Axialpendelrollenlager
metrisch
- Ausgleich von Winkelfehlern
- Aufnahme hoher axialer Kräfte aus einer Richtung
- geeignet für mittlere Drehzahlen
Axial-Pendelrollenlager sind winkeleinstellbare Lager, die aufgrund der hohlkugeligen Kontur von Wellen- und Gehäusescheibenlaufbahn und der asymmetrischen Tonnenrollen Fluchtungsfehler zwischen Welle und Gehäuse ausgleichen können. Sie nehmen sowohl sehr hohe, einseitig wirkende axiale als auch geringe radiale Kräfte auf und eignen sich trotz hoher Belastungen für relativ hohe Drehzahlanforderungen. Käfig, Rollenkranz und Wellenscheibe sind selbsthaltend und können getrennt von der Gehäusescheibe eingebaut werden.
Abmessungen und Toleranzen
Axial-Pendelrollenlager 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 Axial-Pendelrollenlager sind nach ISO 104 (Wälzlager - Axiallager), DIN 616 (Wälzlager - Maßpläne) und DIN 728 (Wälzlager - Axial-Pendelrollenlager) genormt.
Lagerausführung
Axial-Pendelrollenlager sind zerlegbare, nicht selbsthaltende Lager. Die hohe Anzahl an Tonnenrollen lässt eine sehr hohe, einseitige Axialbelastung zu, währenddessen die geneigten Laufbahnen der Lagerscheiben eine gleichzeitige radiale Belastung ermöglichen. Abhängig von der Lagerreihe und Lagergröße fertigt KRW Axial-Pendelrollenlager in zwei verschiedenen Ausführungen (E und EA), die sich in den Abmessungen der Sicherungshülse der Wellenscheibe unterscheiden.
Die hohlkugelige Gehäusescheibe ermöglicht einen Winkelausgleich bei Schiefstellungen zwischen Welle und Gehäuse.
Einseitig wirkendes Axialpendelrollenlager (E-Ausführung mit Blechkäfig, E-Ausführung mit Messingkäfig, EA-Ausführung mit Messingkäfig)
Lagerluft
Die Lagerluft bei Axial-Pendelrollenlagern wird je nach Betriebsverhältnissen erst während des Einbaus eingestellt, wobei die temperaturabhängige Längenänderung der Umbauteile im Betrieb zu berücksichtigen ist.
Käfig
Axial-Pendelrollenlager sind bei KRW standardmäßig mit einem Messingmassivkäfig (Nachsetzzeichen: MB) ausgestattet. Andere Käfigausführungen sind auf Nachfrage verfügbar oder werden anwendungsspezifisch ausgewählt und entsprechend am Lager gekennzeichnet.
Spezifische Nachsetzzeichen
| EA | Optimierte innere Konstruktion, in Verbindung mit Anschlussmaßen |
Ausgleich von Winkelfehlern
Axial-Pendelkugellager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen zwischen Wellen- und Gehäusescheibe des Lagers aufgrund von Wellendurchbiegungen, Fluchtungsfehlern sowie Gehäuseverformungen gut geeignet. Der zulässige Winkelfehler beträgt bei statischer sowie umlaufendem Wellenscheibe 1° - 2°. Abweichende Winkel sind auf Nachfrage möglich und werden anwendungsspezifisch ausgewählt.
Winkelfehlerausgleich bei einem Axial-Pendelrollenlager
Drehzahl
KRW unterscheidet zwischen kinematischer Grenzdrehzahl nG und thermischer Bezugsdrehzahl nth. 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.
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 Pendelrollenlager ist abhängig von dem Verhältnis Fa/Fr (Axialkraft / Radialkraft). Die dynamisch äquivalente Lagerbelastung lässt sich durch nachstehende Formel ermitteln:
| Pa | dynamisch äquivalente Belastung | [kN] |
| Fr | dynamische radiale Kraft | [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
| F0r | 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 Pendelrollenlager sind ausschließlich durch eine axiale Mindestbelastung vor Schlupf geschützt. Die nachstehende Formel zeigt die Berechnung der axialen Mindestbelastung für axiale Pendelrollenlager:
| 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.
