Kegelrollenlager

Einreihige Kegelrollenlager zeichnen sich durch schräg angeordnete Laufbahnen des Innen- und Außenrings und einem daraus resultierenden, kräfteübertragenden Druckwinkel aus. Aufgrund dessen wird durch eine axiale Belastung stets eine radiale Belastung hervorgerufen und umgekehrt, weshalb Kegelrollenlager immer mit einem zweiten Lager kombiniert werden. Einreihige, zusammengepasste Kegelrollenlager können so neben radialen auch axiale und kombinierte Kräfte aufnehmen und eignen sich für mittlere bis hohe Drehzahlanforderungen. Einreihige Kegelrollenlager sind zerlegbar, wodurch Innen- und Außenring getrennt montiert werden können.

Einreihige, zusammengepasste Kegelrollenlager sind zerlegbare, nicht selbsthaltende Lager. Neben hohen Radialkräften können sie sowohl einseitig wirkende Axialkräfte als auch in Kombination mit einem spiegelbildlich angeordneten Lager zweiseitig wirkende Axialkräfte aufnehmen. Die kombinierten Lagersätze werden 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.

Einreihige, zusammengepasste Kegelrollenlager 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 und Momenten ab.

Schiefstellungen führen zu einem ungünstigeren Ablaufen der Rollen 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

Die äquivalente Lagerlebensdauer für die Kegelrollenlager ist abhängig von dem Verhältnis F_a/F_r (Axialkraft / Radialkraft). Die dynamisch äquivalente Lagerbelastung lässt sich abweichend von der ISO 281 nur für eine Rollenreihe durch nachstehende Formel ermitteln:

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:

Statische Tragfähigkeit

Für den zuverlässigen Betrieb eines Wälzlagers wird eine Mindestbelastung benötigt. Wenn die Mindestbelastung unterschritten wird, kann Schlupf auftreten. Die radiale Mindestbelastung für Kegelrollenlager kann überschlägig mit 2% der statischen Tragzahl C₀ des Lagers angenommen werden. Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit der KRW Anwendungstechnik zu halten.