1.1 Wahl der Lageranordnung - Industriemeister 2000 · O- und X-Anordnungen werden je nach Einbauverhältnissen gewählt, wobei sich bei der O-Anordnung ein geringeres Kippspiel ergibt

Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik Prof. Dr.-Ing. Bernd Sauer

Maschinenelemente 2 SS 2003

1. Hausübung Dipl.-Ing. Carlo Thullen

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1.1 Wahl der Lageranordnung

• Fest-Loslagerung

Abstandsunterschiede zwischen den Lagersitzen – bedingt durch Fertigungstole-

ranzen, Erwärmung, etc. – werden durch das Loslager ausgeglichen.

Festlager

Führt die Welle axial und überträgt äußere Axialkräfte. Auch bei Verwen-

dung von mehr als 2 Lagern bildet man nur ein Lager als Festlager aus.

Auswahl des Lagers hängt von der Höhe der Axialbelastung und der Ge-

nauigkeit ab, mit der die Welle axial geführt werden muss.

Rillenkugellager stellen die kostengünstigste Variante dar.

Andere Lagerbauformen sind z.B. Pendelrollenlager, Vierpunktlager,

2-reihige Schrägkugellager, 2-reihige Kegelrollenlager, Schrägkugellager

oder Kegelrollenlager in "O-" oder "X-" Anordnung.

Loslager

Beim Loslager wird der mit Punktlast beaufschlagte Lagerring meist lose

gepasst. Bei rotierenden Wellen ist dies meist der Außenring.

Ideal sind Zylinderrollenlager vom Typ N bzw. NU.

Andere Lagerbauformen wirken nur dann als Loslager, wenn ein Lager-

ring verschiebbar eingepasst ist.




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• Eine angestellte Lagerung besteht aus 2 spiegelbildlich angeordneten Schrägkugella-

gern oder Kegelrollenlagern.

X-Anordnung

O-Anordnung

Ein Lagersitz wird bei der Montage soweit verschoben, bis die Lagerung die nö-

tige Vorspannung hat. Daraus resultieren höhere Lagersteifigkeiten, wie auch

eine genauere Führung der Welle.

Die Wärmedehnung muss bei der Einstellung des Spiels berücksichtigt werden.

Die Vorspannung wird über eine Wellenmutter oder einen Deckel bzw. Gewinde-

ring aufgebracht. Hierbei ist unbedingt auf eine Sicherung (Kontermutter, Siche-

rungsblech) zu achten!!!

O- und X-Anordnungen werden je nach Einbauverhältnissen gewählt, wobei sich

bei der O-Anordnung ein geringeres Kippspiel ergibt.

Maßgeblich für den Lagerabstand ist der Abstand der Druckmittelpunkte!




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• Schwimmende Lagerung

Die schwimmende Lagerung wird verwendet, wenn keine enge axiale Führung

der Welle verlangt wird

Der Aufbau ist ähnlich wie bei der angestellten Lagerung (schwimmende Lage-

rungen gibt es deshalb auch in X- bzw. O-Anordnung)

Die Welle kann sich relativ zum Gehäuse um ein bestimmtes Axialspiel verschie-

ben.

Kegelrollenlager und Schrägkugellager sind ungeeignet, da sie angestellt werden

müssen, um einwandfrei zu funktionieren.

Am geeignetsten sind Rillenkugellager und Zylinderrollenlager (siehe Abbildung

oben).

wirtschaftlich!!!




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1.2 Wahl der Lagerbauform/des Lagertyps

Lagerbauart

Rillenku-gel-lager

Schräg-kugellager

Schrägkugel-lager, zweirei-

hig Merkmale

Legende

Radialbelastbarkeit

Axialbelastbarkeit in beiden Richtungen

sehr gut

Längenausgleich innerhalb des Lagers Längenausgleich durch Schiebesitz

gut

Ausgleich von Fluchtfehlern

erhöhte Genauigkeit

normal/möglich

Eignung für hohe Drehzah-len

geräuscharmer Lauf

mit Einschränkung

hohe Steifigkeit a: bei paarweisem Einbau

geringe Reibung e: ausschließlich Axialbelas-tung

Festlager

Loslager

Einzellager und Lager in Tandem-Anordnung in eine Richtung




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2. Schmierung und Abdichtung

Zu Beginn der Konstruktion einer Maschine sollte möglichst frühzeitig das Verfahren zur

Schmierung der Wälzlager festgelegt werden.

• Fettschmierung

Fettschmierung wird bei ca. 90 % aller Wälzlagerungen angewandt. Die wesentlichen

Vorteile einer Fettschmierung sind:

sehr geringer konstruktiver Aufwand

gute Unterstützung der Abdichtung durch das Fett

hohe Gebrauchsdauer bei wartungsfreier Schmierung ohne Aufwand für

Schmiergeräte

längere Ausfallphase beim Zusammenbruch der Schmierung nach Ablauf der

Fettgebrauchsdauer bei mäßigen Drehzahlkennwerten

niedriges Reibungsmoment

• Ölschmierung

Ein Schmierverfahren mit Öl bietet sich an, wenn benachbarte Maschinenelemente

(z.B. Zahnräder) bereits mit Öl versorgt werden oder wenn durch den Schmierstoff

Wärme abgeführt werden soll.

Bei Ölschmierung mit kleinen Mengen (Minimalmengenschmierung), ausgeführt als

Tropfschmierung, Ölnebelschmierung oder Öl-Luft-Schmierung, ist es möglich, die Öl-

menge genau zu dosieren.

Die Aufgabe der Dichtung ist es dann, das Schmierfett oder -öl im Lager zu halten und

andererseits zu verhindern, dass Verunreinigungen ins Lager gelangen. Die Dichtwir-

kung hat einen erheblichen Einfluss auf die Gebrauchsdauer der Lagerung.




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• Berührungsfreie Dichtungen

Bei berührungsfreien Dichtungen entsteht außer der Schmierstoffreibung keine weite-

re Reibung. Diese Dichtungen haben eine lange Lebensdauer und eignen sich auch bei

sehr hohen Drehzahlen.

a – Spaltdichtung

b – Labyrinthdichtung

c – Lager mit Deckscheiben

• Berührende Dichtungen

Berührende Dichtungen liegen unter einer Anpresskraft an der metallischen Lauffläche

an. Je nach der Anpresskraft, dem Schmierungszustand und der Rauheit der Lauffläche

sowie der Gleitgeschwindigkeit ist die Reibung unterschiedlich hoch.

Filzringe bewähren sich vor allem bei Fettschmierung. Zur Abdichtung bei Ölschmie-

rung werden vor allem Radial-Wellendichtringe eingesetzt. Diese sehr effektive Dicht-

ung verlangt aber eine besondere Lauffläche mit niedriger Rauhigkeit (R z ≈ 1 – 4), so-

wie eine sorgfältige Montage über eine Montagehülse oder -fase (ca. 15 – 20°).

a – Filzringdichtung

b – Radialwellendichtring

c – V-Ring

d – Lager mit Dichtscheibe

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