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Toleranzen und Passungen von Wälzlagern spielen eine entscheidende Rolle bei der Montage und dem Betrieb von Maschinen, indem sie die richtige Ausrichtung, Lastverteilung und Gesamtleistung gewährleisten. Toleranzen beziehen sich auf die zulässigen Abweichungen in den Abmessungen und der Geometrie von Lagerkomponenten, während Passungen die Beziehung zwischen dem Lager und seinen Gegenteilen wie Wellen und Gehäusen definieren. So beeinflussen Wälzlagertoleranzen und -passungen die Montage und den Betrieb von Maschinen:
1.Ausrichtung und Präzision:
Toleranzen und Passungen sind entscheidend für die präzise Ausrichtung von Lagerkomponenten. Enge Toleranzen stellen sicher, dass die Abmessungen des Lagers und seiner Gegenteile genau dem vorgesehenen Design entsprechen. Diese Ausrichtung ist für die Maschinenleistung von größter Bedeutung, da Abweichungen zu erhöhter Reibung, Verschleiß und verringerter Effizienz führen können. Eine präzise Ausrichtung ist besonders wichtig bei Anwendungen, bei denen enge Toleranzen unerlässlich sind, beispielsweise bei der hochpräzisen Bearbeitung und Instrumentierung.
2.Lastverteilung:
Die richtige Passung ist für die gleichmäßige Lastverteilung auf die Wälzkörper und Laufbahnen von entscheidender Bedeutung. Lager, die innerhalb der angegebenen Passungen betrieben werden, können die Lasten gleichmäßig verteilen und so lokale Spannungskonzentrationen verhindern. Diese gleichmäßige Lastverteilung verlängert die Lebensdauer des Lagers, indem sie Ermüdung und Verschleiß minimiert und die allgemeine Maschinenzuverlässigkeit erhöht.
3. Austauschbarkeit:
Standardisierte Toleranzen und Passungen erleichtern die Austauschbarkeit von Lagern und Komponenten. Diese Standardisierung vereinfacht Wartungs- und Reparaturaktivitäten, da Ersatzteile problemlos beschafft und installiert werden können, ohne dass umfangreiche Umkonstruktionen oder Anpassungen erforderlich sind. Branchen, die in hohem Maße auf austauschbare Komponenten angewiesen sind, profitieren erheblich von der Einhaltung etablierter Toleranzstandards.
4.Vibrations- und Geräuschreduzierung:
Enge Passungen können das Innenspiel innerhalb der Lager verringern und so das Axial- und Radialspiel minimieren. Durch diese Spielreduzierung werden die im Betrieb entstehenden Vibrationen effektiv gedämpft. Bei Anwendungen, bei denen Lärm- und Vibrationskontrolle von größter Bedeutung sind, wie etwa in der Präzisionsmesstechnik oder in Luft- und Raumfahrtsystemen, tragen richtige Passungen zu einem leiseren und gleichmäßigeren Maschinenbetrieb bei.
5. Temperaturmanagement:
Wälzlager unterliegen während des Betriebs Temperaturschwankungen, die sich auf ihre Abmessungen auswirken können. Richtige Passungen berücksichtigen die thermische Ausdehnung und Kontraktion und halten die Abstände innerhalb akzeptabler Grenzen. Bei Lagern mit falscher Passung kann es zu übermäßigen temperaturbedingten Belastungen kommen, die zu einem vorzeitigen Ausfall führen können. Die Einhaltung angemessener Abstände bei schwankenden Temperaturen ist für die zuverlässige Maschinenleistung von entscheidender Bedeutung.
6.Übermäßiges Spielen verhindern:
Lager mit entsprechender Passung verhindern ein übermäßiges Axial- oder Radialspiel. Übermäßiges Spiel kann zu Spiel, Bewegungsverlust oder Fehlausrichtung führen und die Präzision und Reaktionsfähigkeit der Maschine beeinträchtigen. Durch die Kontrolle des Spiels innerhalb vorgeschriebener Grenzen tragen Passungen zu einem stabilen und genauen Maschinenbetrieb bei.
7. Tragfähigkeit:
Die Wahl der Passungen kann Einfluss auf die effektive Tragfähigkeit eines Lagers haben. Für Hochleistungsanwendungen, bei denen erhebliche Belastungen oder Stöße auftreten, können sich Ingenieure für lockerere Passungen entscheiden, um die Wärmeausdehnung auszugleichen und einen größeren Sicherheitsspielraum zu bieten. Umgekehrt können bei Präzisionsanwendungen engere Passungen bevorzugt werden, um Mikrobewegungen zu minimieren, die die Genauigkeit beeinträchtigen können.
8. Einfache Montage:
Lager mit entsprechenden Toleranzen und Passungen vereinfachen den Montageprozess. Richtig ausgewählte Passungen verringern die Wahrscheinlichkeit einer Bauteilbeschädigung beim Einbau und sorgen dafür, dass die Lager sicher und ohne übermäßige Krafteinwirkung sitzen. Diese einfache Montage rationalisiert die Produktion und minimiert das Risiko kostspieliger Fehler bei der Installation.
9. Schmierung und Abdichtung:
Toleranzen und Passungen können die Wirksamkeit von Schmier- und Dichtungssystemen erheblich beeinträchtigen. Enge Passungen verbessern die Retention von Schmierstoffen im Lager, verringern die Häufigkeit der Nachschmierung und erhöhen die Lebensdauer des Lagers. Darüber hinaus tragen ordnungsgemäße Passungen zur Wirksamkeit der Dichtungsanordnungen bei, indem sie dazu beitragen, Verunreinigungen auszuschließen und eine saubere, geschmierte Lagerumgebung aufrechtzuerhalten.
10.Dynamische vs. statische Belastungen:
Wälzlager sind häufig sowohl dynamischen Belastungen (aufgrund von Drehbewegungen) als auch statischen Belastungen (nicht rotierende Kräfte) ausgesetzt. Die gewählten Passformen sollten ein Gleichgewicht zwischen der Aufnahme dieser Lasten und der Wahrung von Präzision und Ausrichtung herstellen. Durch die richtige Auswahl wird sichergestellt, dass das Lager sowohl auf statische als auch dynamische Belastungsbedingungen reagiert und so die Effizienz und Genauigkeit der Maschine aufrechterhält.
Zweireihige Schrägkugellager vom Typ 32 und 33 verfügen über einen Füllschlitz auf einer Seite und einen Kontaktwinkel von 35°. Diese Lager müssen so montiert werden, dass die große Schubkraft auf die Laufbahn ohne Füllschlitz wirkt.
