Wie wähle ich ein Großwälzlager aus?

Um das richtige Großwälzlager auszuwählen, müssen Sie in erster Linie die drei kritischen Belastungsparameter bestimmen: Axiallast (Fa), Radiallast (Fr) und das Kippmoment (M), das durch die Gegengewichte und die Nutzlast des Geräts erzeugt wird. Insbesondere müssen Sie diese Lasten unter den maximalen Arbeitsbedingungen des Geräts berechnen und einen geeigneten Sicherheitsfaktor anwenden (je nach Anwendung typischerweise 1,10 bis 1,67), um sicherzustellen, dass die Laufbahn und die Verschraubung des Lagers nicht versagen. Sobald die faktorisierten Lasten berechnet sind, müssen Sie diese Datenpunkte mit den statischen Grenzlastkurven des Herstellers überlagern. Der Schnittpunkt der resultierenden Last muss unter der Grenzkurve des ausgewählten Lagertyps liegen (z. B. ein einreihiges Kugellager für allgemeine Anwendungen oder ein dreireihiges Rollenlager für schwere Lasten), um die strukturelle Integrität und Langlebigkeit des Lagers zu gewährleisten.

Identifizieren Sie die 3 wichtigsten Lastparameter

Axialkraft ( F a ): Dies ist die Kraft parallel zur Drehachse. Bei den meisten Anwendungen mit vertikaler Achse (z. B. Kräne oder Bagger) ist dies das Gesamtgewicht des Aufbaus plus die Nutzlast, die auf die Lager drückt.
Radiale Belastung ( F r ): Dies ist die Kraft senkrecht zur Drehachse. Sie entsteht in der Regel durch den Widerstand der Arbeit (z. B. Grabungskraft) oder durch äußere Faktoren wie Windlast oder Hangkraft, die durch die Arbeit am Hang erzeugt wird.
Umkippmoment ( M ): Dies ist oft der kritischste und problematischste Parameter bei der Auswahl von Großwälzlagern. Das Moment wird durch die Last erzeugt, die in einem bestimmten Abstand vom Mittelpunkt des Lagers wirkt. Einfach ausgedrückt, erzeugen die Nutzlast und das Gegengewicht einen "Wipp-Effekt", der versucht, das Lager von der Befestigungsstruktur "abzuheben".

Berechnung der Last auf der Grundlage der "maximalen Betriebsbedingungen"

Viele Neulinge in der Antwort "wie zu wählen", ein häufiger Fehler ist es, nur Nennlast oder statische Last zu verwenden. Um die Sicherheit zu gewährleisten, müssen Sie die Belastung des Geräts unter maximalen Betriebsbedingungen berechnen. Das bedeutet, dass Sie den "schlimmsten Fall" berücksichtigen müssen, dem das Gerät ausgesetzt sein kann, einschließlich:

• Maximale Nutzlastkapazität.
• Dynamische Kräfte, die aus einem plötzlichen Stopp oder einer plötzlichen Beschleunigung resultieren.
• Der Winddruck auf das hoch aufragende Bauwerk.

Die Verwendung der Daten für die maximalen Betriebsbedingungen stellt sicher, dass Ihre Berechnungseingaben die höchsten Beanspruchungen darstellen, denen das Lager während seiner gesamten Lebensdauer ausgesetzt sein kann.

Den korrekten Sicherheitsfaktor hinzufügen

Sobald die maximale Arbeitslast bestimmt ist, muss sie mit einem bestimmten Sicherheitsfaktor multipliziert werden. Dieser Faktor dient als Puffer, um Stoßbelastungen, Unbekannte im Betrieb und die Kritikalität der Anwendung zu berücksichtigen. Der Sicherheitsfaktor liegt in der Regel zwischen 1,10 und 1,67:

• Niedriger Bereich (~ 1,10 - 1,25): Geeignet für Anwendungen mit gleichmäßiger Rotation, geringen Stoßbelastungen und kontrollierten Umgebungen (z. B. Hubarbeitsbühnen oder Drehtische).
• Hoher Bereich (~ 1,33 - 1,67): Unverzichtbar für Schwerlastanwendungen mit hohen Stoß-, Vibrations- oder Grabkräften, wie z. B. Bagger, Forstmaschinen oder Offshore-Kräne.

Dieser Faktor wird hinzugefügt, um sicherzustellen, dass selbst bei unerwarteten Belastungsspitzen die Laufbahn und die Schraubverbindungen des Lagers stark genug sind, um nicht zu versagen.

Analyse von statischen Grenzlastkurven

Die Verwendung der statischen Grenzlastkurve des Herstellers. Diese Diagramme sind eine visuelle Darstellung der Tragfähigkeit. Sie müssen die berechnete Belastung (Axiallast und Kippmoment) mit einem Sicherheitsfaktor in diese Diagramme eintragen.

• Schnittpunkt: Ermitteln Sie das in der Grafik berechnete Moment ( M ) und die Axiallast ( F a ) des Schnittpunkts.
• Sicherer Bereich: ein geeignetes Lager, dessen Schnittpunkt unterhalb der Grenzkurve liegen muss.

Wenn der Punkt oberhalb der Kurve liegt, bedeutet dies, dass das Lager klein ist und die Gefahr einer Verformung der Laufbahn oder eines Schraubenbruchs besteht. Liegt der Punkt weit unterhalb der Kurve, bedeutet dies, dass das Lager technisch einwandfrei ist.

Wählen Sie den Lagertyp entsprechend der Belastungsstärke

Schließlich bestimmt die Position des Lastpunkts auf der Kurve den spezifischen Lagertyp.

• Einreihige Großwälzlager: Wenn Ihr berechneter Schnittpunkt unter die Grenzkurve eines einreihigen Standardkugellagers fällt, ist dies in der Regel die kostengünstigste Option für allgemeine Anwendungen mit mittlerer Belastung.
• Dreireihige Säulendrehverbindungen: Wenn Ihre Belastung extrem hoch ist, insbesondere die Radiallast oder das Kippmoment sehr groß ist und die Tragfähigkeit des Kugellagers übersteigt, müssen Sie auf eine dreireihige Säulenausführung umsteigen.

Autor:Danniel

"Ich bin ein leitender Anwendungsingenieur, der auf Großwälzlagertechnik spezialisiert ist. Mit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrung in der Konstruktion von Schwermaschinen helfe ich Ingenieuren bei komplexen Lastberechnungen - von Axial- und Radiallasten bis hin zu Kippmomenten. Mein Fachwissen liegt in der Analyse von statischen Grenzlastkurven, um eine präzise Lagerauswahl für Sicherheit und Langlebigkeit zu gewährleisten."