Ressourcenbild KRW Produkte Kerola

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.

Abmessungen und Toleranzen

Einreihige Kegelrollenlager werden bei KRW standardmäßig entsprechend DIN 620-2 (Wälzlagertoleranzen) und ISO 492 (Radiallager – Maße und Toleranzen) in Normaltoleranz (PN) geliefert. Alle weiteren – davon abweichenden Toleranzklassen oder Sondertoleranzen – sind bei der Bestellung anzugeben.

Wälzlagertoleranzen

Normen

Die Hauptabmessungen der einreihigen zusammengepassten Kegelrollenlager sind nach ISO 355 (Metrische Kegelrollenlager - Maße und Reihenbezeichnung) und DIN 720 (Wälzlager - Kegelrollenlager) genormt. Zöllige Lager entsprechen dem ANSI/ABMA-Standard 19.2 (Tapered Roller Bearings - Radial Inch Design). 

Lagerausführung

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.

Anordnung zusammengefasster Kegelrollenlager

X-, O- und Tandemanordnung bei Kegelrollenlager

Rollenprofillierung eines Kegelrollenlagers

Rollenprofilierung und Spannungsverteilung bei Kegelrollen im Vergleich. links ohne Profilierung, rechts mit

Durch die logarithmische Profilierung der Kegelrollen werden schädliche Kantenspannungen und damit ein frühzeitiger Ausfall vermieden.

Lagerluft eines Kegelrollenlagers

Lagerluft

Die Lagerluft wird kunden- und anwendungsspezifisch ausgewählt und werksseitig mit Hilfe eines Zwischenringes eingestellt.

Übersicht von KRW Wälzlagerkäfige

Käfig

Einreihige, zusammengepasste Kegelrollenlager sind bei KRW standardmäßig mit einem wälzkörpergeführten Messingmassivfensterkäfig (Nachsetzzeichen: MP) ausgestattet. Andere Käfigausführungen sind auf Nachfrage verfügbar oder werden anwendungsspezifisch ausgewählt und entsprechend am Lager gekennzeichnet.

Allgemeine Informationen zu Käfigen

Spezifische Nachsetzzeichen

AGeänderte innere Konstruktion
BGeänderte innere Konstruktion, Berührungswinkel 20°
XLager in Hauptabmessungen entsprechend ISO Normen angepasst

Ausgleich von Winkelfehlern

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.
 

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.

Allgemeine Informationen zu Käfigwerkstoffen

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 P

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

Pdynamisch äquivalente Belastung[kN]
Frdynamisch radiale Kraft[kN]
Fadynamisch axiale Kraft[kN]
eBerechnungsfaktor, siehe Lagertabelle[-]
Y1Berechnungsfaktor, siehe Lagertabelle[-]
Y2Berechnungsfaktor, siehe Lagertabelle[-]

 

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:

S0statische Tragsicherheit[-]
C0statische Tragzahl (aus der Lagertabelle)[kN]
P0 statisch äquivalente Lagerbelastung[kN]
nLagerdrehzahl[min-1]
dmmittlerer Lagerdurchmesser [dm = (D+d)/2][mm]

 

Statische Tragfähigkeit

F0rmaximale radiale statische Kraft[kN]
F0amaximale axiale statische Kraft[kN]
Y0Berechnungsfaktor, siehe Lagertabelle[-]

 

Radiale Mindestbelastung

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.

 


 

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