Warum entscheiden sich die meisten Bergbaumaschinen für Wälzlager anstelle von Gleitlagern?

Als unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil mechanischer Produkte spielen Lager eine wichtige Rolle bei der Lagerung rotierender Wellen. Entsprechend den unterschiedlichen Reibungseigenschaften im Lager wird das Lager in Rollreiblager (sogenannte Wälzlager) und Gleitreiblager (sogenannte Gleitlager) unterteilt. Die beiden Lagertypen haben ihre eigenen Strukturmerkmale und jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile in der Leistung.

Vergleich von Wälz- und Gleitlagern

1. Vergleich von Struktur und Bewegungsmodus

Der offensichtlichste Unterschied zwischen Wälzlagern undGleitlagerist das Vorhandensein oder Fehlen von Wälzkörpern.

Wälzlager verfügen über Wälzkörper (Kugeln, Zylinderrollen, Kegelrollen, Nadelrollen), die durch ihre Drehung die rotierende Welle stützen. Der Kontaktteil ist also ein Punkt. Je mehr Wälzkörper, desto mehr Kontaktpunkte.

Gleitlagerhaben keine Rollelemente und sind auf glatte Oberflächen angewiesen, um die rotierende Welle zu stützen, sodass das Kontaktteil eine Oberfläche ist.

 

Der Unterschied in der Struktur der beiden bestimmt, dass der Bewegungsmodus des Wälzlagers rollend und der Bewegungsmodus des Gleitlagers gleitend ist, sodass die Reibungssituation völlig unterschiedlich ist.

 

2. Vergleich der Tragfähigkeit

Aufgrund der großen Lagerfläche des Gleitlagers ist seine Tragfähigkeit im Allgemeinen höher als die des Wälzlagers, und die Fähigkeit des Wälzlagers, die Stoßbelastung zu tragen, ist nicht hoch, aber das vollständig flüssigkeitsgeschmierte Lager kann es tragen eine große Stoßbelastung aufgrund der Rolle der Dämpfung und Vibrationsdämpfung aufgrund des Schmierölfilms. Bei hohen Drehzahlen nimmt die Fliehkraft der Wälzkörper im Wälzlager zu und die Belastbarkeit nimmt ab (bei hohen Drehzahlen kann es zu Geräuschen kommen). Bei dynamischen Gleitlagern steigt deren Belastbarkeit mit höheren Drehzahlen.

 

3. Vergleich von Reibungskoeffizient und Anlaufreibungswiderstand

Unter normalen Arbeitsbedingungen ist der Reibungskoeffizient von Wälzlagern niedriger als der von Gleitlagern und der Wert ist stabiler. Die Schmierung von Gleitlagern wird leicht durch äußere Faktoren wie Geschwindigkeit und Vibration beeinflusst und der Reibungskoeffizient variiert stark.

 

Beim Anlauf ist der Widerstand größer als der des Wälzlagers, da das Gleitlager noch keinen stabilen Ölfilm gebildet hat, der Anlaufreibungswiderstand und der Arbeitsreibungskoeffizient des hydrostatischen Gleitlagers sind jedoch sehr klein.

 

4. Vergleich anwendbarer Arbeitsgeschwindigkeiten

Aufgrund der Begrenzung der Zentrifugalkraft des Wälzkörpers und des Temperaturanstiegs des Lagers darf die Drehzahl des Wälzlagers nicht zu hoch sein und ist im Allgemeinen für Arbeitsbedingungen mittlerer und niedriger Drehzahl geeignet. Bei unvollständig flüssigkeitsgeschmierten Lagern sollte die Arbeitsgeschwindigkeit aufgrund der Erwärmung und des Lagerverschleißes nicht zu hoch sein. Die Hochgeschwindigkeitsleistung vollständig flüssigkeitsgeschmierter Lager ist sehr gut, insbesondere wenn die hydrostatischen Gleitlager mit Luft geschmiert werden und ihre Drehzahlen 100.000 U/min erreichen können.

 

5. Vergleich der Verlustleistung

Aufgrund des geringen Reibungskoeffizienten von Wälzlagern ist ihr Leistungsverlust im Allgemeinen nicht groß und damit geringer als der von unvollständig flüssigkeitsgeschmierten Lagern. Bei ordnungsgemäßer Schmierung und Installation steigt er jedoch dramatisch an. Der Reibungsleistungsverlust von vollständig flüssigkeitsgeschmierten Lagern ist gering, bei hydrostatischen Gleitlagern kann der Gesamtleistungsverlust jedoch aufgrund des Verlusts der Ölpumpenleistung höher sein als bei den hydrostatischen Gleitlagern.

 

6. Vergleich der Lebensdauer

Aufgrund des Einflusses von Materialfraß und Materialermüdung werden Wälzlager in der Regel für 5 bis 10 Jahre ausgelegt oder bei einer Überholung ausgetauscht. Die Beläge unvollständig flüssigkeitsgeschmierter Lager sind stark verschlissen und müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Die Lebensdauer vollständig flüssigkeitsgeschmierter Lager ist theoretisch unbegrenzt, in der Praxis kann es jedoch insbesondere bei dynamischen Gleitlagern zu einem Ermüdungsversagen des Lagermaterials aufgrund von Spannungswechseln kommen.

 

7. Vergleich der Rotationsgenauigkeit

Aufgrund des geringen Radialspiels weisen Wälzlager im Allgemeinen eine hohe Rundlaufgenauigkeit auf. Das unvollständig flüssigkeitsgeschmierte Lager befindet sich im Zustand der Grenzschmierung oder Mischschmierung, der Betrieb ist instabil, der Verschleiß ist schwerwiegend und die Genauigkeit ist gering. Durch den vorhandenen Ölfilm dämpft und absorbiert das vollständig flüssigkeitsgeschmierte Lager Vibrationen mit hoher Genauigkeit. Hydrostatische Gleitlager haben eine höhere Rotationsgenauigkeit.

 

8. Vergleich anderer Aspekte

Wälzlager verwenden Öl, Fett oder Festschmierstoff, die Menge ist sehr gering, die Menge ist bei hoher Geschwindigkeit groß, die Reinheit des Öls muss hoch sein, daher muss es abgedichtet werden, aber das Lager ist leicht auszutauschen und erfordert im Allgemeinen keine Reparatur des Journals. Bei Gleitlagern ist der Schmierstoff neben unvollständigen Flüssigkeitsschmierlagern im Allgemeinen flüssig oder gasförmig, die Menge ist sehr groß, die Anforderungen an die Ölreinheit sind ebenfalls sehr hoch, die Lagerpolster müssen häufig ausgetauscht werden und manchmal wird der Lagerzapfen repariert .

 

Auswahl an Wälzlagern und Gleitlagern

Aufgrund der komplexen und vielfältigen tatsächlichen Arbeitsbedingungen gibt es keinen einheitlichen Standard für die Auswahl von Wälzlagern und Gleitlagern. Aufgrund des kleinen Reibungskoeffizienten, des geringen Anlaufwiderstands, der Empfindlichkeit, des hohen Wirkungsgrads und der Standardisierung weisen Wälzlager eine hervorragende Austauschbarkeit und Vielseitigkeit auf, sind bequem zu verwenden, zu schmieren und zu warten und werden bei der Auswahl im Allgemeinen vorrangig ausgewählt, sodass sie häufig verwendet werden im Allgemeinen Maschinen. Gleitlager selbst haben einige einzigartige Vorteile, die im Allgemeinen in einigen Fällen verwendet werden, in denen Wälzlager nicht verwendet werden können, unpraktisch oder ohne Vorteile, wie beispielsweise in den folgenden Fällen:

 

1. Die radiale Raumgröße ist begrenzt, oder die Installation muss geteilt werden

Aufgrund des Innenrings, des Außenrings, des Wälzkörpers und des Käfigs in der Struktur ist die radiale Größe des Wälzlagers groß und die Anwendung bis zu einem gewissen Grad begrenzt. Nadellager sind verfügbar, wenn die radialen Abmessungen streng sind und bei Bedarf Gleitlager erforderlich sind. Für Teile, deren Lagerung ungünstig ist, die nicht aus der axialen Richtung montiert werden können oder bei denen Teile in Teile geteilt werden müssen, werden geteilte Gleitlager verwendet.

 

2. Hochpräzise Anlässe

Wenn an das verwendete Lager hohe Präzisionsanforderungen gestellt werden, wird im Allgemeinen das Gleitlager ausgewählt, da der Schmierölfilm des Gleitlagers die Schwingungsdämpfung abfedern kann. Wenn die Genauigkeit extrem hoch ist, kann nur das hydrostatische Gleitlager ausgewählt werden. Für Präzisions- und Hochpräzisionsschleifmaschinen, verschiedene Präzisionsinstrumente usw. werden Gleitlager häufig verwendet.

 

3. Anlässe mit hoher Belastung

Wälzlager, ob Kugellager oder Rollenlager, sind in Hochleistungssituationen anfällig für Hitze und Ermüdung. Daher werden bei großer Belastung meist Gleitlager eingesetzt, beispielsweise in Walzwerken, Dampfturbinen, Flugzeugtriebwerkszubehör und Bergbaumaschinen.

 

4. Andere Anlässe

Beispielsweise ist die Arbeitsgeschwindigkeit besonders hoch, die Stöße und Vibrationen sind außergewöhnlich groß und die Notwendigkeit, in Wasser oder korrosiven Medien usw. zu arbeiten, kann auch mit Gleitlagern sinnvoll ausgewählt werden.

 

Für eine Art Maschinen und Geräte hat der Einsatz von Wälzlagern und Gleitlagern jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile und sollte in Kombination mit dem eigentlichen Projekt sinnvoll ausgewählt werden. In der Vergangenheit wurden bei großen und mittelgroßen Brechern in der Regel mit Babitt gegossene Gleitlager eingesetzt, da diese großen Stoßbelastungen standhalten konnten und verschleißfester und stabiler waren. Der kleine Backenbrecher wird meist mit Wälzlagern eingesetzt, was einen hohen Übertragungswirkungsgrad aufweist, empfindlicher und wartungsfreundlicher ist. Mit der Verbesserung des technischen Niveaus der Wälzlagerfertigung werden die meisten großen Backenbrecher auch in Wälzlagern eingesetzt.