Zylinderrollenlager
zweireihig, vollrollig
- höhere Tragzahlen als Lager mit Käfig
- hohe radiale Steifigkeit
- nur für geringe Drehzahlen geeignet
Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager können aufgrund der größtmöglichen Anzahl an Wälzkörpern höchste radiale Kräfte aufnehmen. Die Lager sind sehr steif und eignen sich besonders für bauraumsparende Konstruktionen. Die Grenzdrehzahlen von vollrolligen Lagern liegen deutlich unter denen von Zylinderrollenlagern mit Käfig. Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager sind zerlegbar und lassen sich daher einfach montieren und demontieren. Sie eignen sich für niedrige Drehzahlanforderungen und lassen keinen Ausgleich von Winkelfehlern zu.
Abmessungen und Toleranzen
Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager 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.
Normen
Die Hauptabmessungen der Zylinderrollenlager sind in DIN 616 (Wälzlager - Maßpläne) und in ISO 15 (Radiallager - Allgemeine Abmessungen) genormt.
Vollrollige Zylinderrollenlager NNC
Lagerausführung
Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager sind zerlegbare, nicht selbsthaltende Lager, die in die Bauformen NNC, NNCL, NNCF und ACB unterteilt werden.
Bei NNC-Lagern besitzt der Innenring drei feste Borde, sowie einen festen Bord und eine lose Bordscheibe am Außenring. Sie können beidseitig axiale Kräfte aufnehmen und daher als Festlager verwendet werden. Die Unterstützung der losen Bordscheibe durch Umbaukonstruktion ist die Voraussetzung für eine beidseitige Axialkraftaufnahme.
Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager eignen sich für die Aufnahme höchster radialer Kräfte und besitzen eine besonders hohe radiale Steifigkeit.
Achtung: Vollrollige Zylinderrollenlager sind nicht zwingend selbsthaltend ausgelegt. Eine Demontage kann somit zum Herausfallen der Wälzköper führen.
Bauart NNCL (links), Bauart NNCF (rechts)
NNCL-Lager besitzen drei feste Borde am Innenring und einen bordlosen Außenring mit zwei Sicherungsringen. Das Fehlen der Borde ermöglicht eine axiale Verschiebung der Welle gegenüber dem Gehäuse, sodass das Lager als Loslager verwendet werden kann. Bei NNCF-Lagern besitzt der Innenring drei feste Borde sowie einen Bord am Außenring, der eine einseitige Axialkraftaufnahme ermöglicht.
KRW Zylinderrollenlager sind standardmäßig mit optimierten Kontaktflächen zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen ausgelegt. Durch die logarithmische Profilierung der Zylinderrollen werden schädliche Kantenspannungen auch bei sehr hohen Lasten vermieden.
Zylinderrollenlager können mit zylindrischer oder kegeliger Bohrung geliefert werden.
Lagerluft
Zweireihige Zylinderrollenlager werden bei KRW standardmäßig entsprechend der DIN 620-4 (Radiale Lagerluft) und ISO 5753-1 (Wälzlager - Lagerluft) in Normalluft (CN) ausgeliefert, sind aber auch in allen Lagerluftklassen mit eingeschränkter Luft oder Sonderluft lieferbar. Wälzlagerkomponenten eines Wälzlagertyps mit identisch genormter Lagerluft sind untereinander austauschbar. Bei Lagerluftklassen kleiner CN bzw. eingeschränkten Lagerluftklassen ist ein Austausch von Lagerkomponenten nicht mehr möglich, da die Komponenten aufeinander abgestimmt sind.
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Spezifische Nachsetzzeichen
| V | vollrollig (ohne Käfig) |
| VH | vollrollig (ohne Käfig), selbsthaltend |
Ausgleich von Winkelfehlern
Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager 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
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 P
a) Loslager
Für ein rein radial belastetes Zylinderrollenlager, das als Loslager wirkt, gilt:
| P | dynamisch äquivalente Belastung | [kN] |
| Fr | dynamische radiale Kraft | [kN] |
b) Festlager
Die äquivalente Lagerlebensdauer für die axial belasteten Radial-Zylinderrollenlager, also Zylinderrollenlager mit Borden am Innen- und Außenring zur axialen Führung der Welle, ist abhängig von dem Verhältnis Fa/Fr (Axialkraft / Radialkraft). Die dynamisch äquivalente Lagerbelastung lässt sich durch nachstehende Formel ermitteln:
| P | dynamisch äquivalente Belastung | [kN] |
| Fr | dynamische radiale Kraft | [kN] |
| Fa | dynamische axiale Kraft | [kN] |
| e | Berechnungsfaktor, siehe Tabelle | [-] |
| Lager der Maßreihe | Berechnungsfaktor e |
| 50 | 0,2 |
| 48, 49 | 0,4 |
Wenn Fa/Fr > e, dann ist die KRW Anwendungstechnik zu kontaktieren.
Für statische 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 (aus der Lagertabelle) | [-] |
| C0 | statische Tragzahl | [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] |
Zulässige dynamische axiale Tragfähigkeit
Die axiale Belastbarkeit eines Zylinderrollenlagers mit den Borden am Innen- und Außenring hängt primär von der Wärmebilanz des Lagers und somit von den Schmierungs- und Reibungsverhältnissen ab. Bei der axialen Belastung des Lagers muss stets ein tragender Schmierfilm im Kontaktbereich zwischen Rollenstirnseite und Bord vorhanden sein. Vor der Verwendung der nachstehenden Gleichung müssen folgende Betriebsbedingungen erfüllt sein:
- Viskositätsverhältnis κ ≥ 2
- maximale Schiefstellung zwischen Innen- und Außenring ≤ 1 Winkelminute
- bei Fettschmierung ist darauf zu achten, dass es sich um eine in Lastrichtung wechselnde axiale Belastung handelt, damit immer ausreichend Schmierstoff in den Kontaktpunkt gelangt
- EP-Additive werden empfohlen
| FaH | zulässige hydrodynamische Grenzbelastung | [N] |
| fb | für vollrollige Lager 0,0061 | [-] |
| dm | mittlerer Lagerdurchmesser | [mm] |
| n | Drehzahl | [min-1] |
| ν | Betriebsviskosität | [mm²/s] |
Bei axial belasteten Zylinderrollenlagern sind die belasteten Borde über die gesamte Bordhöhe zu unterstützen. Die Bordhöhen sind den Lagertabellen zu entnehmen.
Radiale Mindestbelastung
Für den zuverlässigen Betrieb eines Wälzlagers wird eine Mindestbelastung benötigt. Wenn die Mindestbelastung unterschritten wird, kann Schlupf auftreten. Die radiale Mindestbelastung für zweireihige vollrollige Zylinderrollenlager kann überschlägig mit 1,67% der statischen Tragzahl C0 des Lagers angenommen werden. Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit der KRW Anwendungstechnik zu halten.
