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Auswahlkriterien

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing specificationBearing executionSealing, mounting and dismounting

Verfügbarer Einbauraum

Häufig sind die Hauptabmessungen des Lagers bereits durch die Gesamtkonstruktion vorgegeben. In der Regel bestimmt der Wellendurchmesser den Bohrungsdurchmesser des Lagers. Für den gleichen Bohrungsdurchmesser können verschiedene Außendurchmesser und Breiten erhältlich sein (Bild 1). Die Verfügbarkeit von Lagern einer bestimmten ISO-Maßreihe ist abhängig von der Lagerart und vom Bohrungsdurchmesser.

Andere raumbezogene Kriterien, die sich auf die Wahl der Lagerart auswirken, sind:

  • Wellen mit kleinem Durchmesser
    (ca. d < 10 mm)
    • Rillenkugellager
    • Nadellager
    • Pendelkugellager
    • Axial-Rillenkugellager
  • Wellen mit normalem Durchmesser
    • alle Lagerarten
  • sehr begrenzter radialer Einbauraum
    • Nadellager
    • Rillenkugellager der Reihen 618 oder 619
    • CARB-Toroidalrollenlager der Reihen C49, C59 oder C69
    • Lager ohne Innen- oder Außenring und direkt auf der Welle oder im Gehäuse bearbeiteten Laufbahnen
Belastungen

Bei der Wahl der Lagerart anhand der Belastungskriterien muss Folgendes berücksichtigt werden:

  • Rollenlager nehmen höhere Belastungen auf als Kugellager gleicher Größe.
  • Vollkugelige bzw. vollrollige Lager wiederum sind höher belastbar als die entsprechenden Lager mit Käfig.

Matrix 1 [PDF] bietet einen Überblick über die radiale, axiale und Momentbelastbarkeit verschiedener Lagerarten.

Axial und radial belastete Axial-Pendelrollenlager
Die Richtung der Last ist bei der Auswahl der Lagerart ein wichtiger Faktor. Setzt sich die Belastung eines Lagers aus einer Radial- und einer Axialbelastung zusammen, entscheidet das Verhältnis der Komponenten über die Richtung der kombinierten Belastung (Bild 2).

Die Eignung eines Lagers für eine bestimmte Lastrichtung entspricht seinem Berührungswinkel α (Diagramm 1): je größer dieser Winkel, desto höher die axiale Belastbarkeit des Lagers. Einen Hinweis darauf gibt der Berechnungsfaktor Y (→ einzelne Produktabschnitte), der mit zunehmendem Berührungswinkel kleiner wird. ISO definiert Lager mit Berührungswinkeln von ≤ 45° als Radiallager und alle übrigen als Axiallager, unabhängig von ihrem tatsächlichen Einsatz.

Um kombinierte Belastungen mit einer leichten axialen Komponente aufzunehmen, können Lager mit einem kleinen Berührungswinkel verwendet werden. Rillenkugellager werden häufig für leichte bis mittlere Axialbelastungen eingesetzt. Mit zunehmender axialer Belastung kann ein größeres Rillenkugellager (mit höherer axialer Tragfähigkeit) verwendet werden. Bei noch höheren Axiallasten können Lager mit größerem Berührungswinkel erforderlich sein, z. B. Schrägkugellager oder Kegelrollenlager. Diese Lagerarten können in Tandemanordnung eingesetzt werden, um hohe Axiallasten aufzunehmen.

Wenn kombinierte Belastungen eine große richtungswechselnde Axiallastkomponente aufweisen, bieten sich u. a. folgende Lösungen an:

  • zwei Schrägkugellager in der Universallagerausführung
  • zusammengepasste Sätze mit Kegelrollenlagern
  • zweireihige Kegelrollenlager

Bei Verwendung eines Vierpunktlagers zur Aufnahme der axialen Komponente einer Radiallast (Bild 3) ist der Außenring des Lagers radial frei zu montieren und darf nicht axial verspannt werden. Andernfalls könnte dieses Lager unbeabsichtigten Radialbelastungen ausgesetzt werden.

Drehzahl und Reibung

Die Drehzahl von Wälzlagern wird im Normalfall durch die zulässige Betriebstemperatur begrenzt. Die Betriebstemperatur eines Lagers richtet sich zum großen Teil nach der von ihm erzeugten Reibungswärme, mit Ausnahme von Maschinen mit überwiegender Prozesswärme.

Matrix 1 [PDF] bietet einen Überblick über die Drehzahlfestigkeit verschiedener Lagerarten.

Wird die Lagerart auf Basis der Betriebsdrehzahlen gewählt, ist Folgendes zu berücksichtigen:

  • Kugellager haben ein geringeres Reibungsmoment als Rollenlager gleicher Größe.
  • Axiallager lassen nicht so hohe Drehzahlen zu wie Radiallager gleicher Größe.
  • Einreihige Lager erzeugen in der Regel eine geringe Reibungswärme und sind daher für hohe Betriebsdrehzahlen besser geeignet als zwei- oder mehrreihige Lager.
  • Lager mit Keramik-Wälzkörpern (Hybridlager) nehmen höhere Drehzahlen auf als die entsprechenden Ganzstahllager.
Schiefstellung

Matrix 1 [PDF] bietet einen Überblick über die Fähigkeit verschiedener Lagerarten, Schiefstellungen auszugleichen. Die verschiedenen Schiefstellungsarten sind in Tabelle 1 beschrieben.

Die verschiedenen Lagerarten weisen unterschiedliche Fähigkeiten beim Ausgleich von Schiefstellungen zwischen Welle und Gehäuse auf:

  • Pendellager (Bild 4)
    Pendellager können Schiefstellungen innerhalb des Lagers ausgleichen. Werte für die zulässige Schiefstellung sind in den entsprechenden Produktabschnitten angegeben.

  • Einstelllager (Bild 5)
    Einstelllager mit kugeliger Außenringmantelfläche sind winkelbeweglich und ermöglichen den Ausgleich von fertigungsbedingten Fluchtungsfehlern. Werte für die zulässige Schiefstellung sind in den entsprechenden Produktabschnitten angegeben.

  • Starre Lager
    Starre Lager (Rillenkugellager, Schrägkugellager, Zylinder-, Nadel- und Kegelrollenlager) nehmen Schiefstellungen innerhalb der Grenzen ihrer Lagerluft auf. Werte für die zulässige Schiefstellung sind in den entsprechenden Produktabschnitten angegeben. Bei starren Lagern können Schiefstellungen zu einer Verkürzung der Gebrauchsdauer führen.
Temperatur

Die zulässigen Betriebstemperaturen von Wälzlagern können durch folgende Faktoren begrenzt werden:

  • die Maßstabilität der Lagerringe und Wälzkörper (Tabelle 2, Details enthält der jeweilige Produktabschnitt)
  • den Käfig (→ Käfige)
  • die Dichtungen (→ jeweiliger Produktabschnitt)
  • den Schmierstoff (→ Schmierung)
Genauigkeit

Genauigkeitsanforderungen haben in der Regel keinen Einfluss auf die Wahl der Lagerart. Die meisten SKF Lager sind in mehreren Toleranzklassen erhältlich. Nähere Angaben finden Sie in den Produktabschnitten.

Für sehr hohe Genauigkeitsanforderungen (z. B. Werkzeugmaschinen-Anwendungen) sind SKF Hochgenauigkeitslager zu verwenden.

Steifigkeit

Die Steifigkeit eines Wälzlagers richtet sich nach der Größe der elastischen Verformung (Durchbiegung) des belasteten Lagers und hängt nicht nur von der Lagerart, sondern auch von der Lagergröße und dem Betriebsspiel ab.

Wird die Lagerart auf Basis der Steifigkeitsanforderungen gewählt, ist bei Lagern gleicher Größe Folgendes zu berücksichtigen:

  • Rollenlager haben eine höhere Steifigkeit als Kugellager.
  • Vollkugelige bzw. vollrollige Lager haben eine höhere Steifigkeit als die entsprechenden Lager mit Käfig.
  • Hybridlager haben eine höhere Steifigkeit als die entsprechenden Ganzstahllager.
  • Durch Vorspannen kann die Steifigkeit erhöht werden.
Ein- und Ausbau

Bei der Wahl der Lagerart sind die Ein- und Ausbauanforderungen zu berücksichtigen:

  • Ist es notwendig oder vorteilhaft, Innen- und Außenring separat einzubauen?
    → Ein nicht selbsthaltendes Lager wählen.
  • Ist es notwendig oder vorteilhaft, das Lager auf einem kegeligen Sitz oder mit einer kegeligen Hülse einzubauen?
    → Ein Lager mit kegeliger Bohrung wählen.
    → Die Verwendung von SKF ConCentra Kugel- oder Rollenlagereinheiten erwägen.
    (Kugellagereinheiten, Rollenlagereinheiten)

Nicht selbsthaltende Lager
Bei nicht selbsthaltenden Lagern vereinfacht sich der Ein- und Ausbau, vor allem dann, wenn für beide Lagerringe eine feste Passung erforderlich ist.

Matrix 1 [PDF] listet nicht selbsthaltende Lagerarten auf.

Kegelige Bohrung

Lager mit kegeliger Bohrung können sowohl unmittelbar auf kegeligen Zapfen als auch mit Spann- oder Abziehhülse auf zylindrischem Wellensitz montiert werden (Bild 6). Matrix 1 [PDF] listet die Lagerarten auf, die mit kegeliger Bohrung verfügbar sind.

Integrierte Dichtung

Es gibt zwei Gründe für die Abdichtung von Lagern oder Lageranordnungen:

  • Der Schmierstoff wird im Lager gehalten und die Verunreinigung der benachbarten Komponenten vermieden.
  • Das Lager wird vor Verunreinigungen geschützt und die Lagergebrauchsdauer verlängert.

Abgedichtete Lager (Lager mit Dichtungen oder mit Deckscheiben) ermöglichen in vielen Fällen sehr wirtschaftliche und platzsparende Lösungen. Lagerarten, für die eine integrierte Abdichtung erhältlich ist, sind in Matrix 1 [PDF] angegeben.

Kosten und Verfügbarkeit

Beliebte Produkte
Nach Ermittlung der erforderlichen Lagerart empfiehlt es sich, ein geeignetes Lager aus unserem Sortiment beliebter Produkte auszuwählen, da sich diese durch hohe Verfügbarkeit auszeichnen und in der Regel eine kostengünstige Lösung darstellen. Beliebte Produkte sind in den Produkttabellen mit dem Symbol ► gekennzeichnet.

Großlager
Wenn das geforderte Lager einen Außendurchmesser D ≥ 420 mm hat und nicht als beliebt gekennzeichnet ist, muss die Verfügbarkeit bei SKF angefragt werden.

Abgedichtete Lager
Abgedichtete Lager (Lager mit Dichtungen oder mit Deckscheiben) ermöglichen in vielen Fällen eine kostengünstigere Lösung als die Verwendung einer externen Dichtung. Neben ihrer hervorragenden Dichtwirkung benötigen diese vorgeschmierten Lager keine Erstschmierfettfüllung.

Verfügbarkeit von Standardgehäusen und -hülsen
Der Einsatz von Standardgehäusen und -hülsen führt im Allgemeinen zu kosteneffizienteren Lageranordnungen. Lagerarten, für die diese Standardkomponenten zur Verfügung stehen, sind in Matrix 1 [PDF] angegeben.

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