Wie man das richtige Zylinderrollenlager auswählt

Die Hersteller konstruieren die Lager so, dass sie eine Last "tragen" und gleichzeitig die Bewegung begrenzen und die Reibung zwischen den beweglichen Teilen verringern. Zylinderrollenlager sind eine Art von Lagern, die für hohe Belastungen und kreisförmige Anforderungen ausgelegt sind. Rippen führen diese zylindrischen Wälzkörper auf den Innen- oder Außenringen, die so konstruiert sind, dass sie sich in axialer Richtung frei bewegen können, was dieses Lager ideal für Anwendungen mit thermischer Ausdehnung auf der Welle macht, wie z. B. einen Elektromotor.

Ein besseres Verständnis der Zylinderrollenlager, ihrer Funktionen sowie ihrer Vor- und Nachteile hilft bei der Auswahl des richtigen Lagers für die jeweilige Anwendung.

Inhaltsübersicht

• Was sind Zylinderrollenlager?
• Komponenten und Materialien
• Warum werden Zylinderrollenlager verwendet?
• Anwendungen von Zylinderrollenlagern
• FAQs

Was sind Zylinderrollenlager?

Ein Zylinderrollenlager ist ein Kontaktlager, das sich von anderen Lagern unterscheidet. Sie verwenden zylinderförmige Wälzkörper anstelle von Kugeln, wie sie in Kugellagern zu finden sind. Da zylindrische Rollen in linearem Kontakt mit den Laufbahnen stehen, haben sie eine höhere kreisförmige Tragfähigkeit als Kugellager.

Die Walzen haben zwar eine zylindrische Form, sind aber keine echten Zylinder. Die Rollen sind ballig oder endentlastet, um die Belastung zu reduzieren und die Reibung zu verringern. Die geringe Reibung macht sie zur idealen Wahl für Hochgeschwindigkeitssituationen. Zylinderrollenlager werden in der Regel mit Öl geschmiert, um die durch hohe Drehzahlen verursachte Wärme zu reduzieren.

Komponenten und Materialien

Zylinderrollenlager sind Radialrollenlager. Zu dieser Klasse von Rollenlagern gehören Kegel-, Pendel- und Nadellager. Alle Zylinderrollenlager haben vier wesentliche Bestandteile: einen Innenring, einen Außenring, Rollen und einen Käfig. Die Lagerringe und Rollen tragen die Last, und der Käfig (Abbildung 2) hält die Rollen in Position.

Zylinderrollenlager unterscheiden sich je nach Hersteller in Bezug auf Spiel und Schmierung. Sie können mit einem Käfig oder als vollwertiges Teil hergestellt werden. Einige haben an beiden Ringen keine Rippen, so dass die Ringe axial beweglich sind und als Freiendlager verwendet werden können.

Gepresster Stahl oder bearbeitetes Messing sind die gebräuchlichsten Materialien für die Herstellung von Zylinderrollenlagerkäfigen. In einigen Fällen wird jedoch geformtes Polyamid verwendet, das einen ruhigeren und leiseren Lauf der Lager ermöglicht. Falls erforderlich, verbessert gehärteter Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt oder aufgekohlter Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt die Biegeermüdung und bewältigt schwere Stoßbelastungen.

Single vs. Mehrreihige Typen

Obwohl einreihige Zylinderrollenlager der gängigste Typ sind, gibt es auch mehrreihige Ausführungen von Zylinderrollen.

• Einreihige zylindrische Rollen sind beliebt, weil sie teilbar sind und sich dadurch leichter ein- und ausbauen lassen. Sie sind jedoch nicht für schwere oder übergroße Radiallasten geeignet, da sie nur Axiallasten in einer Richtung zulassen.
• Zweireihige Zylinderrollenlager sind oft die Lösung für Probleme mit der Tragfähigkeit. Zweireihige Lager verteilen die Last auf einen breiteren Bereich und können destabilisierende Lasten oder Vibrationen aufnehmen. Außerdem nimmt ein zweireihiges Lager weniger Platz im Lagergehäuse ein als zwei einreihige Lager, die hintereinander angeordnet sind. Außerdem wird dadurch die Lastübertragung zwischen den beiden Reihen optimiert.
• Mehrreihige oder vierreihige Zylinderrollenlager werden häufig als Rollhalslager verwendet. Die vier Rollenreihen nehmen größere Radiallasten auf. Enge Durchmessertoleranzen auf konturierten Rollen ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung der Lasten. Käfige für mehrreihige Walzen verwenden in der Regel einen Fingerkäfig aus bearbeitetem Messing oder einen Fingerkäfig aus Baustahl. Bei den größeren Größen wird jedoch ein Stahlstiftkäfig mit Hohlrollen verwendet.

Warum Zylinderrollenlager verwenden?

Bei Zylinderrollenlagern wird die äußere Last ständig auf die Rollen umverteilt. Weniger als die Hälfte der Gesamtanzahl der Rollen trägt die Last der Anwendung, während sich der Innenring dreht. Die Gewichtsverteilung ist besser als die Tragfähigkeit von Kugellagern. Sie trägt zur Lebensdauer des Lagers bei.

Vorteile

• Kann im Vergleich zu anderen Rollen- oder Kugellagern höhere Radiallasten aufnehmen
• Kann hohe Geschwindigkeiten bewältigen
• Hohe Steifigkeit
• Kann sowohl axiale als auch radiale Lasten aufnehmen
• Hohe Präzision
• Lange Lebensdauer
• Erhältlich in ein-, zwei- und mehrreihigen Konfigurationen, um verschiedenen Lastanforderungen gerecht zu werden
• Geringere Reibung, Temperatur und Leistungsaufnahme

Benachteiligungen

• Geräuschvoller als andere Lager
• Höhere Kosten

Kriterien für die Auswahl von Zylinderrollenlagern

Bei der Auswahl von Zylinderrollenlagern gibt es mehrere Kriterien zu beachten. So müssen beispielsweise die Abmessungen, die Betriebsgeschwindigkeit und die Belastungsspezifikationen, die besonderen Installationsmerkmale und die Materialauswahl berücksichtigt werden. In denDIN-Normen 635-1 sind spezifische Abmessungen und Symbole für einreihige Pendelrollenlager festgelegt, während sich die DIN-Normen 635-2 auf zweireihige Ausführungen beziehen.

Abmessungen

Bei der Auswahl von Lagern für eine bestimmte Anwendung müssen drei Dimensionen berücksichtigt werden, darunter:

• Bohrung In der Lagerindustrie gibt es ein einheitliches Nummernsystem für Radiallager mit metrischen Bohrungsdurchmessern.
• Außendurchmesser. Der Außendurchmesser ist die Gesamtbreite des Außenrings. Bei Einheiten mit Gehäuse ist das Gehäuse enthalten, während bei Einheiten mit Flansch der Flansch nicht enthalten ist.
• Gesamtbreite. Gesamtbreite des Lagers bzw. der Lagerbaugruppe, einschließlich des Sicherungsrings, falls vorhanden.

Betriebsspezifikationen

Bei der Auswahl des richtigen Lagers sind die axiale Lastaufnahme in einer Richtung (einreihig) oder in zwei Richtungen (zweireihig) sowie die Belastungsparameter zu berücksichtigen:

• Nenngeschwindigkeit
• Statische Axial- oder Axialdruckbelastung
• Statische Radiallast
• Dynamische Axial- oder Axialdruckbelastung
• Dynamische Radiallast

Einzigartige Merkmale

Eine Anwendung kann auch einige besondere Merkmale erfordern. In einigen Fällen sind die Lager mit Flanschen versehen, um sie zu montieren oder zu fixieren. Ein kugelförmiger Außendurchmesser hat eine größere Tragfähigkeit und ermöglicht eine größere Toleranz gegenüber Fluchtungsfehlern, benötigt aber mehr radialen Platz.

Materialien

Einige Anwendungen erfordern durchgehärteten Lagerstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, der haltbarer ist als typische Lager aus legiertem oder kohlenstoffarmem Stahl. Darüber hinaus können durch die Materialverarbeitung Kohlenstoff und Legierungen zu kohlenstoffarmen Stahlsorten hinzugefügt werden. Dieses Verfahren führt zu einem ermüdungsfesten Gehäuse und einem steifen, verformbaren Kern, der die Biegewechselfestigkeit verbessert, um schweren Stoßbelastungen standzuhalten.

Anwendungen, bei denen Zylinderrollenlager verwendet werden

Ihre größere radiale Tragfähigkeit und ihre Fähigkeit, höhere Geschwindigkeiten zu erreichen, sowie weitere Vorteile machen Zylinderrollenlager zu einer idealen Lösung für eine Vielzahl von Branchen, darunter auch für die Automobilindustrie:

• Öl und Gas
• Getriebe:
• Windkraftanlagen
• Werkzeugmaschine
• Elektrische Motoren:
• Materialumschlag
• Pumpen
• Stahlwerke

FAQs

Haben Zylinderrollenlager eine geringe Reibung?

Ja. Die Konstruktion der Rollen und der Oberfläche ermöglicht es den Zylinderrollenlagern, hohe Belastungen bei geringer Reibung zu bewältigen.

Was sind die Ursachen für den Ausfall von Zylinderrollenlagern?

Unsachgemäße Montage und Abdichtung, Versagen des Schmiermittels und das Vorhandensein von Ablagerungen und Verunreinigungen sind die häufigsten Gründe für Lagerausfälle. Außerdem kann eine übermäßige Belastung zu Überhitzung und Ausfall führen.

Welche Wartungsverfahren sollte ich befolgen?

Zylinderrollenlager sind, wie alle Lager, Rost, Lochfraß, Kratzern und Spänen ausgesetzt. Mit einer Oberflächenbeschichtung versehene Lager tragen dazu bei, die Lebensdauer des Lagers zu verlängern, indem sie diese Vorfälle verhindern.

Welche Art von Oberflächenbehandlung sollte ich bei einem Zylinderrollenlager anwenden?

Zink-Nickel-Beschichtungen, Zink- und Phosphatbeschichtungen schützen vor Rost, Lochfraß, Kratzern und Abplatzungen.

Was ist der Unterschied zwischen Nadellagern und Zylinderrollenlagern?

Das Verhältnis Länge/Durchmesser der nadelgelagerten Rollen ist größer als vier. Im Gegensatz dazu ist die Länge der Rollen in einem Zylinderrollenlager kürzer und hat einen größeren Durchmesser.