Zylinderrollenlager

Einreihige vollrollige Zylinderrollenlager

Einreihige vollrollige Zylinderrollenlager eignen sich, wenn:

• Lagerungen radial besonders hoch belastet werden ➤ Abschnitt
• neben sehr hohen radialen Kräften auch hohe axiale Belastungen aus einer Richtung von der Lagerstelle aufgenommen werden müssen (Stützlagerfunktion) ➤ Abschnitt
• Lagerungen bei den oben genannten Betriebsbedingungen sehr steif sein müssen
• Axialverschiebungen der Welle gegenüber dem Gehäuse zwangfrei im Lager ausgeglichen werden sollen ➤ Abschnitt
• sehr hohe radiale Belastungen bei niedrigeren Drehzahlen auftreten, d. h. die Lager nicht so drehzahlstark sein müssen wie Zylinderrollenlager mit Käfig ➤ Abschnitt
• trotz sehr hoher Belastung besonders raumsparende Konstruktionen gefordert sind
• die Lager für den leichteren Einbau zerlegbar sein sollen (nicht selbsthaltend sind) ➤ Abschnitt.

Zylinderrollenlager mit Käfig/vollrolliges Lager, Vergleich der Drehzahl und Tragfähigkeit Cr = Dynamische Tragzahl nG = Grenzdrehzahl

Lagerausführung

Ausführungsvarianten

Einreihige vollrollige Zylinderrollenlager gibt es als:

• Reihen SL1818, SL1829, SL1830, SL1822 (Stützlager) ➤ Bild
• Reihe SL1923 (Stützlager) ➤ Bild
• X-life-Lager ➤ Link.

Neben den hier beschriebenen Lagern liefert Schaeffler einreihige vollrollige Zylinderrollenlager in weiteren Bauformen, Maßreihen und Abmessungen. Diese Produkte sind z. T. in speziellen Publikationen beschrieben. Bei Bedarf bitte bei Schaeffler anfragen. Größere Katalog­lager GL 1.

Lager der Grundausführung – Standardsortiment

Kernmerkmale

Einreihige vollrollige Zylinderrollenlager gehören zur Gruppe der Radial-Rollenlager. Diese Lager bestehen aus massiven Außenringen, Innenringen und vollrolligen Wälzkörpersätzen. Durch den fehlenden Käfig kann die höchstmögliche Anzahl von Wälzkörpern im Lager untergebracht werden. Die Rollen sind endprofiliert, d. h., sie fallen zu den Enden hin seitlich leicht ab. Aufgrund dieses modifizierten Linienkontakts zwischen den Wälzkörpern und Laufbahnen werden schädliche Kantenspannungen vermieden ➤ Bild. Die Reihe SL1923 ist selbsthaltend. Bestimmte Größen werden auch als verstärkte Ausführung geliefert. Diese Lager haben das Nachsetzzeichen E ➤ Tabelle.

Reihen SL1818, SL1829, SL1830, SL1822

Lager mit Stützlagerfunktion

Bei diesen Lagern hat der Außenring einen festen Bord, der Innenring zwei feste Borde ➤ Bild. Dadurch können Axialverschiebungen der Welle gegenüber dem Gehäuse innerhalb bestimmter Grenzen ausgeglichen werden. Der maximale axiale Verschiebeweg s ist in den Produkttabellen angegeben. Da die axiale Bewegung zwangfrei im Lager selbst erfolgt, ist sie bei umlaufendem Lager praktisch reibungslos. Zylinderrollenlager dieser Ausführung werden als Stützlager verwendet, d. h., sie können die Welle axial in einer Richtung führen, in der anderen Richtung wirken sie als Loslager ➤ Abschnitt.

Eine Transport- und Montagesicherung im Außenring hält die Lager bei der Handhabung und beim Einbau zusammen ➤ Bild. Dieses Sicherungselement verbleibt auch nach dem Einbau im Lager und darf axial nicht belastet werden.

Einreihiges vollrolliges Zylinderrollenlager – Stützlager Fr = Radiale Belastung Fa = Axiale Belastung Transport- und Montage­sicherung

Reihe SL1923

Lager mit Stützlagerfunktion

Zylinderrollenlager dieser Ausführung haben zwei feste Borde am Außenring und einen selbsthaltenden Wälzkörpersatz, der Innenring hat nur einen festen Bord ➤ Bild. Dadurch kann der Innenring vom Lager abgezogen werden. Das erleichtert den Einbau der Zylinderrollenlager.

Die Lager werden als Stützlager verwendet, d. h., sie können die Welle axial in einer Richtung führen ➤ Abschnitt und lassen Axialverschiebungen im Lager zwischen der Welle und dem Gehäuse in einer Richtung zu. Der maximale axiale Verschiebeweg s ist in den Produkttabellen angegeben.

Einreihiges vollrolliges Zylinderrollenlager Fr = Radiale Belastung Fa = Axiale Belastung

X-life-Premiumqualität

Verschiedene Baugrößen werden als X-life-Lager geliefert ➤ Bild. Gegenüber vergleichbaren Standard-Zylinderrollenlagern sind diese Lager wesentlich leistungsstärker. Erreicht wird das u. a. durch die geänderte Innenkonstruktion, die optimierte Kontaktgeometrie zwischen den Rollen und Laufbahnen, die bessere Oberflächenqualität und die optimierte Rollenführung und Schmierfilmbildung.

Einreihiges vollrolliges Zylinderrollenlager in X-life-Ausführung Zylinderrolle, gehont Außenring, gehont Innenring, gehont

Vorteile

Höherer Kundennutzen durch X-life

Aus diesen technischen Detailverbesserungen ergibt sich eine Reihe von Vorteilen wie z. B.:

• eine günstigere Lastverteilung im Lager und damit eine höhere dynamische Belastbarkeit der Lager
• eine höhere Ermüdungsgrenzbelastung
• eine niedrigere Wärmeentwicklung im Lager
• ein niedriger Schmierstoffverbrauch und dadurch längere Wartungs­intervalle, wenn nachgeschmiert wird
• eine messbar längere Gebrauchsdauer der Lager
• eine hohe Betriebssicherheit
• kompakt bauende, umweltfreundliche Lagerungen.

Austauschbar mit vergleichbare Standardlagern

Da die einreihigen vollrolligen X-life-Zylinderrollenlager die gleichen Abmessungen wie die entsprechenden Standardlager haben, können Letztere problemlos gegen die leistungsfähigeren X-life-Lager ausgetauscht werden. Damit sind die großen X-life-Vorteile auch für bereits bestehende Lagerungen mit Standardlagern nutzbar.

Niedrigere Betriebs­kosten, höhere Maschinenverfügbarkeit

In Summe verbessern diese Vorteile die Gesamtwirtschaftlichkeit der Lagerstelle deutlich und erhöhen damit die Effizienz der Maschine und Anlage nachhaltig.

Nachsetzzeichen XL

X-life-Zylinderrollenlager haben das Nachsetzzeichen XL im Kurzzeichen ➤ Abschnitt.

Anwendungsbereiche

Aufgrund ihrer besonderen technischen Merkmale eignen sich einreihige vollrollige X-life-Zylinderrollenlager z. B. sehr gut für Lagerungen in:

• der Schwerindustrie (Stahlerzeugung)
• der Antriebstechnik (Getriebebau)
• Arbeits- und Baumaschinen
• Windturbinen (Getriebeanwendungen).

X-life steht für eine hohe Produkt-Leistungsdichte und damit für einen besonders großen Kundennutzen.

Belastbarkeit

Für höchste radiale Belastungen ausgelegt

Aufgrund des fehlenden Käfigs kann die maximale Anzahl an Wälzkörpern im Lager untergebracht werden. Dadurch sind vollrollige Zylinderrollen­lager radial sehr hoch belastbar.

Höhere axiale Tragfähigkeit bei Lagern mit torusballiger Rollenstirn

An den Bordanlauf- und Rollenstirnflächen tritt weder Verschleiß noch Werkstoffermüdung auf

Bei Zylinderrollenlagern mit torusballigen Rollen (TB-Ausführung) wurde mit Hilfe neuer Berechnungs- und Fertigungsmethoden die axiale Trag­fähigkeit deutlich verbessert. Eine spezielle Krümmung der Rollenstirn­flächen ermöglicht optimale Berührungsverhältnisse zwischen den Rollen und Borden ➤ Bild. Dadurch werden axiale Flächenpressungen am Bord deutlich minimiert und ein tragfähigerer Schmierfilm aufgebaut. Bei Standard-Betriebsbedingungen werden so Verschleiß und Ermüdung an den Bordanlauf- und Rollenstirnflächen vollständig verhindert. Zusätzlich verringert sich das axiale Reibmoment um bis zu 50%. Damit stellt sich im Betrieb eine deutlich niedrigere Lagertemperatur ein. Lieferbare Lager in torusballiger Ausführung ➤ Tabelle.

Kontaktgeometrie Rollenstirnfläche/Bordfläche – modifizierte Rollenstirnflächen Zylinderrolle mit Innenring Detail (keine maßstäbliche Darstellung) Rollenstirn Bord

Auf Anfrage lieferbare, einreihige, vollrollige Zylinderrollenlager mit torusballiger Rollenstirn

Baureihe	Bohrungsdurchmesser d
	mm
	ab
SL1818	460
SL1822	140
SL1829	300
SL1830	180
SL1923	90

Belastungsverhältnis F_a/F_r

Verhältnis F_a/F_r ≦ 0,4 bzw. 0,6

Die Lager nehmen über die Borde am Innen- und Außenring einseitig axiale Belastungen auf ➤ Bild. Damit sie störungsfrei laufen (ein Verkippen der Rollen vermieden wird), müssen sie bei axialer Belastung gleichzeitig immer auch radial belastet werden. Das Verhältnis F_a/F_r soll dabei den Wert 0,4 nicht überschreiten. Bei Lagern mit torusballiger Rollenstirn (TB‑Ausführung) sind Werte bis 0,6 zulässig.

Eine ständige axiale Belastung ohne gleichzeitige radiale Belastung ist nicht zulässig.

Zulässige axiale Belastung

Einflussgrößen auf die axiale Belastbarkeit

Axiale Belastungen werden über die Lagerborde und die Rollenstirn­flächen übertragen ➤ Bild. Die axiale Belastbarkeit des Lagers hängt damit im Wesentlichen ab von:

• der Größe der Gleitflächen zwischen den Borden und den Stirnflächen der Wälzkörper
• der Gleitgeschwindigkeit an den Borden
• der Schmierung an den Kontaktflächen
• der Lagerverkippung
• der Reibung.

Kraftfluss bei axialer Belastung – Stützlager SL1923

Berechnung der zulässigen axialen Belastung – Zylinderrollen mit herkömmlicher Rollenstirn

Lager mit Standard-Rollenstirn

Aus der hydrodynamischen Tragfähigkeit des Kontaktes lässt sich die zulässige Axialbelastung F_{a per} berechnen ➤ Formel.

Zulässige axiale Belastung – Lager in Standard-Ausführung

Legende

Fa per	N	Zulässige, dauerhaft wirkende axiale Belastung. Um eine unzu­lässig hohe Erwärmung im Lager zu vermeiden, darf Fa per nicht überschritten werden
Fa max	N	Maximale, dauerhaft wirkende axiale Belastung hinsichtlich Bordbruch. Um unzulässig hohe Pressungen in den Kontaktflächen zu vermeiden, darf Fa max nicht überschritten werden
kS	-	Vom Schmierverfahren abhängiger Beiwert ➤ Tabelle. Der Beiwert berücksichtigt das Schmierverfahren des Lagers. Je besser die Schmierung und besonders die Wärmeabfuhr sind, desto höher ist die zulässige Axiallast
kB	-	Von der Baureihe des Lagers abhängiger Beiwert ➤ Tabelle
dM	mm	Mittlerer Lagerdurchmesser dM = (D + d)/2
n	min-1	Betriebsdrehzahl

Beiwert k_S

Schmierverfahren	Beiwert kS
	von	bis
minimale Wärmeabfuhr, Tropfölschmierung, Ölnebelschmierung, geringe Betriebsviskosität (ν ＜ 0,5 · ν1)	7,5	10
wenig Wärmeabfuhr, Ölsumpfschmierung, Spritzölschmierung, geringer Öldurchsatz	10	15
gute Wärmeabfuhr, Ölumlaufschmierung (Druckölschmierung)	12	18
sehr gute Wärmeabfuhr, Ölumlaufschmierung bei Rückkühlung des Öls, hohe Betriebsviskosität (ν ＞ 2 · ν1)	16	24

Voraussetzung für diese k_S-Werte ist eine Betriebsviskosität des Schmierstoffs von mindestens der Bezugsviskosität ν₁ nach DIN ISO 281:2010.

Es sollten additivierte Schmieröle verwendet werden, z. B. CLP (DIN 51517) und HLP (DIN 51524) der ISO-VG-Klassen 32 bis 460 sowie ATF-Öle (DIN 51502) und Getriebeöle (DIN 51512) der SAE-Viskositätsklassen 75W bis 140W.

Lagerbeiwert k_B

Baureihe	kB
SL1818	4,5
SL1829	11
SL1830	17
SL1822	20
SL1923	30

 

Berechnung der zulässigen axialen Belastung – Zylinderrollen mit torusförmiger Rollenstirn

Für Lager mit torusförmiger Rollenstirn sind um 50% höhere Axiallasten zulässig ➤ Formel.

Zulässige axiale Belastung – Lager in TB-Ausführung

Berechnung der maximal zulässigen Axiallast

Aus der Bordfestigkeit und der Sicherheit gegen Verschleiß errechnet sich die maximal zulässige Axiallast F_{a max} ➤ Formel. Diese darf nicht überschritten werden, auch wenn F_{a per} höhere Werte liefert ➤ Formel.

Maximale axiale Belastung – Lager in Standard- und TB-Ausführung

Zulässige Axialbelastung

Axiale Belastung bei Wellendurchbiegung

Zulässige Axiallast bei Wellendurchbiegung bis 2′

Bei starker Durchbiegung der Welle drückt der Wellenabsatz auf den Innenringbord. In Kombination mit der wirkenden Axiallast kann dies zu einer hohen Wechselbeanspruchung der Innenringborde führen. Bei einer Wellendurchbiegung bis 2′ lässt sich die zulässige Axiallast abschätzen ➤ Formel.

Bei stärkeren Verkippungen ist eine gesonderte Festigkeitsanalyse notwendig. Dazu bitte bei Schaeffler anfragen.

Axiale Belastung bei Schiefstellung

Legende

Fas

N

Zulässige axiale Belastung bei Schiefstellung

Ausgleich von Winkelfehlern

Winkelabweichungen sind Schiefstellungen zwischen dem Innen- und Außenring

Die mögliche Schiefstellung zwischen dem Innen- und Außenring wird durch die innere Lagerkonstruktion, das Betriebsspiel, die auf das Lager wirkenden Kräften usw. beeinflusst. Aufgrund dieser komplexen Zusammenhänge können hier keine allgemein gültigen, absoluten Werte ange­geben werden. Schiefstellungen (Winkelabweichungen) zwischen dem Innen- und Außenring wirken sich im Allgemeinen jedoch immer auf das Laufgeräusch und die Gebrauchsdauer der Lager aus.

Zulässige Verkippung

Die zulässigen Richtwerte, bei deren Einhaltung erfahrungsgemäß keine signifikante Minderung der Gebrauchsdauer eintritt, betragen:

• 4′ für die Reihen SL1818
• 3′ für die Reihen SL1923, SL1822, SL1829, SL1830.

Geltungsbereich der Werte

Die angegebenen Werte gelten für:

• Lagerungen mit statischer Schiefstellung (gleichbleibende Lage der Wellen- und Gehäusesachse)
• Lager, die axial keine Führungsfunktion übernehmen müssen
• niedrig belastete Lager (mit C_0r/P ≧ 5).

Eine Überprüfung mit dem Berechnungsprogramm BEARINX wird grundsätzlich empfohlen. Bestehen Unsicherheiten bezüglich der möglichen Schief­stellung, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Schmierung

Möglich ist Öl- oder Fettschmierung

Die Zylinderrollenlager sind nicht befettet. Sie müssen mit Öl oder Fett geschmiert werden.

Bestehen Unsicherheiten darüber, ob der gewählte Schmierstoff für die Anwendung geeignet ist, bitte bei Schaeffler bzw. beim Schmierstoffhersteller rückfragen.

Ölwechselfristen einhalten

Gealtertes Öl und im Öl enthaltene Additive können bei höheren Temperaturen die Gebrauchsdauer der Kunststoffe beeinträchtigen. Vorgegebene Ölwechselfristen müssen deshalb unbedingt eingehalten werden.

Abdichtung

Abdichtung in der Anschlusskonstruktion vorsehen

Die Lager sind nicht abgedichtet, d. h., die Abdichtung der Lagerstelle muss in der Anschlusskonstruktion erfolgen. Diese muss zuverlässig verhindern, dass:

• Feuchtigkeit und Verunreinigungen in das Lager gelangen
• Schmierstoff aus dem Lager austritt.

Drehzahlen

Grenz- und Bezugs­drehzahlen in den Produkttabellen

In den Produkttabellen sind für die meisten Lager zwei Drehzahlen angegeben:

• die kinematische Grenzdrehzahl n_G
• die thermische Bezugsdrehzahl n_ϑr.

Nicht so drehzahlstark wie Lager mit Käfig

Aufgrund der kinematischen Verhältnisse erreichen Lager ohne Käfig nicht die hohen Drehzahlen, die bei Lagern mit Käfig möglich sind.

Grenzdrehzahlen

Die Grenzdrehzahl n_G ist die kinematisch zulässige Drehzahl des Lagers. Sie darf auch bei günstigen Einbau- und Betriebsbedingungen nicht ohne vorherige Rücksprache mit Schaeffler überschritten werden ➤ Link.

Bezugsdrehzahlen

n_ϑr dient zur Berechnung von n_ϑ

Die thermische Bezugsdrehzahl n_ϑr ist keine anwendungsbezogene Drehzahlgrenze, sondern eine rechnerische Hilfsgröße zur Ermittlung der thermisch zulässigen Betriebsdrehzahl n_ϑ ➤ Link.

Geräusch

Als neues Merkmal zum Vergleich des Geräuschniveaus unterschiedlicher Lagerarten und Baureihen wurde der Schaeffler Geräuschindex (SGI) entwickelt. Damit ist es erstmals möglich, eine Geräuschbewertung von Wälzlagern durchzuführen.

Schaeffler Geräuschindex

Der SGI-Wert basiert auf dem nach internen Standards maximal zulässigen Geräuschniveau eines Lagers, welches in Anlehnung an ISO 15242 ermittelt wird. Zum Vergleich unterschiedlicher Lagerarten und Baureihen ist der SGI-Wert über der statischen Tragzahl C₀ aufgetragen.

Damit ist es möglich, Lager gleicher Tragfähigkeit direkt zu vergleichen. In den Diagrammen ist jeweils der obere Grenzwert angegeben. Das bedeutet, dass das durchschnittliche Geräuschniveau der Lager noch kleiner ist, als im Diagramm dargestellt.

Der Schaeffler Geräuschindex ist ein zusätzliches Leistungsmerkmal zur Lager­auswahl bei geräuschsensiblen Anwendungen. Die spezifische Eignung eines Lagers für eine Anwendung, beispielsweise hinsichtlich Bauraum, Tragfähigkeit oder Drehzahlgrenze, ist davon unabhängig zu prüfen.

Schaeffler Geräuschindex für einreihige vollrollige Zylinderrollenlager SGI = Schaeffler Geräuschindex C0 = Statische Tragzahl

Temperaturbereich

Limitierende Größen

Die Betriebstemperatur der Lager ist begrenzt durch:

• die Maßstabilität der Lagerringe und Zylinderrollen
• den Käfig
• den Schmierstoff.

Mögliche Betriebstemperaturen der einreihigen Zylinderrollenlager ➤ Tabelle.

Zulässige Temperaturbereiche

Betriebstemperatur	Einreihige vollrollige Zylinderrollenlager
	–30 °C bis +120 °C

Sind Temperaturen zu erwarten, die außerhalb der angegebenen Werte liegen, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Käfige

Vollrollige Zylinderrollenlager haben keinen Käfig zur Führung und Trennung der Wälzkörper. Die Zylinderrollen werden von den Borden der Lagerringe geführt.

Lagerluft

Radiale Lagerluft

Standard ist CN

Einreihige vollrollige Zylinderrollenlager werden serienmäßig mit der radialen Lagerluft CN (normal) gefertigt ➤ Tabelle. CN wird im Kurz­zeichen nicht angegeben.

Darüber hinaus sind bestimmte Abmessungen auf Anfrage auch mit der größeren Lagerluft C3, C4 und C5 lieferbar ➤ Tabelle.

Die Werte der radialen Lagerluft entsprechen DIN 620-4:2004 (ISO 5753‑1:2009) ➤ Tabelle. Sie gelten für Lager im unbelasteten, messkraftfreien Zustand (ohne elastische Deformation).

Radiale Lagerluft von einreihigen vollrolligen Zylinderrollenlagern

Nenn­durchmesser der Bohrung		Radiale Lagerluft
d		CN (Group N)		C3 (Group 3)		C4 (Group 4)		C5 (Group 5)
mm		μm		μm		μm		μm
über	bis	min.	max.	min.	max.	min.	max.	min.	max.
‒	24	20	45	35	60	50	75	65	90
24	30	20	45	35	60	50	75	70	95
30	40	25	50	45	70	60	85	80	105
40	50	30	60	50	80	70	100	95	125
50	65	40	70	60	90	80	110	110	140
65	80	40	75	65	100	90	125	130	165
80	100	50	85	75	110	105	140	155	190
100	120	50	90	85	125	125	165	180	220
120	140	60	105	100	145	145	190	200	245
140	160	70	120	115	165	165	215	225	275
160	180	75	125	120	170	170	220	250	300
180	200	90	145	140	195	195	250	275	330
200	225	105	165	160	220	220	280	305	365
225	250	110	175	170	235	235	300	330	395
250	280	125	195	190	260	260	330	370	440
280	315	130	205	200	275	275	350	410	485
315	355	145	225	225	305	305	385	455	535
355	400	190	280	280	370	370	460	510	600
400	450	210	310	310	410	410	510	565	665
450	500	220	330	330	440	440	550	625	735

Abmessungen, Toleranzen

Abmessungsnormen

Die Hauptabmessungen der Zylinderrollenlager entsprechen ISO 15:2017 (DIN 616:2000 und DIN 5412‑1:2005).

Kantenabstände

Die Grenzmaße für Kantenabstände entsprechen DIN 620‑6:2004. Übersicht und Grenzwerte ➤ Abschnitt.

Toleranzen

Die Maß- und Lauftoleranzen der Zylinderrollenlager entsprechen der Toleranzklasse Normal nach ISO 492:2014. Toleranzwerte nach ISO 492 ➤ Tabelle.

Nachsetzzeichen

Die Bedeutung der in diesem Kapitel verwendeten Nachsetzzeichen ➤ Tabelle sowie medias interchange http://www.schaeffler.de/std/1B69.

Nachsetzzeichen und ihre Bedeutung

Nachsetzzeichen	Bedeutung der Nachsetzzeichen
BR	brüniert	auf Anfrage
C3	Radialluft C3 (größer als normal)	auf Anfrage
C4	Radialluft C4 (größer als C3)	auf Anfrage
C5	Radialluft C5 (größer als C4)	auf Anfrage
E	verstärkte Lagerausführung	Standard, abhängig von der Bohrungskennzahl und der Lagerreihe; weitere auf Anfrage
TB	Lager mit erhöhter axialer Belastbarkeit	Standard, abhängig von der Bohrungskennzahl und der Lagerreihe; weitere auf Anfrage
XL	X-life-Lager	Standard, abhängig von der Bohrungskennzahl und der Lagerreihe; weitere auf Anfrage

Aufbau der Lagerbezeichnung

Beispiel zur Bildung der Lagerbezeichnung

Die Bezeichnung der Lager folgt einem festgelegten Schema. Beispiel ➤ Bild. Für die Bildung der Kurzzeichen gilt DIN 623‑1 ➤ Bild.

Einreihiges vollrolliges Zylinderrollenlager (Stützlager): Aufbau des Kurzzeichens

Dimensionierung

Dynamische äquivalente Lagerbelastung

P = F_r bei rein radialer Belastung konstanter Größe und Richtung

Die zur Dimensionierung dynamisch beanspruchter Lager verwendete Lebensdauer-Grundgleichung L = (C_r/P)^p setzt eine Belastung konstanter Größe und Richtung voraus. Bei Radiallagern ist das eine rein radiale Belastung F_r. Ist dies gegeben, wird in die Lebensdauergleichung für P die Lagerbelastung F_r eingesetzt (P = F_r).

Zylinderrollenlager mit Stützlagerfunktion

P ist eine Ersatzkraft bei kombinierter Belastung und bei verschiedenen Lastfällen

Trifft die oben beschriebene Bedingung nicht zu – d. h., außer der Radialkraft F_r wirkt auch eine Axialkraft F_a –, dann muss zur Lebensdauerberechnung zunächst eine konstante Radialkraft bestimmt werden, die (was die Lebensdauer betrifft) eine gleichwertige Beanspruchung darstellt. Diese Kraft wird dynamische äquivalente Lagerbelastung P genannt.

F_a/F_r ≦ e oder F_a/F_r ＞ e

Die Berechnung von P hängt vom Belastungsverhältnis F_a/F_r und den Berechnungsfaktoren e und Y ab ➤ Formel und ➤ Formel.

Dynamische äquivalente Belastung

Dynamische äquivalente Belastung

Legende

P	N	Dynamische äquivalente Lagerbelastung
Fr	N	Radiale Belastung
Fa	N	Axiale Belastung
e, Y	-	Faktoren ➤ Tabelle

Faktoren e und Y

Lagerreihe	Berechnungsfaktoren
	e	Y
SL1818	0,2	0,6
SL1923, SL1822, SL1829, SL1830	0,3	0,4

Statische äquivalente Lagerbelastung

P₀ = F_0r

Werden die Zylinderrollenlager statisch belastet, gilt ➤ Formel.

Statische äquivalente Belastung

Legende

P0	N	Statische äquivalente Lagerbelastung
F0r	N	Größte auftretende radiale Belastung (Maximalbelastung)

Statische Tragsicherheit

S₀ = C₀/P₀

Neben der nominellen Lebensdauer L (L_10h) ist immer auch die statische Tragsicherheit S₀ zu überprüfen ➤ Formel.

Statische Tragsicherheit

Legende

S0	-	Statische Tragsicherheit
C0	N	Statische Tragzahl
P0	N	Statische äquivalente Lagerbelastung

Mindestbelastung

Um Schlupfschäden zu vermeiden, ist bei Dauer­betrieb eine radiale Mindestbelastung von P ＞ C_0r/60 notwendig

Damit zwischen den Kontaktpartnern kein Schlupf auftritt, müssen die Zylinderrollenlager radial stets ausreichend hoch belastet sein. Für Dauerbetrieb ist dazu erfahrungsgemäß eine radiale Mindestbelastung in der Größenordnung von P ＞ C_0r/60 erforderlich. In den meisten Fällen ist die Radiallast allerdings durch das Gewicht der gelagerten Teile und die äußeren Kräfte schon höher als die erforderliche Mindestbelastung.

Ist die radiale Mindestbelastung niedriger als oben angegeben, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Gestaltung der Lagerung

Lagerringe auf ganzem Umfang und ganzer Breite abstützen

Damit die Tragfähigkeit der Lager voll genutzt werden kann und die geforderte Lebensdauer erreicht wird, müssen die Lagerringe durch Auflage­flächen auf ihrem ganzen Umfang und über die volle Laufbahnbreite fest und gleichmäßig abgestützt werden. Die Abstützung ist als zylindrische Sitzfläche ausführbar. Die Sitz- und Auflageflächen sollen nicht durch Nuten, Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen unterbrochen sein. Die Genauigkeit der Gegenstücke muss bestimmten Anforderungen entsprechen ➤ Tabelle bis ➤ Tabelle.

Radiale Befestigung

Für eine sichere radiale Befestigung sind feste Passungen notwendig

Neben der ausreichenden Abstützung der Ringe müssen die Lager auch radial sicher befestigt werden, damit die Lagerringe auf den Gegenstücken unter Last nicht wandern. Das geschieht im Allgemeinen durch feste Passungen zwischen den Lagerringen und den Gegenstücken. Werden die Ringe nicht ausreichend oder fehlerhaft befestigt, kann dies zu schweren Schäden an den Lagern und angrenzenden Maschinenteilen führen. Bei der Wahl der Passungen sind Einflussgrößen wie Umlaufverhältnisse, die Höhe der Belastung, die Lagerluft, Temperaturverhältnisse, die Ausführung der Gegenstücke und Ein- und Ausbaumöglichkeiten zu berücksichtigen.

Treten stoßartige Belastungen auf, sind feste Passungen (Übergangs- oder Übermaßpassung) notwendig, damit sich die Ringe zu keinem Zeitpunkt lockern. Zu Spiel-, Übergangs- oder Übermaßpassung ➤ Tabelle und ➤ Tabelle.

Bei der Gestaltung der Lagerung sind die folgenden Angaben aus den technischen Grundlagen zu berücksichtigen:

• Umlaufverhältnisse ➤ Link
• Toleranzklassen für zylindrische Wellensitze (Radiallager) ➤ Tabelle
• Wellenpassungen ➤ Tabelle
• Toleranzklassen für Lagersitze in Gehäusen (Radiallager) ➤ Tabelle
• Gehäusepassungen ➤ Tabelle.

Axiale Befestigung

Die Lager müssen auch in axialer Richtung sicher festgelegt sein

Da eine feste Passung allein meist nicht ausreicht, die Lagerringe auf der Welle und in der Gehäusebohrung auch in axialer Richtung sicher fest-zulegen, muss dies in der Regel durch eine zusätzliche axiale Befestigung bzw. Sicherung erfolgen. Die axiale Fixierung der Lagerringe ist auf die Art der Lageranordnung abzustimmen. Geeignet sind prinzipiell Wellen- und Gehäuseschultern, Gehäusedeckel, Muttern, Abstandsringe, Sicherungsringe, Spann- und Abziehhülsen usw.; Beispiel ➤ Bild.

Maß-, Form- und Laufgenauigkeit für zylindrische Lagersitze

Für den Wellensitz mindestens IT6, für den Gehäusesitz mindestens IT7 vorsehen

Die Genauigkeit des zylindrischen Lagersitzes auf der Welle und im Gehäuse soll der Genauigkeit des eingesetzten Lagers entsprechen. Bei Zylinderrollenlagern mit der Toleranzklasse Normal soll der Wellensitz mindestens dem Grundtoleranzgrad IT6, der Gehäusesitz mindestens IT7 entsprechen. Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der Lagersitz­flächen ➤ Tabelle, Toleranzen t₁ bis t₃ entsprechend ➤ Bild. Zahlenwerte für die IT-Qualitäten ➤ Tabelle.

Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der Lagersitzflächen

Toleranzklasse der Lager		Lager­sitz­fläche	Grundtoleranzgrade nach ISO 286-1 (IT-Qualitäten)
nach ISO 492	nach DIN 620		Durch­messer­toleranz	Rundheits­toleranz	Paralle­litäts­toleranz	Gesamt­planlauf-­toleranz der Anlage­schulter
				t1	t2	t3
Normal	PN (P0)	Welle	IT6 (IT5)	Umfangs­last IT4/2	Umfangs­last IT4/2	IT4
				Punkt­last IT5/2	Punkt­last IT5/2	IT4
		Gehäuse	IT7 (IT6)	Umfangs­last IT5/2	Umfangs­last IT5/2	IT5
				Punkt­last IT6/2	Punkt­last IT6/2	IT5

Zahlenwerte für ISO-Grund­toleranzen (IT-Qualitäten) nach ISO 286-1:2010

IT-Qualität	Nennmaß in mm
	über	18	30	50	80	120	180	250	315	400
	bis	30	50	80	120	180	250	315	400	500
	Werte in μm
IT4		6	7	8	10	12	14	16	18	20
IT5		9	11	13	15	18	20	23	25	27
IT6		13	16	19	22	25	29	32	36	40
IT7		21	25	30	35	40	46	52	57	63

Rauheit zylindrischer Lagersitzflächen

Ra darf nicht zu groß sein

Die Rauheit der Lagersitze ist auf die Toleranzklasse der Lager abzustimmen. Der Mittenrauwert Ra darf nicht zu groß werden, damit der Übermaßverlust in Grenzen bleibt. Die Wellen müssen geschliffen, die Bohrungen feingedreht werden. Richtwerte in Abhängigkeit von der IT‑Qualität der Lagersitzflächen ➤ Tabelle.

Rauheitswerte für zylindrische Lagersitzflächen – Richtwerte

Nenndurchmesser des Lagersitzes d (D)		empfohlener Mittenrauwert für geschliffene Lagersitze Ramax
mm		μm
		Durchmessertoleranz (IT-Qualität)
über	bis	IT7	IT6	IT5	IT4
‒	80	1,6	0,8	0,4	0,2
80	500	1,6	1,6	0,8	0,4

 

Anschlussmaße für die Anlageflächen der Lagerringe

Die Anlageflächen für die Ringe müssen ausreichend hoch sein

Die Anschlussmaße von Wellen- und Gehäuseschultern, Abstandsringen usw. müssen sicherstellen, dass die Anlageflächen für die Lagerringe ausreichend hoch sind. Der Übergang von der Lagersitzstelle zur Anlageschulter ist mit einer Rundung nach DIN 5418:1993 oder einem Freistich nach DIN 509:2006 zu gestalten. Bewährte Anschlussmaße für die Radien und die Durchmesser der Anlageschultern sind in den Produkttabellen angegeben ➤ Bild. Diese Maße sind Grenzmaße (Größt- oder Kleinstmaße); sie dürfen nicht über- oder unterschritten werden.

Bordabstützung bei axial belasteten Lagern

Axial belastete Borde müssen auf der gesamten Höhe und über den ganzen Umfang abgestützt werden ➤ Bild. Die Größe und Planlaufgenauigkeit der Innenringbord-Anlageflächen ist besonders bei hoch belasteten Zylinderrollenlagern zu beachten, da diese Größen auch die Gleichmäßigkeit der Bordbelastung und die Laufgenauigkeit der Welle beeinflussen. So können auf die Borde schon bei sehr kleinen Schiefstellungen schädliche Wechselbeanspruchungen wirken. Werden die in den Produkttabellen angegebenen Anschlussmaße eingehalten, können die genannten Probleme sicher vermieden werden.

Abstützung bei Stützlagern

Bei Stützlagern genügt die einseitige Abstützung der Lagerringe an dem Bord, der die Axiallast aufnimmt ➤ Bild.

Abstützung des Innenringbords – Reihe SL1923 (Stützlager) dc = empfohlene Höhe der Wellenschulter bei axial belastetem Bord Pfeil = Kraftfluss

Ein- und Ausbau

Die Ein- und Ausbaumöglichkeiten der Zylinderrollenlager mit thermischen, hydraulischen oder mechanischen Verfahren sind bereits bei der Gestaltung der Lagerstelle zu berücksichtigen.

Schaeffler-Montagehandbuch

Wälzlager sehr sorgfältig behandeln

Wälzlager sind vielfach bewährte Präzisions-Maschinenelemente zur Gestaltung wirtschaftlicher, zuverlässiger und betriebssicherer Lagerungen. Damit diese Produkte ihre Funktion einwandfrei erfüllen und die vorgesehene Gebrauchsdauer ohne Beeinträchtigung erreichen, müssen sie sorgfältig behandelt werden.

Das Schaeffler-Montagehandbuch MH 1 informiert umfassend über die sachgemäße Lagerung, Montage, Demontage und Wartung rotatorischer Wälzlager http://www.schaeffler.de/std/1B68. Daneben enthält es Angaben, die der Konstrukteur für den Ein‑ und Ausbau und die Wartung der Lager schon bei der Gestaltung der Lagerstelle beachten muss. Das Buch liefert Schaeffler auf Anfrage.

Rechtshinweis zur Datenaktualität

Die Weiterentwicklung der Produkte kann auch zu technischen Änderungen an Katalogprodukten führen

Im Mittelpunkt des Interesses von Schaeffler stehen die Optimierung und die Weiterentwicklung seiner Produkte und die Zufriedenheit seiner Kunden. Damit Sie sich als Kunde bestmöglich über diesen Fortschritt und den aktuellen technischen Stand der Produkte informieren können, veröffentlichen wir Produktänderungen gegenüber der gedruckten Ausgabe in unserem elektronischen Produktkatalog.

Änderungen der Angaben und Darstellungen dieses Katalogs behalten wir uns daher vor. Dieser Katalog gibt den Stand bei Drucklegung wieder. Neuere Veröffentlichungen unsererseits (in Printmedien oder digital) gehen automatisch diesem Katalog vor, soweit sie dasselbe Thema betreffen. Bitte prüfen Sie daher stets über unseren elektronischen Produktkatalog, ob aktuellere Informationen oder Änderungshinweise für Ihr gewünschtes Produkt verfügbar sind.

Weiterführende Informationen

Bei der Auslegung einer Lagerung sind neben den Angaben in diesem Kapitel auch folgende Kapitel in den technischen Grundlagen zu beachten:

• Bestimmung der Lagergröße ➤ Link
• Steifigkeit ➤ Link
• Reibung und Erwärmung ➤ Link
• Drehzahlen ➤ Link
• Lagerdaten ➤ Link
• Schmierung ➤ Link
• Abdichtung ➤ Link
• Gestaltung der Lagerung ➤ Link
• Ein- und Ausbau ➤ Link.