wael z lager

7/23/2019 Wael z Lager

http://slidepdf.com/reader/full/wael-z-lager 1/60

2005 Lager 1

Elementeder

drehenden

Bewegung[Hinweis: Nachfolgende Folien sind das Skelett einer Vorlesung, keine komplette Darstellung des Vorlesungsinhaltes]

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 2

Elementeder

drehenden

Bewegung

Lager sind Maschinenelemente, die

• Kräfte aufnehmen und ableiten

• Drehbewegung von Wellen und Achsensichern

• Die axiale und radiale Führung der Wellensichern

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 3

Elementeder

drehenden

Bewegung

Auswahlkriterien

• Wellendurchmesser (Uhrenindustrie ... Kräne)

• Wirkungsgrad der gesamten Baugruppe

• Richtung der Kräfte

• Größe der Kräfte• Drehzahl (10 ... 40 000 .... 180 000 U/min)

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 4

Elementeder

drehenden

BewegungZu: Wirkungsgrad der gesamten Baugruppe

• Gleitlager μ = 0,1 ... 0,01

• Wälzlager μ = 0,01 ... 0,001

• Hydrauliklager μ = 0,001• Aerostatische Lager μ = 0,0001

• Kraftfeldlager μ = 0,0001

Antriebges Abtrieb PP η =

η = f (Verluste in den Lagern, ....)

= f (Reibwerte)

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 5

Elementeder

drehenden

Bewegung

Zu: Wirkungsgrad der gesamten Baugruppe

Gleitlager

Wälzlager

Aerostatische Lager

Kraftfeldlager

Hydrostatische Lager

μ

0,1

0,01

0,001

0,0001

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 6

Elementeder

drehenden

Bewegung

Zu: Richtung der Kräfte

Axiallager Radiallager

Axial/Radiallager

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 7

Elementeder

drehenden

Bewegung

Zu: Größe der Kräfte

•

Lagergröße bei annähernd gleicher Radiallast von 10 000 N

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 8

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 9

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 10

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager -

Grundaufbau

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 11

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager - Grundaufbau

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 12

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager - Grundaufbau

Kugel Zylinder Nadel Kegel Tonne

DIN 5401 DIN 5402 DIN 5402

Wälzkörpertypen

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 13

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager – Grundaufbau

Käfig

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 14

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager –Zubehör - Sicherungselemente

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 15

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager-Zubehör SicherungselementBohrungssicherungsring

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 16

Elementeder

drehenden

Bewegung

Sicherungsring DIN 471 – 20 x 1,2

Maschinenelemente

Lager

Wälzlager-Zubehör Sicherungselement



2005 Lager 17

Elementeder

drehenden

Bewegung

Nutmutter DIN 1804 – M 35 x 1,5

Maschinenelemente

Lager

Wälzlager-Zubehör Sicherungselement



2005 Lager 18

Elementeder

drehenden

Bewegung

Spannhülse Abziehhülse

Wälzlager-Zubehör für konische

Lagerbohrung

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 19

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager-Zubehör Abdichtungen

Deckscheibe Dichtscheibe

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 20

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager – Grundbegriffe

Druckwinkel

DrucklinienDruckkegelspitze

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 21

Elementeder

drehenden

Bewegung


Druckkegelspitze undKraftansatz

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 22

Elementeder

drehenden

Bewegung


Winkeleinstellbarkeit

Lagerachse

Wellenachse

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 23

Elementeder

drehenden

Bewegung

Rillenkugellager

DIN 625 –6207 –

35 x 72 x 17

Wälzlager - Lagertypen

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 24

Elementeder

drehenden

Bewegung


Schulterkugellager (dmax =25 mm)

DIN 615

Außenbord

verändert

Maschinenelemente

Lager

RiKuLa



2005 Lager 25

Elementeder

drehenden

BewegungWälzlager - Lagertypen

Druck-Winkel verändert Schrägkugellager DIN 628

α > 0

(Vierpunktlager )

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 26

Elementeder

drehenden

Bewegung

Maschinenelemente

Lager

Zu: Einreihige und zweireihige Lager



2005 Lager 27

Elementeder

drehenden

BewegungWälzlager - Lagertypen

Pendelkugellager DIN 630

Rollfläche geändert Zulässiger Biegewinkel der Wellen im Lager vergrößert

2.... 10 min 2 ... 4 °

Maschinenelemente

Lager

RiKuLa



2005 Lager 28

Elementeder

drehenden

Bewegung

Zylinderrollenlager

DIN 5412

Wälzlager – Lagertypen

Wälzkörper verändert

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 29

Elementeder

drehenden

Bewegung

Wälzlager - Lagertypen Bauarten: Zylinderrollenlager DIN 5412

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 30

Elementeder

drehenden

BewegungWälzlager - Lagertypen Kegelrollenlager DIN 720, DIN ISO 355

Maschinenelemente

Lager

M hi l t



2005 Lager 31

Elementeder

drehendenBewegung

Wälzlager - Lagertypen Pendelrollenlager DIN 635

Tonnenlager DIN 635

Maschinenelemente

Lager

M hi l t



2005 Lager 32

Elementeder

drehendenBewegung


Nadellager

DIN 617DIN ISO 1206

Maschinenelemente

Lager

Maschinenelemente



2005 Lager 33

Elementeder

drehendenBewegung


Nadellager

Kolbenbolzen- (a) undKurbelzapfenlagerung

(b)

eines Zweitaktmotors

Maschinenelemente

Lager

Maschinenelemente



2005 Lager 34

Elementeder

drehendenBewegung


Rollenlager/Nadellager

Kreuzgelenkbuchse

Maschinenelemente

Lager

Maschinenelemente



2005 Lager 35

Elementeder

drehendenBewegung

Axial-Rillenkugellager

DIN 711

Axial-Zylinderrollenlager

DIN 722

Maschinenelemente

Lager

Maschinenelemente



2005 Lager 36

Elementeder

drehendenBewegung

Wälzlager-Einbau

Position so sichern, dass

• Krafteinleitung und Kraftweiterleitunggarantiert ist

• Funktion unter Betriebsbedingungen

garantiert ist(Toleranzen, Lagerluft)

Maschinenelemente

Lager

El tMaschinenelemente



2005 Lager 37

Elementeder

drehendenBewegung

Wälzlager-EinbauFest-/Loslager-Anordnung

Maschinenelemente

Lager

El tMaschinenelemente



2005 Lager 38

Elementeder

drehendenBewegung

Wälzlager-Einbau

Maschinenelemente

Lager

ElementeMaschinenelemente



2005 Lager 39

Elementeder

drehendenBewegung

Wälzlager-Einbau

Maschinenelemente

Lager




2005 Lager 40

Elementeder

drehendenBewegung

Wälzlager-Einbau

Stützlager – Problem: Sicherung der axialen Beweglichkeit

Maschinenelemente

Lager




2005 Lager 41

Elementeder

drehendenBewegung

Wälzlager-Einbau

Lager




2005 Lager 42

Elementeder

drehendenBewegung

Wälzlager – Einbau

Toleranzklassen der Wälzlager (z. B. Durchmesserbereich 18 ... 30, Radiallager ohne Kegelrollenlager, Innenring)

P0 P6 P5 P4 P2 HG SP UP

10 8 6 5 2,5 4 6 5

Normal eingeengt für sehr hohe Drehzahlen hochgenau Spezial- u. Ultrapräzision

z. B. für Spindellager

Lager




2005 Lager 43

e e eder

drehendenBewegung

Toleranzen für Welle undGehäuse

Übliche Toleranzen:

Welle Gehäuse

RiKuLa j5...k5 J6

Rollen- und

Nadellager k5...m5 K6

Lager




2005 Lager 44

derdrehendenBewegung


Radiale Lagerluft

• sichert genaue Führung der Welle

• Darf durch Temperaturschwankungen nicht unzulässig verringert

werden

Toleranzgruppen (Lagerluft in μm z. B. für 50... 65 mm Durchmesser:

C2 C0 (normal) C3 C4 C5

1...15 8...28 23...43 38...61 55...90

Lager




2005 Lager 45



Radiale Lagerluft

Fehler , die zu höherem Verschleiß, höherem Geräusch und schlechterer

Wellen-Führung führen:• Falsche Montage

• Falsche Passungen (Übermaß Welle Innenring aufgeweitet

Übermaß Gehäuse Außenring gedrückt)

• Kopplung von Lagern mit ungleicher Lagerluft

(z. B. RiKuLa 14 μm , Zylinderrollenlager 25 μm bei gleichem d)

Lager




2005 Lager 46



Axiale Lagerluft

• Sichert Verschiebbarkeit bei Loslager

• Sichert Wärmeausdehnung

Realisiert durch

• Innere Lagerbeweglichkeit (NU und NUP-Lager)

• Anstellen eines Lagerringes (bei spiegelbildlichangeordneten Schräglagern)

• Einstellen der Lagerluft mit Paßscheiben

• Schwimmende Lagerung

Lager




2005 Lager 47


Wälzlager-Einbau axiale Lagerluft

Angestellte Lagerung

Durch Nutmutter wirdInnen/Außenring verschoben,bis Axialluft erreicht

Lager

Elemented

Maschinenelemente

L



2005 Lager 48


Wälzlager-Einbau

Einstellen der axialen Lagerluft mit Paßscheiben

Lager

Elementeder

Maschinenelemente

L



2005 Lager 49


Werkstoff :Keramik/Stahl

Lager

Elementeder

Maschinenelemente

L



2005 Lager 50


Werkstoff :

Keramik, z. B.HIPSN

(Hochisostatischgepreßtes Si-Nitrid)

Lager

Elementeder

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 51


• Überragende Härte, stabil bis 800 °C schwierige

Bearbeitbarkeit, hohe Lebensdauer, da kaum Verschleiß

• Unempfindlich gegen korrosive Medien und toxischeUmgebung aufwendige Dichtungen entfallen,

Verwendung der Medien zur Schmierung• Hohe Temperaturbeständigkeit (bis 1000 °C, 100Cr6 < 200°C)

• Geringe Reibwerte (40 % geringer als St/St)

Ölmangelschmierung bis Trockenschmierung möglich, damitProblem Verdampfen bei hohen Temperaturen gelöst, hoheGeschwindigkeiten möglich

Werkstoff : Keramik (HIPSN – Eigenschaften (Vergleich zu St)

Lager

Elementeder

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 52


Fortsetzung Eigenschaften Keramik

• Geringere Zähigkeit hohe Konsistenz des Gefügeserforderlich, um Risse zu vermeiden

• E-Modul ca. 50 % höher geringere

Schwingungsneigung, aber erhöhte HertzscheFlächenpressung

• Geringere Bruchzähigkeit schlagempfindlich

• Niedriges spezifisches Gewicht (60 % geringere Dichte) geringe Bauteilmasse, geringe Fliehkräfte bei hohen

Drehzahlen

Lager

Elementeder

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 53


• Elektrisch isolierend• Geringere Wärmedehnung (2/3 geringer als St) ggf. hohe

Innenringspannungen bei Erwärmung der Welle

Temperaturausgleichsglieder erforderlich• Hoher Preis durch schwierige Bearbeitbarkeit (4 ... 10 x teurer

als St)

Fortsetzung Eigenschaften Keramik

Lager

Elementeder

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 54

drehendenBewegung

Wälzlagerkurzzeichen6206 .ZR .P52

VorsetzzeichenBasiszeichen

6206 Nachsetzzeichen.ZR (mit Deckscheibe)

.P5 (Toleranz < P6).P52 (+Lagerluft C2)

Lagerreihe

62..

Lagerbohrung

..06 (6x5= 30 mm)

Durchmesserreihe2

Breitenreihe(Nicht angegeben)

Maßreihe2

Lagerbauart6... (RiKuLa)

Lager

Elementeder

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 55

drehendenBewegung

Auslegung von WälzlagernNachrechnen der Lebensdauer

• unter Last (DIN ISO 76 und DIN ISO 281)• unter Last und Betriebsbedingungen (erweiterte

Lebensdauerberechnung DIN ISO 281

Lager

Elementeder

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 56

drehendenBewegung

Lager

Schadensbild durch

Überlast (Pressung)

Schlecht „Maschinenelemente 1, Pearson-Verlag 2006

Elementeder

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 57

drehendenBewegung

//

//60

10)(

/10/)(

23110

6

10

6

10

haa L L

hnP

C L

nUmdrehungeP

C L

hha

p

h

p

=

•

=

=

Lebensdauer in Mill.Umdrehungen

Lebensdauer in Stunden

Erweiterte Lebensdauer inStunden

Lager

Elementeder

d h d

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 58

drehendenBewegung

Erweiterte Lebensdauerberechnung

//23110 h f aa L L t hha =

a1 Faktor der Ausfallwahrscheinlichkeit

a23 Werkstoff- und Betriebsbedingungsfaktor

f t Temperaturfaktor

Lager

Elementeder

d h d

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 59

drehendenBewegung

a1 Faktor der Ausfallwahrscheinlichkeit

Ausfallwahrscheinlichkeit in % 10 5 4 3 2 1

Faktor a1 1 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21

f t Temperaturfaktor

Temperatur in °C 150 200 250 300Faktor f t 1 0,73 0,42 0,22

g

Elementeder

drehenden

Maschinenelemente

Lager



2005 Lager 60

drehendenBewegung

Faktor a23

= f ( vorhandene (Betriebs) Viskosität/ideale(Bezugs)Viskosität,

stat. Tragzahl/stat. Last,

Wälzlagerbauart,

Schmierstoff und seinen Additiven,

Einbaubedingungen)

g

wael z lager

Documents