Großwälzlager-Anwendungen

Das Großwälzlager im Bereich der Schwermaschinen, kann dieses Ding gesagt werden, um niedrige Geschwindigkeit, schwere Rotation des "Gelenks" zu erreichen. Egal, ob es sich um ein Ungetüm wie einen Kran oder einen Bagger, eine Windturbine oder sogar einen hochentwickelten chirurgischen Roboter handelt, es muss eine starke Unterstützung bieten, um 360-Grad-Drehung, Neigung und Positionierung zu bewältigen.

Ohne eine spezifische Entwicklung ist es für Sie vielleicht schwierig, sich vorzustellen, wie groß der Anwendungsbereich ist - von Baustellen über die Luft- und Raumfahrt bis hin zu Vergnügungsparks in der Nähe Ihres Hauses ist er überall zu finden.

Sortieren Sie einfach die wichtigsten Anwendungsbranchen aus:

• Bauwesen und Bergbau: Kräne, Bagger, Schildmaschinen, Stapler-Rücklader.
• Erneuerbare Energien: Windgeneratoren (Drehung/Neigung), Gezeitenturbinen.
• Robotik und Automatisierung: Roboterarme, industrielle Manipulatoren, automatische Positionierungssysteme.
• Luft- und Raumfahrt und Verteidigung: Radarsysteme, Satellitenschüsseln, Raketenwerfer.
• Medizinische Geräte: CT/MRI-Scanner, Operationsroboter.
• Materialtransport: Fördersystem, Schiffsbelader.
• Industriemaschinen: Drehtisch, Rundschalttisch, Verpackungslinie.
• Unterhaltungsmöglichkeiten: Drehbühne, Riesenrad.

Warum ist das so?

Dahinter verbirgt sich eine technische Logik. Das Großwälzlager kann extrem hohe Radialkräfte, Axialkräfte und Kippmomente gleichzeitig aufnehmen; es strebt keine hohen Drehzahlen an, sondern ist auf kontinuierliche Rotation oder genaue Indexierung bei niedrigen Drehzahlen spezialisiert; und in vielen Konstruktionen sind Getriebe (mit Antriebsschnittstelle) und Dichtungssystem direkt integriert, wodurch die Notwendigkeit einer komplexen Übertragungskette entfällt.

Im Folgenden kombiniere ich bestimmte Szenen, um zu erläutern, wie diese Lager in verschiedenen Bereichen funktionieren.

Anwendungen im Bauwesen und Bergbau

Sie ist eine Schlüsselkomponente, die das stationäre Fahrgestell mit dem rotierenden Aufbau verbindet.

• Kräne und Bagger: Ob es sich um einen Mobilkran handelt, der Stahlträger hebt, oder um Bagger, die Gräben ausheben, Großwälzlager müssen eine enorme Axiallast und ein Kippmoment aufnehmen. Sie müssen dafür sorgen, dass sich die Fahrzeugstruktur frei drehen kann, aber auch so stabil wie ein Berg ist.
• Tunnelbohrmaschine (TBM): TBM ist denjenigen bekannt, die sich mit unterirdischer Infrastruktur beschäftigen. Der riesige Bohrkopf muss in Fels und Boden vorgetrieben werden, wobei die Drehbewegung durch starke Lager unterstützt wird. Die Umgebung ist hier extrem rau. Sobald das Lager im Nest liegt, muss das ganze Projekt eingestellt werden.
• Schwere Erdbewegungsmaschinen: Geräte wie Stacker-Reclaimer, Grabenfräsen und Pfahlrammen haben beim Betrieb schwerer Werkzeuge enorme Reaktionskräfte. Das Großwälzlager hat hier die Aufgabe, Stabilität und Sicherheit zu gewährleisten.

Erneuerbare Energien: Wind- und Gezeitenenergie

Da die Nachfrage nach sauberer Energie steigt, wird der Einsatz von Großwälzlagern in diesem Bereich immer wichtiger. Die Anforderungen an die Zuverlässigkeit dieses Teils sind sogar noch höher als bei Bergbaumaschinen - schließlich ist es ein Albtraum, Lager auf See oder in 100 Metern Höhe zu wechseln.

• Windkraftanlage: Für die Nutzung einer Windkraftanlage gibt es in der Regel zwei Schlüsselpositionen. Die eine ist das Gierlager, das dafür verantwortlich ist, die Gondel in die Windrichtung zu drehen, um die Windfangleistung zu maximieren. Das andere ist das Pitch-Lager, das für die Einstellung des Blattwinkels, die Steuerung der Geschwindigkeit und den Schutz der Anlage während des Segelns bei starkem Wind zuständig ist.
• Gezeitenturbinen: Das Prinzip ist ähnlich wie bei der Windkraft, aber der durch die Unterwasserströmungen erzeugte Schub ist größer, was eine sehr große Herausforderung für die Tragfähigkeit und die Korrosionsschutzleistung der Dichtungen darstellt.

Robotik und Automatisierung Präzision

• Roboter und Manipulatoren: Bei Robotern in industriellen Montagelinien müssen die Lager "spielfrei" und hochsteif sein. Ob beim Schweißen oder Spritzen, die Positionierung muss genau sein, es darf nicht wackeln.
• Automatisches Positionierungssystem: In automatisierten Fabriken steht die präzise Drehung des Positioniertisches in direktem Zusammenhang mit dem Anschluss des Fertigungsprozesses. Die Großwälzlager ermöglichen hier die nahtlose Integration von komplexen Fertigungsprozessen.

Luft- und Raumfahrt und Verteidigungssysteme

In diesem Bereich ist die Zuverlässigkeit der wichtigste Indikator. Diese Großwälzlager arbeiten typischerweise in hochbelasteten und sogar extremen Umgebungen.

• Radar- und Satellitensysteme: Um sich mit hoher Geschwindigkeit bewegende Objekte zu verfolgen oder die Kommunikation mit Satelliten aufrechtzuerhalten, benötigen bodengestützte Radarantennen eine extrem gleichmäßige, vibrationsfreie Drehung und eine extrem hohe Ausrichtungsgenauigkeit.
• Verteidigungsausrüstung: Optische Zielsysteme wie Raketenwerfer und Raumfahrzeuge benötigen diese Komponenten für eine schnelle und präzise Indexierung, um sicherzustellen, wo sie in kritischen Momenten getroffen werden.

Technologie für medizinische Geräte

Viele Menschen mögen nicht denken, dass die medizinische Industrie auch eine große Drehverbindung ist. Hier geht es vor allem um Leichtgängigkeit und Geräuschlosigkeit.

• CT- und MRT-Scanner: Die Gantry des CT-Geräts dreht sich mit hoher Geschwindigkeit um den Patienten. Großwälzlager müssen nicht nur stabil, sondern auch leise sein. Ist die Vibration zu groß, wird das Bild unscharf, ist die Geräuschentwicklung zu groß, wird der Patient schlecht behandelt.
• Chirurgische Robotik: Dies ist eine High-End-Anwendung. Die kompakte und präzise Schwenkunterstützung ermöglicht es dem Roboterarm, die Geschicklichkeit der menschlichen Hand zu simulieren, was der Schlüssel zur minimalinvasiven Chirurgie ist.

Materialtransport und Industriemaschinen

Die Effizienz von Logistik und Produktion hängt in hohem Maße von der kontinuierlichen Bewegungsfähigkeit der Drehverbindung ab.

• Materialumschlag: Das große Schiffsbelade- und Fördersystem des Hafens nutzt diese Lager, um die Schurre und den Ausleger für den effizienten Umschlag von Schüttgut wie Kohle und Getreide zu drehen.
• Industrielle Verarbeitung: Die Abfüllanlage und die Etikettiermaschine in der Fabrik verwenden den Rundschalttisch, um die Produkte nacheinander in die Station einzuführen. Das Gleiche gilt für Werkzeugmaschinen, die auf Rundtische angewiesen sind, um komplexe Teile aus mehreren Winkeln zu bearbeiten.

Anwendungen in der Unterhaltungsindustrie

In der Unterhaltungsindustrie gibt es eigentlich nur zwei Worte: Sicherheit.

• Fahrgeschäfte: Vom Riesenrad bis zur sich drehenden Teetasse tragen Großwälzlager das Gewicht der gesamten Konstruktion und der Besucher. Der Gestaltungsspielraum ist hier meist groß und muss narrensicher sein.
• Drehbühne: In der Theater- und Konzertszene hängt das Umschalten von großen Bühnenbildern ganz von der darunter liegenden Drehscheibe ab. Sie muss in wenigen Sekunden umgeschaltet werden, und sie muss leise sein und darf die Aufführung nicht stören.

Warum die von der Industrie bevorzugte Drehverbindung?

Betrachtet man die Kreise, so stellt man fest, dass die Anwendungsszenarien zwar sehr unterschiedlich sind, die Gründe, warum sich Ingenieure für Großwälzlager entscheiden, jedoch sehr einheitlich sind:

• Bewältigung komplexer Lasten: Es ist speziell für die gleichzeitige Aufnahme hoher Radialkräfte, Axialgewichte und Kippmomente ausgelegt. Für gewöhnliche Lager ist es schwierig, dies bei einer einzelnen Struktur zu erreichen.
• Speziell optimiert für niedrige Drehzahlen: Viele Anwendungen erfordern eine langsame, kontrollierbare Drehung oder eine präzise Indexierung und nicht die hohe Geschwindigkeit von Tausenden von Umdrehungen des Motors, und das Großwälzlager füllt genau diese Nische.
• Hohe Integration: Viele Ausführungen verfügen über eine Innen- oder Außenverzahnung, und das Ritzel wird direkt angetrieben. In Verbindung mit dem integrierten Dichtungs- und Schmiersystem ist die Wartung relativ problemlos.
• Das Design ist vielfältig: von Kugeln über Rollen bis hin zu Polymermaterialien kann es sich an eine Vielzahl von Umgebungen anpassen, von Reinräumen bis hin zu schlammigen Minen.

Im Allgemeinen handelt es sich um ein Präzisionsbauteil, das zur Lösung von "großen Lasten und komplexen Bewegungen" gedacht ist.

Autor: Robert Stone

"Ich bin Maschinenbauingenieur und habe mich auf Lösungen für rotierende Bewegungen spezialisiert. Mit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrung in der Konstruktion von Schwermaschinen biete ich tiefgreifende technische Einblicke in Großwälzlager-AnwendungenWir helfen der Industrie bei der Auswahl der richtigen Komponenten für schwere Lasten und Präzisionsbewegungen.