Axialkegelrollenlager
- Aufnahme sehr hoher axialer Kräfte
- Aufnahme hoher radialer Kräfte
- bessere Drehzahleignung als Axialzylinderrollenlager
Einseitig wirkende Axial-Kegelrollenlager, bestehend aus einer Wellenscheibe, einer Gehäusescheibe und einem Käfig mit Kegelrollen, können sehr hohe einseitig wirkende Axialkräfte aufnehmen, währenddessen radiale Lasten zu vermeiden sind. Aufgrund der großen Anzahl an Kegelrollen, die auf den kegeligen Laufbahnen der Lagerscheiben laufen, sind Axial-Kegelrollenlager sehr steif. Sie sind nicht selbsthaltend, sodass Lagerscheiben und Käfig mit Rollensatz unabhängig voneinander montiert werden können.
Abmessungen und Toleranzen
Axial-Kegelrollenlager 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-Kegelrollenlager sind nach ISO 104 (Wälzlager - Axiallager) und DIN 616 (Wälzlager - Maßpläne) genormt.
Lagerausführung
Einseitig wirkende Axial-Kegelrollenlager sind zerlegbare, nicht selbsthaltende Lager, die in symmetrischer und asymmetrischer Ausführung eingesetzt werden können. Beim symmetrischen Axial-Kegelrollenlager bestehen Wellen- und Gehäusescheibe aus einer kegeligen Laufbahn und einem Führungsbord. Bei der asymmetrischen Variante hat eine der Lagerscheiben eine ebene Laufbahn, sodass Schiefstellungen zwischen Gehäuse und Welle ausgeglichen werden können. Axial-Kegelrollenlager können sehr hohe, einseitig wirkende Axialkräfte aufnehmen.
Zweiseitig wirkendes Axial-Kegelrollenlager
Rollenprofilierung und Spannungsverteilung bei Kegelrollen im Vergleich: links ohne Profilierung, rechts mit Profilierung
Durch die logarithmische Profilierung der Kegelrollen werden schädliche Kantenspannungen und damit ein frühzeitiger Ausfall vermieden.
Lagerluft
Die Lagerluft bei Axial-Kegelrollenlagern wird je nach Betriebsverhältnissen erst während des Einbaus eingestellt, wobei die temperaturabhängige Längenänderung der Umbauteile im Betrieb zu berücksichtigen ist.
Käfig
Axial-Kegelrollenlager 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-Kegelrollenlager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen ungeeignet. Schiefstellungen führen zu erhöhten Kantenpressungen zwischen Wälzkörper und Laufbahn 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 (Laufringe 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 äquivalente Lagerlebensdauer für die axialen Kegelrollenlager ist abhängig von dem Verhältnis Fa/Fr (Axialkraft / Radialkraft). Die dynamisch äquivalente Lagerbelastung lässt sich durch nachstehende Formel ermitteln:
| Pa | dynamisch äquivalente Belastung | [kN] |
| Fa | dynamische axiale Kraft | [kN] |
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
| P0 | maximale radiale statische Belastung | [kN] |
| F0a | maximale axiale statische Belastung | [kN] |
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 Kegelrollenlager sind ausschließlich durch eine axiale Mindestbelastung vor Schlupf geschützt. Die nachstehende Formel zeigt die Berechnung der axialen Mindestbelastung für axiale Kegelrollenlager:
| Fa,min | axiale Mindestbelastung | [kN] |
| C0,a | statische Tragzahl (aus der Lagertabelle) | [kN] |
Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit der KRW Anwendungstechnik zu halten.
