Der Lagereinsatz ist oft das erste Bauteil, das Ingenieure vergleichen, doch das Gehäuse bestimmt, wie die Welle von der Maschine gelagert wird. Ein Stehlager und ein Flanschlager können einen ähnlichen Einsatz verwenden und dennoch sehr unterschiedliche Lastpfade, Ausrichtungsanforderungen und Wartungszugänge aufweisen.
Die richtige Wahl beginnt mit der Montageebene. Ein Lagerbock sitzt auf einem zur Welle parallelen Sockel. Eine Flanscheinheit wird an einer Wand oder Platte senkrecht zur Welle verschraubt. Diese einfache Geometrie beeinflusst nahezu jede weitere Entscheidung.
Schnellauswahlregel
- Wählen Sie eine Kissenblock wenn die Welle oberhalb eines Sockels oder Rahmens verläuft und das Lager von unten gestützt werden kann.
- Wählen Sie eine Flanscheinheit wenn die Welle durch eine vertikale Platte, Maschinenwand oder einen Endrahmen hindurchtritt.
- Wählen Sie eine geführter Flansch Die genaue Gehäuseposition sollte sich aus einer bearbeiteten Passung und nicht aus dem Bolzenspiel ergeben.
- Wählen Sie eine Aufnahmeeinheit wenn die Lagerposition verschoben werden muss, um einen Riemen oder eine Kette zu spannen.
Dies sind Auslegungsregeln, keine Tragfähigkeitsangaben. Die Tragfähigkeit muss anhand der Lagerbaureihe, der Wellenpassung, der Drehzahl, der Schmierung, des Gehäuses und der tatsächlichen Lastrichtung überprüft werden.
Montagegeometrie und Struktursteifigkeit
Ein Stehlager überträgt die Last auf seine Füße und die Befestigungsschrauben. Die Auflageplatte muss flach und ausreichend steif sein, um ein Verdrehen des Gehäuses beim Anziehen der Schrauben zu verhindern. Falls Unterlegscheiben benötigt werden, sollten diese die gesamte Auflagefläche abstützen und keine lokalen Erhebungen bilden.
Ein Flanschgehäuse überträgt die Last auf eine Stirnplatte. Die Platte muss biegefest sein und ausreichend Platz für Welle, Dichtungen und Befestigungselemente bieten. Eine dünne Wand kann sich durchbiegen, selbst wenn das Lager korrekt dimensioniert ist. Quadratische Vierlochflansche verteilen die Verbindung über einen größeren Bereich; ovale Zweilochflansche passen in engere Bauräume, führen aber zu einem anderen Hebelarm.
Die Montageanleitung von SKF weist Installateure an, die Welle und die Auflageflächen zu reinigen, den Wellendurchmesser zu überprüfen, sicherzustellen, dass die Auflagefläche plan ist, und entweder Stehlager- oder Flanschgehäuse fest zu verschrauben. Diese grundlegenden Schritte sind wichtig, da ein Präzisionslager eine unebene Auflagefläche nicht ausgleichen kann. Siehe die SKF Montageanleitung.
Lastrichtung und Lagerlebensdauer
Die zulässige Belastung darf nicht allein aus der Anzahl der Gehäuseschrauben abgeleitet werden. Berechnen Sie die radialen und axialen Lagerbelastungen, den Betriebszyklus, den Stoßfaktor, die Drehzahl und die erforderliche Lebensdauer. Prüfen Sie anschließend die dynamischen und statischen Kennwerte des Einsatzlagers, die Gehäusefestigkeit, die Schraubenkapazität und die Tragkonstruktion.
Eine stark überhängende Riemenscheibe kann selbst bei mäßiger Riemenspannung ein hohes Biegemoment erzeugen. Eine Flanscheinheit auf einer flexiblen Platte kann durch Plattendurchbiegungen eine Fehlausrichtung aufweisen. Ein Stehlager auf starrer Basis kann hier besser geeignet sein – oder die Wellenanordnung erfordert zwei weiter auseinander liegende Lager. Die Gehäuseform ist nur ein Aspekt des Systems.
Ausrichtung: Nachsicht ist keine Erlaubnis für mangelhafte Installation
Viele Einbaueinsätze verfügen über eine sphärische Außenfläche, die eine anfängliche Fehlausrichtung im Gehäuse ermöglicht. Dies erleichtert zwar die Montage, macht eine schiefe Wellenausrichtung jedoch nicht unschädlich. Fehlausrichtungen können die Reibung der Dichtung erhöhen, die interne Lastverteilung verändern und die Schmierfettlebensdauer verkürzen.
Das Wartungshandbuch von SKF unterscheidet zwischen Lagerung mit Lagersitz, Flanschlagerung und Spannlager und betont die Wichtigkeit einer sorgfältigen Ausrichtung. Es weist darauf hin, dass die zulässige Fluchtungsabweichung von den Betriebs- und Nachschmierbedingungen abhängt; verwenden Sie stets den Grenzwert für die jeweilige Lagerbaureihe und nicht eine allgemeine Nummer.
Wellenverriegelungsmethode
Gängige Optionen sind Stellschrauben, Exzenter-Sicherungsringe, Adapterhülsen und Presspassungen. Jede dieser Optionen stellt unterschiedliche Anforderungen an Wellentoleranz, Drehrichtung, axiale Fixierung und Demontage.
- Stellschrauben: einfach und kompakt, aber die Anzugsreihenfolge und die Wellenhärte sind wichtig.
- Exzentrisches Halsband: in Drehrichtung arretiert und mit einer Stellschraube gesichert.
- Adapterhülse: nützlich für Kegelbohrungslager und kontrollierte Lagerluft.
- Presspassung: Bei hoher Belastung kann dies erforderlich sein, erfordert jedoch definierte Toleranzen und Montagevorrichtungen.
Geben Sie den Wellendurchmesser und die Toleranz an, nicht nur die Nennbohrung. Eine zu lockere Passung kann zu Reibkorrosion führen; eine zu große Presspassung kann das innere Spiel verringern.
Dichtungen, Schmierung und Edelstahlkonstruktion
Edelstahlgehäuse eignen sich für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, im Außeneinsatz und in korrosiven Umgebungen, jedoch muss die gesamte Einheit überprüft werden. Einsatzringe, Kugeln, Käfig, Schmiernippel, Befestigungselemente, Dichtungen und Schmierstoff bestehen möglicherweise nicht aus demselben Material.
Wählen Sie Dichtungen, die der jeweiligen Verschmutzung angepasst sind: Wassernebel, Feinstaub, Fasern, Chemikalien oder abrasive Partikel. Mehr Dichtungskontakt führt in der Regel zu mehr Reibung und Wärme. Das Schmierintervall hängt von Drehzahl, Temperatur, Belastung und Verschmutzungsgrad ab; das Vorhandensein eines Schmiernippels bestimmt das Intervall nicht.
SKF definiert Standardgehäusefamilien, darunter Stehlager, Vierkantflanschlager, Ovalflanschlager, Rundflanschlager und Spannlager. Auch Timken unterscheidet in seinen Gehäuserichtlinien zwischen festen und Dehnlageranordnungen. Bei längeren Wellen steuert üblicherweise ein Lager die axiale Position, während ein anderes die Wärmeausdehnung ermöglicht. Fixieren Sie nicht beide Enden axial, ohne vorher die Ausdehnung zu prüfen.
Vergleichstabelle
| Frage | Kissenblock | Flanscheinheit |
|---|---|---|
| Montageebene | Basis parallel zur Welle | Fläche senkrecht zur Welle |
| Typische Struktur | Rahmenprofil, Kufe, Maschinenfuß | Seitenplatte, Wand, Endrahmen |
| Ausrichtungseinstellung | Oft ist es einfacher, an der Basis Unterlegscheiben anzubringen. | Oftmals bestimmt durch die Gesichtsform/den Ausdruck. |
| Umschlag | Benötigt eine Höhe über dem Sockel | Benötigt Platz um die Schachtöffnung herum |
| Servicezugriff | Gut von oben und von den Seiten | Abhängig vom Zugang von hinten |
Was in einer Angebotsanfrage angegeben werden sollte
- Wellendurchmesser, Toleranz und Oberflächenbeschaffenheit;
- Radial- und Axiallasten, Drehzahl und Betriebsdauer;
- Montageausrichtung und verfügbares Schraubenmuster;
- feste oder Dehnungslagerlage;
- Verriegelungsmethode, Dichtungstyp und Schmierplan;
- Temperatur, Reinigungsmittel und Verunreinigungen;
- Gehäuse- und Einsatzmaterialien;
- Erforderliche Zertifikate, Mengen- und Maßzeichnung.
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