Winkelkindkugellager: Struktur, Vorspann- und gepaarte Konfigurationen
Winkelkugellagersind eine der am häufigsten verwendeten Lagertypen und kombinieren eine hervorragende Geschwindigkeitsleistung mit hoher Last - Tragfähigkeit. Im Vergleich zu tiefen Rillenkugellagern können sie nicht nur radialen Lasten, sondern auch signifikanten axialen Lasten standhalten. Aufgrund ihrer einzigartigen inneren Struktur kann ein einzelnes Lager jedoch nur eine axiale Belastung in einer Richtung aufnehmen, was bestimmte Anforderungen in praktische Anwendungen auferlegt.
Struktur und eine - Wegladekapazität
Das interne Design eines Winkelkugellagers definiert seine axiale Lastfähigkeit. Das Lager kann nur axiale Lasten von der dicken Seite des inneren Rings zur dicken Seite des Außenrings aufrechterhalten. Wenn eine axiale Last in die entgegengesetzte Richtung aufgetragen wird, trennen sich das Lager tendenziell ab. In diesem Fall können rollende Elemente kein reines Rollen erzielen, was zu einer erhöhten Reibung, Wärmeerzeugung, Verschleiß und vorzeitiger Versagen führt.
Das Bedürfnis nach axialer Vorspannung
Um diesen Fehlermodus zu verhindern, muss eine axiale Vorspannung auf ein einzelnes Winkelkugellager angewendet werden.
Für ein einzelnes Lager: Die Vorspannung sollte in der axialen Lastrichtung aufgetragen werden (von der dicken Seite des äußeren Rings in Richtung der dicken Seite des inneren Rings).
Bestimmung der Vorspannungsgröße: Der Vorspannwert muss die maximal erwartete umgekehrte axiale Last überschreiten. Gleichzeitig sollte es auch den Mindestlastanforderungen des Lageres erfüllen. In der Praxis wird die Vorspannung normalerweise als Summe der maximalen umgekehrten axialen Belastung und der minimal erforderlichen internen Last eingestellt, während gleichzeitig die Installations- und Betriebsbedingungen berücksichtigt werden.
Gepaarte Winkelkugellager (DB / DF)
In vielen Fällen erfordern Anwendungen die Lageranordnung, um axiale Lasten in beide Richtungen zu unterstützen. Dies wird durch die Verwendung erreichtgepaarte Winkelkugellagerin beiden azurück - bis - zurück (db)oderGesicht - bis - face (df)Konfiguration:
Zurück - zu - zurück (db):Außenring dicke Seiten sind gegenübereinander montiert.
Face - zu - face (df):Außenring dünne Seiten sind gegenübereinander montiert.
In beiden Anordnungen trägt jedes Lager in dem Paar eine axiale Last in eine Richtung, sodass das System bidirektionale axiale Kräfte standhalten kann. Bei solchen gepaarten Lagern ist zusätzliche externe Vorspannung nicht streng erforderlich, da jede Einheit gegenüber axialen Axiallasten griff. Die Vorspannung kann jedoch weiterhin angewendet werden, um die Starrheit und Leistung zu verbessern.
Vorspannung in gepaarten Lagern auftragen
Nehmen Sie ein - nach - zurück als Beispiel: Wenn die dicken Seiten der Lager zusammen gedrückt werden, können die dünnen Seiten eine kleine Lücke hinterlassen. Durch die Anwendung einer externen Kraft, um diese Lücke zu schließen, wird eine negative Clearance erzeugt, die die Vorspannung in den Lagersatz einführt.
Die Vorspannungskontrolle wird während der Herstellung durch Präzisionsanpassung der Ringabmessungen erreicht. Dies gewährleistet die gewünschte interne Vorspannung oder Absicht in DB/DF -Arrangements.
Eine weitere häufige Methode ist die Positionierunggepaarte Winkelkugellageran den gegenüberliegenden Enden einer Schacht mit Abstandshaltern zwischen ihnen. In diesem Setup die
Vorspannung oder Freigabe hängt von der Abstandshalterlänge ab:
- Ein längerer Abstandhalter → größere Vorspannung.
- Ein kürzerer Abstandhalter → kleinere Vorspannung.
Vergleich: Einzel- und gepaarte Winkelkugellager gepaart
| Besonderheit | Einzelwinkelkugellager | Gepaarter Winkelkugellager (DB/DF) |
|---|---|---|
| Axiale Belastungskapazität | Nur in eine Richtung | Bidirektional (ein Lager griff jede Richtung) |
| Vorspannungsanforderung | Muss extern angewendet werden | Oft nicht erforderlich, aber vorlädt werden für Starrheit hinzugefügt werden |
| Anwendungsrisiko | Kann sich unter umgekehrter axialer Last trennen | Stabil gegen axiale Lasten aus beiden Richtungen |
| Steifheit | Niedriger im Vergleich zum gepaarten Design | Höhere Starrheit und Steifheit |
| Installation | Einfacher, benötigt aber eine sorgfältige Vorlastkontrolle | Erfordert korrekte DB/DF -Anordnung oder Abstandshalter |
| Typische Verwendung | Hoch - Geschwindigkeitsspindeln, Pumpen | Werkzeugmaschine Spindeln, Getriebe, Motoren |
Faktoren, die Vorspannung und Freigabe beeinflussen
Die endgültige Vorspannung in gepaarten Winkelkugellagern wird durch mehrere Faktoren beeinflusst:
Ringdimension Genauigkeit(Werksanpassung oder Abstandshalterlänge).
Zwischen dem Innenring und der Welle passen, was die Freigabe verringern kann.
Wärmeausdehnungseffekte, was die Freigabe während des Betriebs weiter verringern kann.
Die endgültige Vorspannung muss sicherstellen, dass unter einer axialen Lastbedingung das Non - -Load - Lagerlager im Paar immer die interne Last über der minimalen Anforderung hält und Trennung oder Fehler verhindert.
Anwendungsunterschiede
In ElektromotoranwendungenDie Hersteller liefern häufig Fabrik - Matched gepaarte Winkelkindkugellagersätze, wodurch die Anpassung an - erforderlich ist.
In Getriebe und PräzisionsmaschinenDie Berechnung und Anpassung der Vorspannung sind entscheidend, um eine optimale Lagerleistung und Lebensdauer zu erzielen.