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Welche Vorteile bietet die Vorspannung von Lagern? 

Was versteht man unter Lagervorspannung?

Allgemein,WälzlagerLager weisen im Betriebszustand ein bestimmtes Lagerspiel auf. Um jedoch einen bestimmten Zweck zu erfüllen, wird das Lager beim Einbau durch eine bestimmte Einstellmethode mit einer bestimmten inneren Spannung versehen und im negativen Lagerspiel betrieben. Diese Betriebsmethode wird als Vorspannung bezeichnet.

 

Welche Vorteile bietet das Vorladen fürLager?

FürWälzlagerEine korrekte Vorladung kann folgende Vorteile haben:

 

1. Verbesserung der Rotationsgenauigkeit. Durch die Vorspannung des Lagers wird das Lagerspiel beseitigt, jedes Wälzkörper erhält eine bestimmte Vorspannung und der Lagerring wird allseitig gestützt. Dies verbessert die Rotationsgenauigkeit, sodass die Welle axial und radial korrekt positioniert werden kann und die Rotationsgenauigkeit der Welle, beispielsweise des Spindellagers von Werkzeugmaschinen und Messgeräten, erhöht wird.

 

2. Steifigkeitsverbesserung. Der Kontakt zwischen Wälzkörper und Laufbahn ist elastisch, wobei der Wälzkörper als Feder betrachtet werden kann. Lager mit Spiel werden in Kraftrichtung nur von wenigen Federn gestützt. Vorgespannte Lager sind allseitig federnd gelagert. Durch die Vorspannung erhöht sich die Anzahl der lasttragenden Wälzkörper im Vergleich zum unbelasteten Zustand, wodurch die Steifigkeit verbessert wird. Bei Kugellagern ist der Zusammenhang zwischen der Kontaktverformung von Kugel und Laufbahn und der Belastung nichtlinear, und die Kontaktsteifigkeit steigt mit zunehmender Vorspannung.

 

3. Verbesserung der Lagerlebensdauer. Durch die Vorbelastung erhöht sich die Anzahl der belasteten Wälzkörper, die Belastung jedes einzelnen Wälzkörpers verringert sich und die Last kann relativ gleichmäßig auf die einzelnen Wälzkörper verteilt werden, wodurch die Lagerlebensdauer verlängert wird.

 

4. Die Dämpfung des Lagers wird verbessert und die Geräuschentwicklung reduziert. Durch die Vorspannung wird ein stabiler Ölfilm zwischen Wälzkörper und Laufbahn erzeugt, die Dämpfung zwischen Wälzkörper und Laufbahn verbessert und die dynamischen Eigenschaften der Tragkonstruktion optimiert sowie die Geräuschentwicklung reduziert.

 

5. Verbesserung der dynamischen Eigenschaften von Schrägkugellagern. Bei schnell rotierenden Schrägkugellagern kann eine geeignete Vorspannung die Kreiselrotation der Stahlkugel verhindern, das Schlupfverhalten der Stahlkugel verringern oder verhindern und auch das Schlupfverhalten der Stahlkugel kontrollieren.

 

6. Unterdrückung von Vibrationsmarken und Reibungsverschleiß. Das Kugelgelenk ist eine Variante des Rillenkugellagers und zeichnet sich durch die sphärische Oberfläche des Außenrings aus, die in die entsprechende konkave Kugeloberfläche des Lagersitzes passt und so die Ausrichtung gewährleistet. Kugelgelenke werden hauptsächlich zur Aufnahme kombinierter Radial- und Axiallasten eingesetzt, wobei die Radiallast im Vordergrund steht. Sie eignen sich in der Regel nicht zur alleinigen Aufnahme von Axiallasten. Sie werden für die ratterfreie Bearbeitung von Werkzeugmaschinen mit geringer Rauheit oder in Mechanismen verwendet, bei denen Reibung und Verschleiß bei häufigem Anfahren und Anhalten kontrolliert werden müssen.

 

7. Kontrolle des Schlupfs der Wälzkörperrotation. Aufgesetzte Außenkugellager sind selbstausrichtend, einfach zu montieren und verfügen über eine doppelte Dichtungskonstruktion für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen. Der Lagersitz ist in der Regel gegossen oder geformt. Aufgesetzte Lager sind hochpräzise Bauteile, die fettgedichtete Rillenkugellager und Gehäuse unterschiedlicher Form kombinieren. Die Lagerbaugruppe lässt sich mit wenigen Schrauben direkt am Hauptkörper des Mechanismus montieren und ist einfach zu installieren und zu verwenden, z. B. durch Selbstausrichtung und einfaches Nachfüllen von Fett. Sie werden beispielsweise in Radial-Axial-Kugellagern in Hochfrequenzmotoren und in Zylinderrollenlagern in Strahltriebwerken eingesetzt.

Der Verschleiß während des Betriebs muss ausgeglichen werden. Die durch Lagerverschleiß bedingte Vergrößerung des Lagerspiels kann durch Vorspannung kompensiert werden.