Die Drehgeschwindigkeit des Lagers wird hauptsächlich durch den Temperaturanstieg begrenzt, der durch die Reibung und die Hitze im Inneren des Lagers verursacht wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit einen bestimmten Wert überschreitet, kann sich das Lager aufgrund von Verbrennungen usw. nicht mehr weiterdrehen.
Die Grenzdrehzahl eines Lagers bezieht sich auf den Grenzwert, bei dem es sich kontinuierlich drehen kann, ohne Reibungswärme zu erzeugen, die zu Verbrennungen führen kann.
Daher hängt die Grenzdrehzahl des Lagers von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. von der Art, Größe und Genauigkeit des Lagers sowie von der Schmierungsmethode, der Qualität und Menge des Schmiermittels, dem Material und der Art des Käfigs und den Lastbedingungen.
Die Grenzgeschwindigkeit, die durch die Lagerhersteller bezieht sich im Allgemeinen auf die höchste Geschwindigkeit, die unter den vereinbarten Bedingungen erreicht werden kann, z. B.:
- Die Lagertoleranz ist Stufe 0;
- Das Lagerspiel ist Gruppe 0;
- Die Lagerbelastung beträgt 10% der Nennlast;
- Die Schmier- und Kühlbedingungen sind normal;
- Radiallager tragen nur Radiallasten, Axiallager nur Axiallasten;
- Die Temperatur des Außenrings übersteigt nicht 100°C usw.
- Der für die Anwendung erforderliche Drehzahlbereich ist ausschlaggebend dafür, welche Art von Lager verwendet werden soll.
In den Produktkatalogen der meisten Lagerhersteller sind die Grenzdrehzahlen ihrer Produkte angegeben. Die Praxis hat gezeigt, dass es besser ist, mit einer Drehzahl zu arbeiten, die niedriger als 90% der Grenzdrehzahl ist.
Auswahl des Lagertyps anhand der Drehgeschwindigkeit
A. Kugellager haben eine höhere Grenzdrehzahl und Drehgenauigkeit als Rollenlager, daher sollten Kugellager bei hohen Drehzahlen bevorzugt werden.
B. Je kleiner der Außendurchmesser bei gleichem Innendurchmesser ist, desto kleiner sind die Wälzkörper und desto geringer ist die Fliehkraft, die von den Wälzkörpern während des Betriebs auf die fremde Laufbahn ausgeübt wird, so dass sie für höhere Drehzahlen geeignet ist.
Daher sollten bei hohen Drehzahlen Lager mit kleineren Außendurchmessern in der gleichen Durchmesserreihe gewählt werden. Wenn ein Lager mit einem kleineren Außendurchmesser verwendet wird und die Tragfähigkeit nicht den Anforderungen entspricht, kann dasselbe Lager parallel eingebaut werden, oder es kann eine breite Reihe von Lagern in Betracht gezogen werden.
C. Das Material und die Struktur des Käfigs haben einen großen Einfluss auf die Lagerdrehzahl. Der massive Käfig erlaubt höhere Drehzahlen als der gestanzte Käfig, und der massive Käfig aus Bronze erlaubt höhere Drehzahlen. Im Allgemeinen sollten Rillenkugellager, Schrägkugellager und Zylinderrollenlager in Arbeitssituationen mit höherer Geschwindigkeit verwendet werden; in Arbeitssituationen mit niedrigerer Geschwindigkeit können Kegelrollenlager verwendet werden. Die Grenzdrehzahl von Kegelrollenlagern liegt im Allgemeinen bei etwa 65% von der von Rillenkugellagern, 70% von der von Zylinderrollenlagern und 60% von der von Schrägkugellagern. Axialkugellager haben eine niedrige Grenzdrehzahl und können nur in Anwendungen mit niedriger Drehzahl eingesetzt werden.
Faktoren, die die Lagerdrehzahl beeinflussen
Zu den Faktoren, die die Grenzgeschwindigkeit des Lagers beeinflussen, gehören:
- Die Größe der externen Last;
- Kraftrichtung;
- Art des Schmiermittels, Menge des Schmiermittels;
- Die Fertigungsgenauigkeit von Lagern bezieht sich auf das Toleranzniveau des Lagers und das Spielmaß des Lagers.
Der wichtigste Faktor ist jedoch die Betriebstemperatur oder das Schmiermittel, das der Lagerwerkstoff zulässt.
Die Grenzdrehzahlen der verschiedenen Lagertypen sind in der Tabelle der Lagergrößen und -leistungen im "Produktkatalog Wälzlager" aufgeführt. Sie werden unter den Bedingungen der Ölschmierung bzw. Fettschmierung ermittelt. Ihr Anwendungsbereich ist:
1. Lager mit Standardtoleranz (G);
2. Radiallager tragen nur Radiallast und Axiallager tragen nur Axiallast;
3. P ist kleiner oder gleich 0,1C (C ist die dynamische Tragzahl des Lagers);
4. Starre Welle und Lagersitz;
5. Die Schmierungs- und Kühlungsbedingungen sind normal. Wenn das Lager unter Lastbedingungen mit P größer oder gleich 0,1C betrieben wird, erhöht sich die Kontaktspannung zwischen der Kontaktfläche der Laufbahn und den Wälzkörpern, wodurch die Betriebstemperatur des Lagers ansteigt und sich die Leistung des Schmiermittels relativ verschlechtert. Daher sinkt die Grenzdrehzahl des Lagers entsprechend.
Auswahlverfahren für Wälzlagerpassungen
Bei der täglichen Wartung oder bei der Konstruktion von Maschinen ist eine vernünftige und korrekte Auswahl der Lagerkoordination von entscheidender Bedeutung. Die richtige Auswahl der Lagerabstimmung steht in engem Zusammenhang mit der Gewährleistung des normalen Betriebs der Maschine, der Verlängerung der Lebensdauer des Lagers und der vollen Ausnutzung der Tragfähigkeit des Lagers.
●Ob sich die Hülse dreht.
Wenn der Innen- oder Außenring des Lagers als Drehring arbeitet, sollte eine leicht feste Passung verwendet werden. Das Ausmaß des Übermaßes sollte so gewählt werden, dass die Gegenlauffläche unter der Arbeitslast nicht "kriecht", denn sobald das Kriechen auftritt, verschleißt die Gegenlauffläche und es kommt zum Gleiten. Je höher die Ringgeschwindigkeit ist, desto größer ist der Verschleiß.
●Ladungstyp.
Bei Ringen, die örtlich belastet werden, sollte eine lose Übergangspassung oder eine Passung mit kleinem Spalt gewählt werden, damit das Reibungsmoment zwischen den Ringlaufbahnen den Ring in Drehung versetzen kann, so dass der Ring gleichmäßig beansprucht wird und die Lebensdauer des Lagers verlängert.
Für die zyklisch belastete Hülse sollte eine Presspassung oder eine engere Übergangspassung gewählt werden. Das Übermaß sollte so bemessen sein, dass es nicht zu Kriechbewegungen auf der Passfläche der Hülse und der Welle oder Gehäusebohrung führt. Bei schwingender Belastung sind die Anforderungen an die Passung gleich oder etwas lockerer als bei zyklischer Belastung.
Andere Faktoren, die den Lagersitz beeinflussen
●Einfluss der Betriebstemperatur.
Wenn das Lager in Betrieb ist, ist die Temperatur der Hülse aufgrund des Einflusses der Reibungserwärmung und anderer Wärmequellen höher als die Temperatur der zugehörigen Teile. Die thermische Ausdehnung des Innenrings führt dazu, dass sich seine Passung mit dem Zapfen lockert, während die thermische Ausdehnung des Außenrings dazu führt, dass seine Passung mit der Gehäusebohrung fester wird.
Einfluss von Rotationsgenauigkeit und Rotationsgeschwindigkeit.
Bei Lagern, die größere Lasten tragen und eine höhere Drehgenauigkeit erfordern, sollten zur Vermeidung der Auswirkungen von elastischen Verformungen und Schwingungen Passungen mit Spalt vermieden werden. Bei leicht belasteten Lagern einiger Präzisionswerkzeugmaschinen werden häufig Spielpassungen verwendet, um den Einfluss des Formfehlers der Welle auf die Lagergenauigkeit zu vermeiden. Es wird allgemein angenommen, dass die Passung umso enger sein sollte, je höher die Drehgeschwindigkeit des Lagers ist.
●Bedingungen für den Ein- und Ausbau von Lagern.
In Anbetracht der Bequemlichkeit des Ein- und Ausbaus der Lager sollte eine lose Passung verwendet werden. Dies ist besonders wichtig für große und extragroße Lager, die in schweren Maschinen verwendet werden. Wenn eine einfache Montage und Demontage erforderlich ist und eine feste Passung gewünscht wird, können separate Lager oder Lager mit einer kegelförmigen Bohrung im Innenring, einer Spannhülse und einer Entlastungsnut verwendet werden.
