medias®-professional – Produktkatalog
Grundlagen
Wälzlager
Wellenführungen
Laufrollenführungen
Profilschienenführungen
Reibung und Erwärmung
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Reibung

  

Die Reibung eines Wälzlagers setzt sich aus mehreren Anteilen zusammen, siehe Tabelle. Durch die Vielzahl der Einflussgrößen, wie Dynamik in Drehzahl und Last, Verkippung und Verschränkung infolge Einbau, können reale Reibungsmomente und Reibungs­leistungen deutlich von den berechneten Größen abweichen. Ist das Reibungsmoment ein wichtiges Auslegungskriterium, bitte beim Schaeffler Ingenieurdienst rückfragen.

  
   

Reibungsanteil und
Einflussgröße

 

Reibungsanteil
 Einflussgröße
Rollreibung
 Größe der Belastung
Gleitreibung der Wälzkörper
Gleitreibung des Käfigs
 Größe und Richtung der Belastung
Drehzahl und Schmierungszustand, Einlaufzustand
Flüssigkeitsreibung
(Strömungswiderstände)
 Bauart und Drehzahl
Art, Menge und Betriebsviskosität des Schmierstoffs
Dichtungsreibung
 Bauart und Vorspannung der Dichtung

 
 

Die Leerlaufreibung hängt ab von der Schmierstoffmenge, der Drehzahl, der Betriebsviskosität des Schmierstoffs, den Dichtungen und dem Einlaufzustand des Lagers.

  

Wärmeabfuhr

  

Reibung wird in Wärme umgesetzt. Diese muss aus dem Lager abgeführt werden. Aus dem Gleichgewicht von Reibungsleistung und Wärmeabfuhr wird die thermisch zulässige Drehzahl nzul berechnet, siehe Link.

  

Wärmeabfuhr
durch den Schmierstoff

 

Schmieröl führt einen Teil der Wärme ab. Besonders wirksam ist die Umlaufschmierung mit Rückkühlung. Fett führt keine Wärme ab.

  
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Wärmeabfuhr
über Welle und Gehäuse

 

Die Wärmeabfuhr über die Welle und das Gehäuse hängt ab von der Temperaturdifferenz zwischen Lager und Umgebung, Bild 1.

  
   
achtung  

Benachbarte, zusätzliche Wärmequellen oder Wärmestrahlung beachten!

  
   

Bild 1
Temperaturverteilung zwischen Lager, Welle und Gehäuse

  

imageref_90237707_All.gif

  
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Bestimmung
der Reibungsgrößen

  

Dazu müssen Drehzahl und Belastung bekannt sein. Schmierungsart, Schmierverfahren und die Viskosität des Schmierstoffs bei Betriebstemperatur sind weitere notwendige Rechengrößen.

  
   
 

Gesamtreibungsmoment MR
(Berechnung axial belasteter Zylinderrollenlager, siehe Link):

  
 

imageref_90239883_de_de.gif

  
   
 

Reibungsleistung NR:

  
 

imageref_90242059_de_de.gif

  
   
 

Drehzahlabhängiges Reibungsmoment für ν · n ≧ 2 000:

  
 

imageref_90244235_de_de.gif

  
   
 

Drehzahlabhängiges Reibungsmoment für ν · n ＜ 2 000:

  
 

imageref_90246411_de_de.gif

  
   
 

Lastabhängiges Reibungsmoment für Nadel- und Zylinderrollen­lager:

  
 

imageref_90248587_de_de.gif

  
   
 

Lastabhängiges Reibungsmoment für Kugellager, Kegelrollenlager und Pendelrollenlager:

  
 

imageref_90250763_de_de.gif

  
 
MR
 Nmm
Gesamtreibungsmoment
M0
 Nmm
Drehzahlabhängiges Reibungsmoment
M1
 Nmm
Lastabhängiges Reibungsmoment
NR
 W
Reibungsleistung
n
 min–1
Betriebsdrehzahl
f0
Lagerbeiwert für drehzahlabhängiges Reibungsmoment,
siehe Bild 2 und Tabellen von Link bis Link
f1
Lagerbeiwert für lastabhängiges Reibungsmoment,
siehe Tabellen von Link bis Link
ν
 mm2s–1
Kinematische Viskosität des Schmierstoffs bei Betriebstemperatur.
Bei Fett entscheidet die Viskosität des Grundöls bei Betriebstemperatur
Fr, Fa
 N
Radiallast bei Radiallagern, Axiallast bei Axiallagern
P1
 N
Maßgebende Belastung für das Reibungsmoment.
Für Kugellager, Kegelrollenlager und Pendelrollenlager, siehe Link
dM
 mm
Mittlerer Lagerdurchmesser (d + D)/2.
 

Lagerbeiwerte

  

Die Lagerbeiwerte f0 und f1 sind Mittelwerte aus Versuchsreihen und entsprechen den Angaben nach ISO 15 312.

  
 

Sie gelten für eingelaufene Lager mit gleichmäßig verteiltem Schmierstoff. Im frisch befetteten Zustand kann der Lagerbeiwert f0 zwei- bis fünffach höher sein.

  
 

Bei Ölbadschmierung muss der Ölstand bis zur Mitte des untersten Wälzkörpers reichen. Bei höherem Ölstand kann f0 bis zum Dreifachen des Tabellenwerts steigen, Bild 2.

  
   
Medias/00016410_mei_in_0k_0k.gif Erhöhungsfaktor für Lagerbeiwert f0
h = Ölstand
dM = Mittlerer Lagerdurchmesser (d +D)/2

Bild 2
Anstieg des Lagerbeiwertes, abhängig vom Ölstand

  

imageref_1923356427_de_de.gif

  
   

Lagerbeiwerte
für Nadellager, Nadelhülsen, Nadelbüchsen, Nadelkränze

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
NA48
 3
 5
 0,0005
NA49
 4
 5,5
RNA48
 3
 5
RNA49
 4
 5,5
NA69
 7
 10
RNA69
NKI, NK, NKIS,
NKS, NAO, RNO, K
 (12 · B)/(33 + d)
 (18 · B)/(33 + d)
HK, BK
 (24 · B)/(33 + d)
 (36 · B)/(33 + d)
HN
 (30 · B)/(33 + d)
 (45 · B)/(33 + d)

 
   

Lagerbeiwerte
für Zylinderrollenlager,
vollrollig

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
SL1818
 3
 5
 0,00055
SL1829
 4
 6
SL1830
 5
 7
SL1822
 5
 8
SL0148, SL0248
 6
 9
SL0149, SL0249
 7
 11
SL1923
 8
 12
SL1850
 9
 13

 
   

Lagerbeiwerte
für Zylinderrollenlager
mit Käfig

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
LSL1923
 1
 3,7
 0,00020
ZSL1923
 1
 3,8
 0,00025
2..-E
 1,3
 2
 0,00030
3..-E
 0,00035
4
 0,00040
10, 19
 0,00020
22..-E
 2
 3
 0,00040
23..-E
 2,7
 4
 0,00040
30
 1,7
 2,5
 0,00040

 
   

Lagerbeiwerte
für Axial-Rollenlager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
AXK, AXW
 3
 4
 0,0015
811, K811
 2
 3
812, K812
893, K893
894, K894

 
   

Lagerbeiwerte
für kombinierte Lager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
ZARN, ZARF
 3
 4
 0,0015
NKXR
 2
 3
NX, NKX
 2
 3
 0,001 · (Fa/C0)0,33
ZKLN, ZKLF
 4
 6
NKIA, NKIB
 3
 5
 0,0005

 
   

Lagerbeiwerte
für Kegelrollenlager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
302, 303, 320, 329, 330, T4CB, T7FC
 2
 3
 0,0004
313, 322, 323, 331, 332, T2EE, T2ED, T5ED
 3
 4,5

 
   

Lagerbeiwerte
für Axial- und
Radial-Pendelrollenlager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
213
 2,3
 3,5
 0,0005 · (P0/C0)0,33
222
 2,7
 4
223
 3
 4,5
 0,0008 · (P0/C0)0,33
230, 239
 0,00075 · (P0/C0)0,5
231
 3,7
 5,5
 0,0012 · (P0/C0)0,5
232
 4
 6
 0,0016 · (P0/C0)0,5
240
 4,3
 6,5
 0,0012 · (P0/C0)0,5
241
 4,7
 7
 0,0022 · (P0/C0)0,5
292..-E
 1,7
 2,5
 0,00023
293..-E
 2
 3
 0,00030
294..-E
 2,2
 3,3
 0,00033

 
   

Lagerbeiwerte
für Rillenkugellager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
618,
618..-2Z, (2RSR)
 1,1
 1,7
 0,0005 · (P0/C0)0,5
160
 1,1
 1,7
 0,0007 · (P0/C0)0,5
60, 60..-2RSR,
60..-2Z, 619,
619..-2Z, (2RSR)
 1,1
 1,7
622..-2RSR
 1,1
 - 0,0009 · (P0/C0)0,5
623..-2RSR
 1,1
 -
62, 62..-2RSR,
62..-2Z
 1,3
 2
63, 63..-2RSR,
63..-2Z
 1,5
 2,3
64
 1,5
 2,3
42..-B
 2,3
 3,5
 0,0010 · (P0/C0)0,5
43..-B
 4
 6

 
   

Lagerbeiwerte
für Schrägkugellager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
70..-B, 70..-B-2RS
 1,3
 2
 0,001 · (P0/C0)0,33
718..-B, 72..-B,
72..-B-2RS
73..-B, 73..-B-2RS
 2
 3
30..-B, 30..-B-2RSR,
30..-B-2Z
 2,3
 3,5
32..-B, 32..-B-2RSR,
32..-B-2Z, 32
38..-B, 38..-B-2RSR,
38..-B-2Z
33..-B, 33..-B-2RSR,
33, 33..-DA
 4
 6

 
   

Lagerbeiwerte
für Pendelkugellager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
12
 1
 2,5
 0,0003 · (P0/C0)0,4
13
 1,3
 3,5
22
 1,7
 3
23
 2
 4

 
   

Lagerbeiwerte
für Vierpunktlager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
QJ2, QJ3
 2,7
 4
 0,001 · (P0/C0)0,33

 
   

Lagerbeiwerte
für Axial-Rillenkugellager

  

Baureihe
 Lagerbeiwert f0
 Lagerbeiwert f1
Fett, Ölnebel
 Ölbad, Ölumlauf
511, 512, 513, 514,
532, 533
 1
 1,5
 0,0012 · (Fa/C0)0,33
522, 523, 524, 542,
543
 1,3
 2

 
   

Maßgebende Belastung
für Kugellager, Kegelrollenlager
und Pendelrollenlager

  

Lagerbauart
 Einzellager
 Lagerpaar
P1
 P1
Rillenkugellager
 3,3 · Fa – 0,1 · Fr
 -
Schrägkugellager einreihig
 Fa – 0,1 · Fr
 1,4 · Fa – 0,1 · Fr
Schrägkugellager zweireihig
 1,4 · Fa – 0,1 · Fr
 -
Vierpunktlager
 1,5 · Fa + 3,6 · Fr
 -
Kegelrollenlager
 2 · Y · Fa oder Fr,
den größeren Wert einsetzen
 1,21 · Y · Fa oder Fr,
den größeren Wert einsetzen
Pendelrollenlager
 1,6 · Fa/e wenn Fa/Fr ＞ e
Fr {1 + 0,6 · [Fa/(e · Fr)]3} wenn Fa/Fr ≦ e.

 
   
achtung  

Für P1 ≦ Fr gilt P1 = Fr!

  
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Axial belastete
Zylinderrollenlager

  

Bei axial belasteten Radial-Zylinderrollenlagern verursacht Gleit­reibung zwischen den Stirnseiten der Wälzkörper und den Borden der Ringe das zusätzliche Reibungsmoment M2.

  

Axial belastete
Zylinderrollenlager

  

Das gesamte Reibungsmoment berechnet sich somit:

  
 

imageref_90255115_de_de.gif

  
   
 

imageref_90257291_de_de.gif

  
   
 

imageref_90259467_de_de.gif

  
 
MR
 Nmm
Gesamtreibungsmoment
M0
 Nmm
Drehzahlabhängiges Reibungsmoment
M1
 Nmm
Radiallastabhängiges Reibungsmoment
M2
 Nmm
Axiallastabhängiges Reibungsmoment
f2
Von der Baureihe des Lagers abhängiger Beiwert, Bild 3 und Bild 4
A
Lagerkennwert nach Formel
Fa
 N
Axiale dynamische Lagerbelastung
kB
Von der Baureihe des Lagers abhängiger Beiwert, siehe Tabelle
dM
 mm
Mittlerer Lagerdurchmesser (d + D)/2.
 
   
achtung  

Die Lagerbeiwerte f2 unterliegen großen Streuungen! Sie gelten für Ölumlaufschmierung bei ausreichender Ölmenge! Die Kennlinien dürfen nicht extrapoliert werden, Bild 3 und Bild 4!

  

Lager in TB-Ausführung

  

Bei Lagern in TB-Ausführung wurde durch neue Berechnungs- und Fertigungsmethoden die axiale Tragfähigkeit deutlich verbessert.

  
 

Eine spezielle Krümmung der Rollenstirnflächen sichert optimale Berührverhältnisse zwischen Rolle und Bord. Hierdurch werden die axialen Flächenpressungen zum Bord deutlich minimiert und ein tragfähigerer Schmierfilmaufbau erzielt. Bei üblichen Betriebsbedingungen werden Verschleiß und Ermüdung an Bordanlauf- und Rollenstirnflächen vollständig verhindert.

  
 

Zusätzlich reduziert sich das axiale Reibungsmoment um bis zu 50%. Damit stellt sich eine deutlich niedrigere Lager­temperatur ein.

  
   
 Zylinderrollenlager
in Standardausführung
f2 = Lagerbeiwert
Fa = Axiale dynamische Lagerbelastung
A = Lagerkennwert
ν = Betriebsviskosität
n = Betriebsdrehzahl
dM = Mittlerer Lagerdurchmesser
ν · n · dM = Betriebskennwert

Bild 3
Lagerbeiwert f2,
abhängig vom Betriebskennwert

  

imageref_809121035_All.gif

  
   
 Zylinderrollenlager
in TB-Ausführung
f2 = Lagerbeiwert
Fa = Axiale dynamische Lagerbelastung
A = Lagerkennwert
ν = Betriebsviskosität
n = Betriebsdrehzahl
dM = Mittlerer Lagerdurchmesser
ν · n · dM = Betriebskennwert

Bild 4
Lagerbeiwert f2,
abhängig vom Betriebskennwert

  

imageref_753368203_All.gif

  
   

Lagerbeiwert kB

  

Lagerbaureihe
 Beiwert
kB
SL1818, SL0148
 4,5
SL1829, SL0149
 11
SL1830, SL1850
 17
SL1822
 20
LSL1923, ZSL1923
 28
SL1923
 30
NJ2..-E, NJ22..-E, NUP2..-E, NUP22..-E
 15
NJ3..-E, NJ23..-E, NUP3..-E, NUP23..-E
 20
NJ4
 22

 
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