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Mindestbelastung
Gerade bei niedrig belasteten Wälzlagern ist die Gefahr hoch, dass zwischen Wälzkörpern und Laufbahn sogenannter Schlupf auftritt. In diesem Fall rollt der Wälzkörper nicht mehr über die Laufbahn, sondern gleitet. Durch diese Gleitbewegung wird der Schmierfilm im Kontaktbereich durchbrochen und es kommt zu einem Metall-Metall-Kontakt zwischen Wälzkörper und Laufbahn, welcher sowohl die Reibung, als auch den Verschleiß stark ansteigen lässt.
Um dies zu vermeiden, gibt es Richtwerte für eine Mindestbelastung verschiedener Wälzlagertypen. Ist diese Mindestbelastung erreicht, üben die Laufbahnen genügend Druckspannung auf den Wälzkörper aus, sodass eine Gleitbewegung verhindert werden kann. Wenn diese Mindestbelastung im Betrieb nicht realisiert werden kann, kann ebenfalls auf ein kleineres Wälzlager mit niedrigerer Tragzahl zurückgegriffen werden. Eine weitere Option ist der Einsatz eines Schräglagers. Dieses kann dann durch konstruktive Elemente axial vorgespannt werden.
Die Mindestbelastung hängt stark von der Wälzlagertype ab und wird in Abhängigkeit der dynamisch äquivalenten Lagerbelastung P und der statischen Tragzahl C0 des Lagers angegeben. Nachfolgende Tabelle stellt die radiale Mindestbelastung verschiedener Radiallager vor:
Wälzlagertype | Richtwert Mindestbelastung |
---|---|
Rillenkugellager | P > C0 / 100 |
Schrägkugellager | P > C0 / 100 |
Pendelkugellager | P > C0 / 100 |
Zylinderrollenlager | P > C0 / 60 |
Kegelrollenlager | P > C0 / 60 |
Tonnenlager | P > C0 / 60 |
Pendelrollenlager | P > C0 / 80 |
Nadellager | P > C0 / 60 |
Im Gegensatz zu Radiallagern ist die Mindestbelastung bei Axiallagern ebenfalls von der Drehzahl abhängig. Da die Rollachse der Wälzkörper bei Axiallagern senkrecht zur Rotationsachse des Wälzlagers steht, sorgen Fliehkräfte bei höheren Drehzahlen dafür, dass die Wälzkörper nach außen gedrückt werden und somit weg von der Laufbahnmitte. Um diese Gleitbewegungen nach außen zu verhindern und die Wälzkörper für optimale Abrollverhältnisse in der Laufbahnmitte zu halten, zeigt nachfolgende Tabelle die axiale Mindestbelastung verschiedener Axiallager:
Wälzlagertype | Richtwert Mindestbelastung |
---|---|
Axial-Rillenkugellager | Fa min = 1000 * A * ( n / 1000 )² |
Axial-Zylinderrollenlager | Fa min = 0,0005 * C0 + ka * ( C0 * n / 108 )² |
Axial-Nadellager | Fa min = 0,0005 * C0 + 3 * ( C0 * n / 108 )² |
Die Faktoren "A" und "ka" sind hierbei geometrische Faktoren, die vom spezifischen Wälzlager abhängig sind und vom Hersteller angegeben werden.
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