Schrägkugellager

Beschreibung

Einreihige Schrägkugellager haben in Richtung der Lagerachse gegeneinander versetzt angeordnete Laufbahnen im Innen- und Außenring und nehmen Axialkräfte nur in einer Richtung auf. Bei Radialbelastung entsteht im Lager eine axiale Kraft, die durch eine Gegenkraft ausgeglichen werden muss. Schrägkugellager nehmen entstehende Kräfte gemeinsam auf und kommen deshalb immer paarweise oder als aufeinander abgestimmter Lagersatz zum Einsatz.

Abmessungen / Normen

Bei einreihigen Schrägkugellagern sind die Hauptabmessungen nach ISO 15 (Radiallager – Maßplan), DIN 616 (Wälzlager – Maßpläne) bzw. DIN 628-1 (Radial-Schrägkugellager) genormt.

Toleranzen

Die einreihigen Schrägkugellager werden standardmäßig in der Normaltoleranz (PN) entsprechend DIN 620-2 (Wälzlagertoleranzen – Toleranzen für Radiallager) und ISO 492 (Radiallager – Maße und Toleranzen) gefertigt. Davon abweichenden Toleranzklassen oder Sondertoleranzen sind auf Anfrage lieferbar.

Lagerausführungen

Das SLF Standardportfolio umfasst die Baureihen 718, 719, 70, 72 und 73. Andere Baureihen werden auf Anfrage gefertigt. Der Druckwinkel α beträgt bei Schrägkugellagern mit dem Nachsetzzeichen B 40°, ohne Nachsetzzeichen, je nach Baureihe 20° bzw. 30°. Mit α wird dabei der Winkel bezeichnet, den die Verbindungslinie der beiden Berührungspunkte zwischen Kugel und Laufbahnen mit der Radialebene einschließt und unter dem die Belastung von einer Laufbahn auf die andere übertragen wird.

Universallager

Einreihige Schrägkugellager der Universalausführung sind für den paarweisen Einbau in X-, O- oder Tandem-Anordnung vorgesehen. In der Universalausführung werden die Laufbahnen und Seitenflächen der Lagerinnen- und außenringe so aufeinander abgestimmt, dass beliebige Lager gleicher Größe und Vorspannung / Lagerluft unmittelbar in den entsprechenden Anordnungen eingebaut werden können. Zu unterscheiden sind dabei folgende Universalausführungen:

Universalausführung

UA mit Axialspiel
UO spielfrei (ohne Vorspannung)
UL leichte Vorspannung
UM mittlere Vorspannung
US starke Vorspannung

Abstandsringe

Bei Schrägkugellagern in Universalausführung können Abstandsringe bei allen Anordnungen verwendet werden. Bei der Anfertigung der Abstandsringe ist darauf zu achten, dass der innere und äußere Ring genau gleich breit und planparallel ist. Schrägkugellager können auf Kundenwunsch auch als Lagerpaare mit Abstandsringen einbaufähig in Tandem-, O- oder X-Anordnung geliefert werden.

Weitere Ausführungen

Weiterhin sind Schrägkugellager mit Keramikkugeln oder mit Keramikbeschichtung zur Stromisolierung bis 1000 Volt lieferbar. SLF Schrägkugellager werden auf Anfrage auch in der „LONGLIFE“- Version geliefert. Lager in dieser Ausführung besitzen eine höhere Ermüdungsgrenzbelastung gegenüber dem Standardlager. Lager und Verpackung sind mit „LONGLIFE“ gekennzeichnet.

Lageranordnung

Für die Zusammenstellung der folgenden Lageranordnungen dürfen immer nur Lager in Universalausführung der gleichen Vorspannung und der gleichen Toleranzklasse verwendet werden.

O- und X-Anordnungen werden zur Aufnahme von Axiallasten aus beiden Richtungen oder zur Aufnahme großer Radiallasten angewendet.
Bei der O-Anordnung liegen die großen Planseiten der Außenringe aneinander, während bei der X-Anordnung die kleinen Planseiten der Außenringe aneinander liegen.
Die O-Anordnung ist eine sehr starre Lagerung, hat eine größere Abstützweite H als die X-Anordnung und folglich eine höhere Kippsteifigkeit.

Tandem-Anordnungen, bestehend aus zwei oder drei Lagern, werden zur Aufnahme hoher Axiallasten in einer Richtung verwendet. Dabei wird eine große Starrheit der Wellenlagerung erreicht. Bei Tandem-Anordnungen nimmt jedes Lager einen gleichgroßen Teil der Axiallast auf.

Die TO- und die TX-Anordnungen werden wie die Tandem-Anordnung zur Aufnahme von hohen Axiallasten in einer Richtung verwendet. Das zusätzlich dritte Lager dient zur Gegenführung und macht die Mehrfachanordnung zum Festlager.

Toleranzen für den äußeren und inneren Abstandsring

Toleranzklasse P0, P6, P5, P4 P2
Breitenunterschied zwischen innerem u. äußerem Abstandsring 3 2
Schwankung der Breite 2.5 1.3
Axialschlag 2.5 1.3

(maximal zulässige Werte in µm)

Die TOT-Anordnung wird bei hohen Radiallasten und bei hohen Axiallasten aus beiden Richtungen als Festlager verwendet. Mit dieser Anordnung wird eine sehr hohe Steifigkeit erreicht. Es ist zweckmäßig, nicht mehr als drei Lager unmittelbar nebeneinander einzubauen, weil sonst die Wärmeableitung schlechter und die Schmiermittelzuführung an alle Lager schwieriger wird. Daher sollten hier Abstandsringe verwendet werden. Über radiale Bohrungen im äußeren Abstandsring kann der Schmierstoff leicht zugeführt werden. Alle Anordnungen sind nach Anfrage als Satz lieferbar.

Lagerluft

Axiale Lagerluft und Vorspannung

Axialluft oder Spielfreiheit gelten für nicht eingebaute und unbelastete Lagerpaare. Bei festen Passungen vermindert sich die Axialluft bzw. erhöht sich die Vorspannung des Lagerpaares.

Toleranzen der axialen Lagerluft

für nicht eingebaute Lagerpaare in Universalausführung bei X- und O-Anwendung.

Käfig

Bei einreihigen Schrägkugellagern ist der Käfig aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 die Standardausführung im Durchmesserbereich der Bohrung bis ca. 130 mm. Für den Einsatz des Käfigs aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 beträgt die Einsatztemperatur max. 120 °C und es gelten die gleichen Einschränkungen wie bei den Rillenkugellagern. Weiterhin sind Käfige aus Messing (Standard, wenn nicht Käfig aus glasfaserverstärktem Polyamid 66), Stahlblech bzw. Messingblech auf Anfrage lieferbar.

Einsatztemperatur

SLF Schrägkugellager bis Außendurchmesser 240 mm sind standardmäßig mit S0 maßstabilisiert, d.h. so wärmebehandelt, dass sie bis zu einer Betriebstemperatur von 150 °C einsetzbar sind. Ab einem Außendurchmesser von 240 mm sind die Schrägkugellager standardmäßig mit S1 maßstabilisiert, d.h. so wärmebehandelt, dass sie bis zu einer Betriebstemperatur von 200 °C einsetzbar sind. Die max. Betriebstemperatur wird in der Regel allerdings nicht durch die Maßstabilität der Lagerringe und Kugeln limitiert. Oftmals sind Käfig, Dichtungen oder Schmierstoff die begrenzende Komponente. Die notwendigen Informationen dazu finden sich in den jeweiligen Abschnitten. Bei Unsicherheiten oder spezifischen Fragen zu Temperaturgrenzen unserer Lager steht Ihnen das Team von SLF gerne zur Verfügung.

Befettung & Dichtung

Schrägkugellager werden standardmäßig ohne Dichtungen gefertigt, somit muss die Abdichtung der Lagerstelle an den Umbauteilen erfolgen. Die Abdichtung muss gewährleisten, dass keine Feuchtigkeit und Verunreinigungen in das Lager gelangen und kein Schmierstoff aus dem Lager austritt. Schrägkugellager ohne Dichtungen werden unbefettet geliefert, müssen aber mit Öl oder Fett geschmiert werden. Der Schmierstoff ist entsprechend dem Anwendungsfall auszuwählen.

Schrägkugellager mit Dicht- und Deckscheiben sind auf Anfrage lieferbar.

Dimensionierung

Dynamische äquivalente Belastung

\(\)Für Einzellager und Lagerpaare in Tandem-Anordnung
$$P = F_r$$ für $$\frac{F_a}{F_r} \leq{1,14}$$
$$P = 0,35 * F_r + 0,57 * F_a$$ für $$\frac{F_a}{F_r} > 1,14$$
Für Lagerpaare in O- oder X-Anordnung
$$P = F_r + 0,55 * F_a$$ für $$\frac{F_a}{F_r} \leq{1,14}$$
$$P = 0,57 * F_r + 0,93 * F_a$$ für $$\frac{F_a}{F_r} > 1,14$$
P dynamische äquivalente Belastung [kN]
Fr radiale Belastung [kN]
Fa resultierende Axialkraft [kN]

Statische äquivalente Belastung

\(\)Für Einzellager und Lagerpaaren in Tandem-Anordnung
$$P_0 = F_{0r}$$ für $$\frac{F_{0a}}{F_{0r}} \leq{1,9}$$
$$P_0 = 0,5 * F_{0r} + 0,26 * F_{0a}$$ für $$\frac{F_{0a}}{F_{0r}} > 1,9$$
Für Lagerpaare in O- oder X-Anordnung
$$P_0 = F_{0r} + 0,52 * F_{0a}$$
P0 statische äquivalente Belastung [kN]
F0r radiale statische Belastung [kN]
F0a axiale statische Belastung [kN]

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Statische Tragsicherheit

Für statisch beanspruchte Schrägkugellager ist neben der nominellen Lebensdauer L (L10h) immer die statische Tragsicherheit S0 zu überprüfen.

\(\)$$S_0 = \frac{C_0}{P_0}$$
S0 statische Tragsicherheit [-]
C0 statische Tragzahl [kN]
P0 statische äquivalente Belastung [kN]

Mindestbelastung

Um Schlupf zwischen den Kontaktpartnern zu vermeiden, müssen die Schrägkugellager ausreichend hoch belastet werden. Erfahrungsgemäß ist dazu eine radiale Mindestbelastung in der Größenordnung von

\(\)$$P > \frac{C_0}{100}$$

notwendig.

Die Radiallast durch das Gewicht der gelagerten Teile und der äußeren Kräfte ist in den meisten Fällen schon höher als die erforderliche Mindestbelastung. Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit einem Anwendungstechniker von SLF zu nehmen.

Bezugsdrehzahlen (Berechnungsgrundlage):

Die Bezugsdrehzahl wird nach DIN ISO 15312 berechnet und ist die Drehzahl, bei der sich unter definierten Bezugsbedingungen eine Lagertemperatur von 70°C einstellt. Sie ist keine Drehzahlgrenze für die Lageranwendung sondern dient dem Vergleich verschiedener Lagertypen bezüglich ihrer Drehzahleignung.