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Gestaltung der Lagerungen

Für die Wahl des Werkstoffs und die Festlegung der Oberflächenqualität der Gegengleitfläche sind die zu erwartende Beanspruchung der Lagerung (Belastungen, Schwenkwinkel, Bewegungsart usw.) sowie Umgebungseinflüsse von ausschlaggebender Bedeutung. 

Bei Gefahr von Korrosion muss die Gegengleitfläche ausreichend korrosionsfest sein. Korrosionsnarben in der Gegengleitfläche und Korrosionsprodukte erhöhen die Rauheit bzw. wirken abrasiv und fördern damit den Verschleiß. In diesem Fall sollte für die Gegengleitfläche ein nichtrostender Stahl verwendet oder eine Oberflächenbehandlung, wie z. B. Hartverchromen, Vernickeln oder Eloxieren, vorgesehen werden.

Diese Seite enthält lagertypenspezifische Empfehlungen bezüglich der nachstehenden Ausführungen, soweit anwendbar:

  • Toleranzen für Wellen und Gehäuse
  • Wellenrauheit und -härte
  • Werkstoff und Oberflächenqualität der Gegengleitflächen
  • Ausführung der Gegenstücke
  • Abdichtung
Massive Bronze-Gleitlager
Wellen
toleranz
e7 bis e8

GehäusetoleranzH7

Wellenrauheit
Ra ≤ 1,0 µm

Härtegrad der Welle
165 bis 400 HB


Sinterbronze-Gleitlager
Wellen
toleranz
f7 bis f8

GehäusetoleranzH7

Wellenrauheit
Ra: 0,2 bis 0,8 µm

Härtegrad der Welle
200 bis 300 HB


Gerollte Bronze-Gleitlager
Wellen
toleranz
e7 bis f8

GehäusetoleranzH7

Wellenrauheit
Ra: 0,4 bis 0,8 µm

Härtegrad der Welle
150 bis 400 HB


PTFE- und POM-Composite-Gleitlager
Wellentoleranzen

Metrische PTFE-Composite-Gleitlager (Tabelle 1

  • Lager mit d ≤ 75 mm: f7
  • Lager mit d > 75 mm: h8

Metrische POM-Composite-Gleitlager: h8 (Tabelle 2)

Zöllige PTFE-Composite-Gleitlager (Tabelle 3)

Zöllige POM-Composite-Gleitlager (Tabelle 4)

Gehäusetoleranzen1)

Metrische PTFE-Composite-Gleitlager (Tabelle 1)

  • D ≤ 4 mm: H6
  • D ≤ 4 mm: H7

Metrische POM-Composite-Gleitlager: H7 (Tabelle 2)

Zöllige PTFE-Composite-Gleitlager (Tabelle 3)

Zöllige POM-Composite-Gleitlager (Tabelle 4)

Wellenrauheit

PTFE-Composite-Gleitlager: Ra ≤ 0,4 µm; Rz ≤ 3,0 µm

POM-Composite-Gleitlager: Ra ≤ 0,8 µm; Rz ≤ 6,0 µm

Härtegrad der Welle

PTFE-Composite-Gleitlager: 300 bis 600 HB

POM-Composite-Gleitlager: 150 bis 600 HB

1)Die empfohlenen Toleranzen und angegebenen Richtwerte gelten für Gehäuse aus Stahl oder Grauguss. Bei Leichtmetall-Gehäusen können festere Sitze erforderlich werden, um die unterschiedliche Wärmeausdehnung von Gehäuse und Gleitlager zu kompensieren. Andernfalls sitzen die Buchsen aufgrund der stärkeren Ausdehnung des Gehäuses zu locker und das Betriebsspiel wird zu groß. Scheidet eine festere Passung aus, besteht auch die Möglichkeit, durch Einkleben des Gleitlagers einen ausreichend festen Sitz zu erreichen. In Sonderfällen muss dann jedoch durch entsprechend geänderte Tolerierung der Welle einer unzulässigen Spielvergrößerung entgegengewirkt werden.



Werkstoff und Oberflächenqualität der Gegengleitflächen
Bei PTFE- und POM-Composite-Gleitlagern reichen für den Gegengleitpartner in den meisten Fällen weiche Kohlenstoffstähle mit geschliffener Oberfläche aus.
Für anspruchsvollere Anwendungsfälle empfiehlt SKF gehärtete Gegengleitflächen. Sie sollten eine Oberflächenhärte von mindestens 500 HB (50 HRC) aufweisen. Alternativ können auch hartverchromte, vernickelte oder auf vergleichbare Weise oberflächenvergütete Wellen in Erwägung gezogen werden. In keinem Fall darf Ra größer sein als 0,3 μm (Rz ≤ 2 μm). Je besser die Oberflächenqualität, desto besser die Lauf- und Verschleißeigenschaften.


Gestaltung der Anschlussteile
Die Gegengleitflächen sollten – vor allem, wenn zwischen Welle und Gehäuse Axialverschiebungen infolge von Axialdehnung usw. auftreten können – stets breiter als das Gleitlager ausgeführt werden, um Absatzbildungen in der Gleitfläche zu verhindern.
Zur Erleichterung der Montage sollten die Wellenenden und die Gehäusebohrungen eine Einführungsschräge von 10 bis 15° erhalten (Bild 1). Die Gleitlager lassen sich dann einfacher in das Gehäuse einpressen und die Wellen ohne Gefahr einer Beschädigung der Gleitschicht in die Lagerbohrung einführen.
Der Bohrungsdurchmesser von Gehäuseschultern, die zur axialen Festlegung von Gleitlagern vorgesehen sind, sollte nicht kleiner als d + 0,8 mm ausgeführt werden.
Bei trocken laufenden PTFE-Composite-Gleitlagern ist ein genaues Fluchten der Lagerstellen von besonderer Bedeutung. Lassen sich Fluchtungsfehler zwischen den Lagerstellen nicht vermeiden, müssen unzulässig hohe Kantenspannungen durch konstruktive Maßnahmen verhindert werden. Diese können z. B. darin bestehen, dass an der Gehäusebohrung größere Anfasungen vorgesehen werden oder ein breiteres Gleitlager verwendet wird, das an beiden Seiten des Gehäusesitzes übersteht (Bild 2).
Falls Fluchtungsfehler ausgeglichen werden müssen und die Betriebsbedingungen den Einsatz von POM-Composite erlauben, sollten Gleitlager aus diesem Werkstoff gewählt werden. Nach dem Einbau des Gleitlagers in einer Gehäusebohrung kann die Deckschicht dieses Werkstoffs bis auf ein Minimum bearbeitet werden.
Für Wellen, die nicht nur radial, sondern auch axial geführt werden müssen, sind je nach der Stärke der axialen Belastung Bundbuchsen oder eine Kombination aus einer Buchse und einer Anlaufscheibe (Gestaltung der Anlaufscheibenanordnungen) (Bild 3) vorzusehen. Bundbuchsen oder Anlaufscheiben sind bereits bei kleinen Axialbelastungen von Vorteil und wenn keine vom Werkstoff oder der Bearbeitung her geeignete Anlauffläche vorhanden ist. Die Gegenlauffläche sollte die Gleitfläche des Flanschs einer Bundbuchse vollständig bedecken. Bei Lagerungen mit Bundbuchsen ist darauf zu achten, dass der Übergang von der Gehäusebohrung zur Anlagefläche so abgeschrägt ist, dass er an der Kontaktstelle mit dem Flansch nicht die Buchse berührt (Bild 4).


Dichtungslösungen
Dichtungen sind von größter Bedeutung für die Gebrauchsdauer von Composite-Gleitlagern. Bei der Auswahl einer Dichtung für eine Lagerstelle spielen z. B. die Konstruktion und der zur Verfügung stehende Raum eine Rolle. Auch die vertretbaren Kosten sind zu berücksichtigen. Composite-Gleitlager können beispielsweise eingebettete Schmutzpartikel tolerieren – vor allem in ihrer POM-Composite-Schicht – und sind daher relativ unempfindlich gegenüber Verunreinigungen. Sie brauchen deshalb gegenüber typischem, in der Luft enthaltenen Schmutz nicht besonders geschützt zu werden.
Sind die Lagerstellen jedoch stärkerer Verschmutzung ausgesetzt, müssen sie nach außen abgedichtet und vor dem Eindringen von Verunreinigungen geschützt werden. Einfache und wirksame Abdichtungen lassen sich erzielen, wenn die Umbauteile gleichzeitig zur Abdichtung der Lagerstelle herangezogen werden können (Bild 5).
Radial-Wellendichtringe mit niedrigem Querschnitt, z. B. die Radial-Wellendichtringe der Ausführung G, wie sie für Nadellager verwendet werden, können im Normalfall ausreichenden Schutz für Composite-Gleitlager bieten (Bild 6). Bei sehr hohen Anforderungen an die Abdichtung sind gelegentlich auch Spezialdichtungen aus Gummi, Kunststoff oder ähnlichen Werkstoffen erforderlich z. B. SKF Abstreifer (Bild 7).
In stark verunreinigten Umgebungen, insbesondere bei Gefährdung der Lager durch Sand oder Lehm, haben jedoch Dichtungen aus Gummi oder Kunststoff meist nur eine sehr kurze Gebrauchsdauer. Unter diesen Bedingungen lässt sich eine gute Dichtungslösung durch regelmäßiges Nachschmieren erzielen.

PTFE-Polyamid-Gleitlager
Wellentoleranz
h8 bis h9

GehäusetoleranzH7

Wellenrauheit
Ra ≤ 0,8 µm

Härtegrad der Welle
100 bis 300 HB


Faserverbund-Gleitlager
Wellentoleranzen
h8

Gehäusetoleranz
H7

Wellenrauheit

Ra: 0,2 bis 0,4 µm
Rz: 1,0 bis 2,0 µm

Härtegrad der Welle
≥ 490 HB (≥ 50 HRC)



Werkstoff und Oberflächenqualität der Gegengleitflächen
Für Faserverbund-Gleitbuchsen empfiehlt SKF im Allgemeinen gehärtete Gegengleitflächen.
Profile mit scharfen Kanten, d. h. mit hohem Rr, haben stärkeren Verschleiß zur Folge, auch wenn der Ra -Grenzwert eingehalten wurde. Größere Rauigkeiten, die bei Schwenkbewegungen noch akzeptiert werden können, haben bei Dreh- und Linearbewegungen starken Verschleiß zur Folge.
Um das Gebrauchsdauerpotenzial der Gleitlager voll nutzen zu können, kann es je nach Anwendungsfall erforderlich werden, die Gegengleitfläche zu optimieren. Beste Resultate wurden mit hartverchromten, polierten sowie mit nitrierten Oberflächen erreicht.
Inwieweit bei Abweichungen von dieser Empfehlung dennoch eine ausreichende Gebrauchsdauer erreicht werden kann, ist im Einzelfall zu prüfen.
Ausführliche Informationen über diese Produkte sind beim Technischen SKF Beratungsservice anzufragen.


Dichtungslösungen
Bei Faserverbund-Gleitlagern ist die Fähigkeit des Werkstoffes, Fremdteilchen einzubetten, begrenzt. Dichtungen können daher die Gebrauchsdauer erheblich verlängern, wenn die Gleitlager in stark verunreinigten Umgebungen eingesetzt werden sollen. Ansonsten beschädigen eindringende Partikel die Gleitschichtstränge und die allmähliche Zerstörung der Gleitschichtstruktur würde den Verschleiß beschleunigen. SKF Abstreifer erlauben die gleichen Gleitgeschwindigkeiten wie Faserverbund-Gleitlager und werden von SKF empfohlen, um die Gleitfläche vor dem Eindringen von abrasiven Verunreinigungen zu schützen (Bild 7). Radial-Wellendichtringe oder Radial-Wellendichtringe mit niedriger Querschnittshöhe können ebenfalls als geeignete Dichtungslösungen zum Einsatz kommen. 


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