, dass sich die Wälzkörper in einem ungünstigen Walzzustand befinden, und die innere Spannung des Lagers nimmt zu, wodurch die Lebensdauer des Lagers verkürzt wird. Um die zusätzliche Belastung des Lagers auf einen niedrigeren Bereich zu begrenzen, sind bei einreihigen Rillenkugellagern nur ein kleiner Neigungswinkel (abhängig von der Größe der Last) und eine axiale Tragfähigkeit zulässig. Zweireihige Rillenkugellager haben aufgrund ihrer inneren strukturellen Eigenschaften keine Fähigkeit zur Kompensation von Fehlausrichtungen. Bei Verwendung dieses Lagertyps ist kein Neigungswinkel zulässig.
Viertens Arbeitstemperatur
Die Betriebstemperatur von FAG-Kugellagern mit offener Rille ist nicht höher als + 120 ° C. Wenn die Arbeitstemperatur höher als + 120 ° C ist, kontaktieren Sie uns bitte. Der Außendurchmesser D des Lagers ist größer als 240 mm und seine Temperatur für die Dimensionsstabilität kann + 200 ° C erreichen. Der Arbeitstemperaturbereich von lippenversiegelten Rillenkugellagern beträgt –30 ° C bis + 110 ° C, was durch ihre Fett- und Dichtringmaterialien begrenzt ist. Der Betriebstemperaturbereich von spaltgedichteten Lagern beträgt -30 ° C bis + 120 ° C. Die maximale Betriebstemperatur von Lagern mit glasfaserverstärktem Nylonkäfig überschreitet + 120 ° C.
Fünf, Käfig
FAG-Modelle mit Rillenkugellagern ohne Käfigsuffix verwenden Käfige aus gepresstem Stahl. Das Lagersuffix des Stahlkugel-Messing-Vollkäfigs ist M. Das Suffix Y zeigt an, dass der Lagerkäfig aus Messing gestanzt ist. Zweireihige Rillenkugellager, deren Käfig aus glasfaserverstärktem Nylon besteht (Suffix TVH). Überprüfen Sie die chemische Stabilität von Nylon gegenüber synthetischen Fetten und Schmiermitteln, die Additive mit extremem Druck enthalten. Bei hohen Temperaturen verkürzen alternde Schmiermittel und Öladditive die Lebensdauer von Nylonkäfigen. Der Ölwechselzyklus muss eingehalten werden.

Ein selbstausrichtendes Kugellager ist ein Lager, das mit kugelförmigen Wälzkörpern zwischen dem Innenring zweier Laufbahnen und dem Außenring ausgestattet ist, dessen Laufbahnen kugelförmig sind. Es kann eine größere radiale Last tragen, kann aber auch eine bestimmte axiale Last tragen. Die äußere Ringlaufbahn dieser Art von Lager ist kugelförmig. Es hat also eine selbstausrichtende Leistung.
Die Hauptmerkmale von selbstausrichtenden Kugellagern sind:
(1) Die Außenringlaufbahn eines selbstausrichtenden Kugellagers ist Teil einer sphärischen Oberfläche, und der Krümmungszentrum liegt auf der Lagerachse. Daher hat das Lager eine selbstausrichtende Funktion. Wenn die Welle und das Gehäuse ausgelenkt sind, kann dies automatisch eingestellt werden. Keine zusätzliche Lagerbelastung.
(2) Es kann radiale Belastung und entsprechende axiale Belastung in zwei Richtungen tragen. Aber es kann keine Momentlast tragen.
Der Kontaktwinkel dieses Lagertyps ist klein, der Kontaktwinkel ist unter axialer Last nahezu unverändert, die axiale Lastkapazität ist klein, die radiale Lastkapazität ist groß und er ist für schwere Last und Stoßlast geeignet.
(3) Zweireihige selbstausrichtende Kugellager mit Adapterhülsen und Kontermuttern können an jeder Position auf der optischen Achse installiert werden, ohne dass die Wellenschultern positioniert werden müssen.

benutzen:
Der Zweck des Kugellagers besteht darin, die relative Position der beiden Teile (normalerweise der Welle und des Lagersitzes) zu bestimmen und ihre freie Drehung sicherzustellen, während die Last zwischen ihnen übertragen wird. Bei hohen Geschwindigkeiten (wie bei Kreiselkugellagern) kann diese Verwendung erweitert werden, um eine freie Drehung ohne nahezu Verschleiß im Lager einzuschließen. Um diesen Zustand zu erreichen, kann ein Klebefluidfilm, der als elastohydrodynamischer Schmierfilm bezeichnet wird, verwendet werden, um die beiden Teile des Lagers zu trennen. Denhard (1966) wies darauf hin, dass die Elastizität nicht nur erhalten werden kann, wenn das Lager die Last auf der Welle trägt, sondern auch, wenn das Lager vorgespannt ist, so dass die Positioniergenauigkeit und Stabilität der Welle 1 Mikrozoll oder 1 Nanoinch nicht überschreitet. Hydrodynamischer Schmierfilm [1].
Kugellager werden in verschiedenen Maschinen und Geräten mit rotierenden Teilen eingesetzt. Konstrukteure müssen sich häufig entscheiden, ob sie in einer bestimmten Anwendung ein Kugellager oder ein Fluidfilmlager verwenden möchten. Die folgenden Eigenschaften machen Kugellager in vielen Situationen wünschenswerter als Fluidfilmlager:
1. Die Startreibung ist gering und die Arbeitsreibung ist angemessen.
2. Kann kombinierten radialen und axialen Belastungen standhalten.
8. Unempfindlich gegen Unterbrechung der Schmierung.
4. Es gibt keine selbsterregte Instabilität.
5. Einfach bei niedriger Temperatur zu starten.
Innerhalb eines angemessenen Bereichs hat die Änderung von Last, Geschwindigkeit und Arbeitstemperatur nur einen geringen Einfluss auf die gute Leistung des Kugellagers.
Die folgenden Eigenschaften machen Kugellager weniger wünschenswert als Fluidfilmlager.
1. Die begrenzte Lebensdauer variiert stark.
2. Der erforderliche radiale Raum ist relativ groß.
3. Das Dämpfungsvermögen ist gering.
I. Der Geräuschpegel ist hoch. · ·
6. Die Ausrichtungsanforderungen sind strenger.
6. höhere Kosten.
Gemäß den obigen Eigenschaften verwenden Kolbenmotoren üblicherweise Flüssigkeitsfilmlager, während Strahltriebwerke fast ausschließlich Kugellager verwenden. Verschiedene Lagertypen haben ihre eigenen einzigartigen Vorteile. In einer bestimmten Anwendung sollte der am besten geeignete Lagertyp sorgfältig ausgewählt werden. Die British Engineering Scientific Data Organization (ESDU 1965, 1967) hat nützliche Richtlinien für das wichtige Thema der Lagerauswahl bereitgestellt.

Lagerspiel:
Das Lagerspiel (Innenspiel) bezieht sich auf den Gesamtabstand, den ein Lagerring relativ zu einem anderen Ring in eine bestimmte Richtung bewegen kann, bevor das Lager mit der Welle oder dem Lagergehäuse montiert wird. Je nach Bewegungsrichtung kann es in Radialspiel und Axialspiel unterteilt werden, wie in Abbildung 1 dargestellt.
Das Innenspiel des Lagers vor dem Einbau muss vom Innenspiel (Betriebsspiel) des Lagers unterschieden werden, wenn die Betriebstemperatur nach dem Einbau erreicht ist. Das ursprüngliche Innenspiel (vor dem Einbau) ist normalerweise größer als das Betriebsspiel. Dies ist auf den Unterschied im Grad der Passung bei der Installation und auf den Unterschied in der Wärmeausdehnung der Innen- und Außenringe des Lagers und der zugehörigen Komponenten zurückzuführen, die dazu führen, dass sich die Innen- und Außenringe ausdehnen oder zusammenziehen.
Lagerinnenspiel und angegebener Wert
Die Größe des Innenspiels (auch als Spiel bezeichnet) des Wälzlagers im Betrieb hat einen großen Einfluss auf die Lagerleistung wie Lebensdauer, Vibration, Geräuschentwicklung und Temperaturanstieg.
Daher ist die Wahl des Innenspiels des Lagers ein wichtiges Forschungsprojekt für das Lager, das die Strukturgröße bestimmt.
Um einen stabilen Prüfwert zu erhalten, wird im Allgemeinen eine bestimmte Prüflast auf das Lager ausgeübt und anschließend das Spiel geprüft. Daher ist der gemessene Spielwert größer als das theoretische Spiel (im radialen Spiel, auch als geometrisches Spiel bezeichnet), dh eine weitere elastische Verformung, die durch die Testlast verursacht wird (als Testspiel bezeichnet). Zeigen Sie den Unterschied.
Im Allgemeinen wird der Abstand vor der Installation durch den theoretischen Innenabstand festgelegt.
Wahl des Innenabstands

Die folgenden Punkte sollten bei der Auswahl des am besten geeigneten Abstands gemäß den Verwendungsbedingungen berücksichtigt werden:
(1) Die Anpassung von Lager, Welle und Gehäuse bewirkt eine Änderung des Spiels.
(2) Das Spiel ändert sich aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen dem Innen- und dem Außenring, wenn das Lager arbeitet.
(3) Das für die Welle und das Gehäuse verwendete Material beeinflusst die Änderung des Lagerspiels aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten.
Im Allgemeinen sollte das Radialspiel der Grundgruppe zuerst für die Lager verwendet werden, die normal arbeiten. Für Lager, die unter besonderen Bedingungen arbeiten, wie z. B. hohe Temperatur, hohe Geschwindigkeit, geringe Geräuschentwicklung, geringe Reibung und andere Anforderungen, kann das radiale Spiel der Hilfsgruppe ausgewählt werden. Wählen Sie kleinere Radialspiele für Präzisionslager und Spindellager für Werkzeugmaschinen. Wenn besondere Anforderungen an das Lagerspiel bestehen, kann das Lager die Anforderungen der Kunden erfüllen.

Wenn das Lager läuft, steigt aufgrund der kombinierten Wirkung seiner inneren Reibung, des Schmiermittelrührens und anderer äußerer Faktoren die Lagertemperatur und die Teile dehnen sich aus.
(1) Unter den Lagerparametern hat der Kontaktwinkel einen größeren Einfluss auf die axiale Spieländerung. (2) Unter den Einflüssen der Presspassung, des Zentrifugaleffekts und des Temperaturanstiegs auf das Lagerspiel hat die Presspassung den größten Einfluss. (3) Wenn das Lager in der Praxis eine Presspassung aufweist, muss der Einfluss der Passungsstörung auf das Lagerspiel berücksichtigt werden, und ein gewisses Spiel sollte reserviert werden, um übermäßige Vorspannkraft und vorzeitiges Anziehen zu vermeiden Ausfall des Lagers. Wenn die Schrägkugellager tatsächlich gepaart sind, sollte die Änderung des Radialspiels zur Berücksichtigung in die Änderung des Axialspiels umgewandelt werden.

Wälzlager:
Bei der Konstruktion mechanischer Teile werden häufig Wälzlager und Gleitlager verwendet. Wälzlager haben gegenüber Gleitlagern folgende Vor- und Nachteile.
Vorteil:
(1) Unter allgemeinen Arbeitsbedingungen ist der Reibungskoeffizient des Wälzlagers klein und ändert sich nicht mit der Änderung des Reibungskoeffizienten. Es ist relativ stabil; Das Anlauf- und Laufdrehmoment ist gering, der Leistungsverlust gering und der Wirkungsgrad hoch.
(2) Das Radialspiel des Wälzlagers ist gering und kann durch das Verfahren der axialen Vorspannung beseitigt werden, so dass die Betriebsgenauigkeit hoch ist.
(3) Wälzlager haben eine geringe axiale Breite, und einige Lager können bei kompakter Struktur und einfacher Montage gleichzeitig kombinierte radiale und axiale Belastungen aufnehmen.
(4) Wälzlager sind standardisierte Komponenten mit einem hohen Standardisierungsgrad und können chargenweise hergestellt werden, sodass die Kosten gering sind.
Nachteile:
(1) Wälzlager haben eine kleine Kontaktfläche zwischen Wälzkörpern und Rohren, insbesondere Kugellagern, die eine geringe Schlagfestigkeit aufweisen.
(2) Aufgrund der strukturellen Eigenschaften von Wälzlagern sind Vibrationen und Geräusche groß.
(3) Die Lebensdauer von Wälzlagern wird bei hoher Geschwindigkeit und hoher Last verringert.
(4) Die Innen- und Außenringe des Wälzlagers nehmen eine integrale Struktur an und können keine Teilstruktur annehmen, was es schwierig macht, das Lager in der Mitte der langen Welle einzubauen.