Rillenkugellager

Rillenkugellager sind die am häufigsten verwendete Wälzlagerbauart. Sie können neben radialen auch axiale sowie kombinierte Kräfte aufnehmen und eignen sich besonders für hohe Drehzahlen. Rillenkugellager sind nicht zerlegbar und lassen lediglich einen geringen Kippwinkel zu.

Rillenkugellager sind selbsthaltende, nicht zerlegbare Lager. Neben Radialkräften nehmen sie auch beidseitig Axialkräfte auf. Je nach Lagerluft entstehen dabei angepasste Druckwinkel. Die radiale Belastungsgrenze liegt bei Kugellagern aufgrund des Punktkontaktes deutlich unter der von Rollenlagern mit Linienkontakt.

Rillenkugellager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen nur bedingt geeignet. Die zulässige Schiefstellung zwischen Innen- und Außenring hängt von der Lagergröße, der inneren Konstruktion des Lagers, dem Betriebsspiel und den wirkenden Kräften sowie Momenten ab.

Schiefstellungen führen zu einem ungünstigeren Ablaufen der Kugeln und rufen im Lager Zusatzbeanspruchungen hervor, die die Gebrauchsdauer verringern.

KRW unterscheidet zwischen kinematischer Grenzdrehzahl n_G und thermischer Bezugsdrehzahl n_th. Die kinematische Grenzdrehzahl 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 thermische Bezugsdrehzahl stellt das Gleichgewicht zwischen der im Lager durch Reibung entstehenden Wärme und dem abgeleiteten Wärmestrom dar. Sie ist in der DIN ISO 15312 (Wälzlager - Thermische Bezugsdrehzahl) genormt.

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 P

Für ein rein radial belastetes Rillenkugellager, das als Loslager wirkt, gilt:

Die äquivalente Lagerlebensdauer für zusätzlich axial belastete Rillenkugellager ist abhängig von dem Verhältnis F_a/F_r (Axialkraft / Radialkraft). Die dynamisch äquivalente Lagerbelastung lässt sich dann durch nachstehende Formel ermitteln:

Die Berechnungsfaktoren X und Y sind abhängig vom Verhältnis:

Die Aufnahme von Axialkräften steht im Zusammenhang mit dem Druckwinkel des Lagers, welcher sich durch die vorhandene Betriebslagerluft einstellt. Die Faktoren e, X und Y können in Abhängigkeit der Lagerluft der folgenden Tabelle entnommen werden.

Liegt ein berechneter Wert zwischen den angegebenen Werten, dann sind die umliegenden Werte abzulesen und auf den gewünschten Wert zu interpolieren. Die Tabellenwerte gelten nur für die Passungen Welle: j5 bis k5, Gehäuse: J6.

Für statisch beanspruchte Lager

Bei sehr langsam drehenden Lagern (n x d_m ≤ 4000 mm/min) verliert die dynamische Dimensionierung ihre Gültigkeit. Die statische Tragsicherheit S₀ errechnet sich nach:

Radiale Mindestbelastung

Für den zuverlässigen Betrieb eines Wälzlagers wird eine Mindestbelastung benötigt. Wenn die Mindestbelastung unterschritten wird, kann Schlupf auftreten. Die radiale Mindestbelastung für Rillenkugellager kann überschlägig mit 1% der statischen Tragzahl C₀ des Lagers angenommen werden. Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit der KRW Anwendungstechnik zu halten.