Axialschrägkugellager
einseitig wirkend
- Aufnahme von axialen Kräften in einer Richtung
- Aufnahme von radialen Kräften
- erhältlich in höchster Genauigkeit für Werkzeugmaschinen
Einseitig wirkende Axial-Schrägkugellager sind Hochgenauigkeitslager und zeichnen sich aufgrund der schräg angeordneten Laufbahnen der Wellen- und Gehäusescheibe und dem dadurch entstehenden, kräfteübertragenden Druckwinkel aus. Dieser besitzt eine Neigung von 60° und ermöglicht neben der Aufnahme von hohen axialen Kräften auch die von radialen und kombinierten Kräften. Die Axialkräfte können bei einseitig wirkenden Axial-Schrägkugellagern nur in einer Richtung aufgenommen werden. Die Kombination mit einem zweiten, spiegelbildlich angeordneten Lager ermöglicht eine beidseitige Axialkraftaufnahme. Axial-Schrägkugellager besitzen eine sehr hohe Steifigkeit, eignen sich für hohe Drehzahlanforderungen, können allerdings keine Winkelfehler ausgleichen.
Einseitig wirkende Axial-Schrägkugellager sind nicht selbsthaltend, sodass Rollenkranz und Lagerscheiben unabhängig voneinander montiert werden können.
Abmessungen und Toleranzen
Axial-Schrägkugellager werden bei KRW standardmäßig entsprechend DIN 620-3 (Wälzlagertoleranzen) und ISO 199 (Axiallager – Maße und Toleranzen) in Normaltoleranz (PN) geliefert. Alle weiteren – davon abweichenden Toleranzklassen oder Sondertoleranzen – sind bei der Bestellung anzugeben.
Normen
Die Hauptabmessungen der einseitig wirkenden Axial-Schrägkugellager sind nicht genormt. Die Lager werden kunden- und anwendungsspezifisch gefertigt.
Axial-Schrägkugellager
Lagerausführung
Einseitig wirkende Axial-Schrägkugellager sind zerlegbare, nicht selbsthaltende Lager. Neben Radialkräften können sie sowohl hohe, einseitig wirkende Axialkräfte als auch in Kombination mit einem zweiten, spiegelbildlich angeordneten Axial-Schrägkugellager zweiseitig wirkende Axialkräfte aufnehmen.
Bei den kombinierten Lagersätzen wird anhand des Drucklinienverlaufes in O- und X-Anordnung unterschieden. Lager der X-Anordnung sind weniger für die Aufnahme von Momentbelastungen geeignet, währenddessen die O-Anordnung sehr steif ist und nur ein geringes Kippspiel zulässt. Bei Tandem-Anordnungen verlaufen die Drucklinien zweier Lager in eine Richtung, was dazu führt, dass Axialkräfte nur einseitig aufgenommen werden können. Ein doppeltes Lager führt zur Axiallastaufteilung, welche die Tragfähigkeit erhöht.
Lagerluft
Die Lagerluft bei Axial-Schrägkugellagern wird je nach Betriebsverhältnissen erst während des Einbaus eingestellt, wobei die temperaturabhängige Längenänderung der Umbauteile im Betrieb zu berücksichtigen ist.
Käfig
Axial-Schrägkugellager sind bei KRW standardmäßig mit einem Messingmassivkäfig (Nachsetzzeichen: M) ausgestattet. Andere Käfigausführungen sind auf Nachfrage verfügbar oder werden anwendungsspezifisch ausgewählt und entsprechend am Lager gekennzeichnet.
Nachsetzzeichen
Ausgleich von Winkelfehlern
Axial-Schrägkugellager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen ungeeignet. Schiefstellungen führen zu einem ungünstigen Abrollen der Kugeln und rufen im Lager Zusatzbeanspruchungen hervor, die die Gebrauchsdauer verringern.
Drehzahl
Die kinematische Grenzdrehzahl nG ist ein praxisbezogener mechanischer Grenzwert und basiert auf der mechanischen Betriebsfestigkeit des Wälzlagers in Abhängigkeit seiner Einbausituation und der Schmierung. Die Grenzdrehzahl darf auch unter optimalen Betriebsbedingungen ohne vorherige Rücksprache mit KRW nicht überschritten werden.
Die DIN ISO 15312 (Wälzlager - Thermische Bezugsdrehzahl) gibt für diese Lager keine thermische Bezugsdrehzahl nth an.
Zulässige Betriebstemperaturen
Die zulässige Betriebstemperatur eines Lagers ist durch Käfigmaterial, Maßstabilität der Lagerbauteile (Lagerscheiben und Wälzkörper) sowie den Schmierstoff begrenzt. KRW Lager sind standardmäßig bis 200°C maßstabilisiert (S1). Auf Anfrage liefert KRW ebenfalls Wälzlager für höhere Betriebstemperaturen.
Dimensionierung
Für dynamisch beanspruchte Lager
Die Lebensdauerformel nach ISO 281 L10 = (C/P)p für dynamisch beanspruchte Lager setzt eine äquivalente Belastung (P) aus konstanter Richtung und in konstanter Größe voraus. Zur Berechnung von P sind Berechnungsfaktoren und das Verhältnis aus axialer und radialer Belastung notwendig.
Dynamisch äquivalente Lagerbelastung Pa
Die dynamisch äquivalente Lagerbelastung lässt sich durch nachstehende Formel ermitteln:
| Pa | dynamisch äquivalente Belastung | [kN] |
| Fa | dynamische axiale Kraft | [kN] |
| Fr | dynamische radiale Kraft | [kN] |
Die angegebenen Werte gelten für einen Druckwinkel von 60°. Bei abweichenden Druckwinkeln ist mit der KRW Anwendungstechnik Rücksprache zu halten.
Für statisch beanspruchte Lager
Bei sehr langsam drehenden Lagern (n x dm ≤ 4000 mm/min) verliert die dynamische Dimensionierung ihre Gültigkeit. Die statische Tragsicherheit S0 errechnet sich nach:
| S0 | statische Tragsicherheit | [-] |
| C0a | statische Tragzahl (aus der Lagertabelle) | [kN] |
| P0 | statisch äquivalente Lagerbelastung | [kN] |
| n | Lagerdrehzahl | [min-1] |
| dm | mittlerer Lagerdurchmesser [dm = (D+d)/2] | [mm] |
Statische Tragfähigkeit
| F0, a | maximale axiale statische Belastung | [kN] |
| F0, r | maximale radiale statische Belastung | [kN] |
Die angegebenen Werte gelten für einen Druckwinkel von 60°. Bei abweichenden Druckwinkeln ist mit der KRW Anwendungstechnik Rücksprache zu halten.
Axiale Mindestbelastung
Für den zuverlässigen Betrieb eines Wälzlagers wird eine Mindestbelastung benötigt. Wenn die Mindestbelastung unterschritten wird, kann Schlupf auftreten. Dieser erzeugt eine Oberflächenschädigung, die zu einem vorzeitigen Lagerausfall führt. Axiale Schrägkugellager sind ausschließlich durch eine axiale Mindestbelastung vor Schlupf geschützt. Die nachstehende Formel zeigt die Berechnung der axialen Mindestbelastung für axiale Schrägkugellager:
| Fa,min | axiale Mindestbelastung | [kN] |
| nmax | maximale Betriebsdrehzahl | [min-1] |
| A | statische Tragzahl (aus der Lagertabelle) | [kN] |
Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit der KRW Anwendungstechnik zu halten.
